1、110kV 智能变电站监控系统优化设计摘要：本文对一体化监控系统功能定位以及系统硬件配置进行了介绍，并论述了一体化监控系统的高级应用，以及基于一体化信息平台技术在智能变电站监控系统中应用，并以某 110kV 智能变电站监控系统配置方案为例，对硬件整合后节约投资的经济性进行了分析。 关键词：智能变电站；监控系统；功能定位；硬件整合；节约投资；中图分类号：TM63 文献标识码：A 0. 引言 近年来，随着电力系统管理体制的深化改革，变电所自动化技术在不断进步，目前很多变电站已逐步实现无人值守。国家电网公司正在加快全面推进智能电网建设，智能变电站是智能电网的重要环节，一体化监控系统是智能电网调度控制
2、和生产管理的基础。 根据国家电网公司对智能变电站建设要求以及对智能变电站监控系统功能和建设技术规范要求，新建智能变电站监控系统宜采用一体化监控系统。 1. 一体化监控系统功能定位 智能变电站一体化监控系统按照全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化的要求，通过系统集成优化，实现全站信息统一接入、统一存储和统一展示，实现运行监视、操作与控制、信息综合分析与智能告警、运行管理和辅助应用等功能。 运行监视 通过可视化技术，实现对电网运行信息、保护信息、一、二次设备运行状态等进行监视和综合展示。包含三个方面： (1)运行工况监视 实现智能变电站全景数据统一存储和集中展示。提供统一的信息展示界面，
3、综合展示电网运行状态、设备监测状态、辅助应用信息、事件信息、故障信息；实现装置压板状态的实时监视，当前定值区的定值及参数的召唤、显示。 (2)设备状态监测 实现一次设备运行状态在线监视和综合展示；通过可视化手段实现二次设备运行工况、站内网络状态和虚端子连接状态监视；实现辅助设备运行状态的综合展示。 (3)远程浏览 调度（调控）中心可以通过数据通信网关机，远方查看智能变电站一体化监控系统的运行数据，包括电网潮流、设备状态、历史记录、操作记录、故障综合分析结果等各种原始信息以及分析处理信息。 操作和控制 变电站监控系统满足无人值班要求。操作控制功能按调控中心、站控层、间隔层、设备级分层操作原则考虑
4、。操作权限由调控中心、站控层、间隔层、设备级顺序层层下放。原则上站控层、间隔层、设备级只作为后备操作或检修操作手段。这三层的操作控制方式和监控范围可根据实际要求和设备配置灵活应用。 在监控系统运行正常情况下，任何一层操作，设备运行状态和选择切换开关状态都处于微机监控系统监控之中。在任何一层操作时，其它操作级均处于被闭锁状态。 信息综合分析与智能告警 通过对智能变电站各项运行数据（站内实时/非实时运行数据、辅助应用信息、各种报警及事故信号等）的综合分析处理，提供分类告警、故障简报及故障分析报告等结果信息，包含站内数据辨识、故障分析决策、智能告警等内容。 运行管理 通过人工录入或系统交互等手段，建
5、立完备的智能变电站设备基础信息，实现一、二次设备运行、操作、检修、维护等工作规范化，包括源端维护、权限管理、设备管理、定值管理和检修管理等内容。 辅助应用 通过标准化接口和信息交互，实现对站内电源、安防、消防、视频、环境监测等辅助设备监视与控制。包含四方面内容：电源监控、安全防护、环境监测、辅助控制。 2. 一体化监控系统系统配置 本设计 110kV 新建智能变电站内按节约建设投资原则，对一体化监控系统进行硬件整合优化配置，配置监控主机 1 台、综合应用服务器 1台、区数据通信网关机 2 台、区数据通信网关机 1 台、/区数据通信网关机 1 台、防火墙 1 台、正反向隔离装置各一台、计划管理终
6、端1 套以及计算机系统软件若干。 配置一台监控主机，集成工程师站、VQC、五防一体化、小电流接地选线、低频低压减载等功能，取消单独数据服务器、图形通信网关机等不必要设备，实现智能变电站信息平台统一化和功能集成化，符合国网智能变电站一体化监控系统功能规范和建设规范。 3. 一体化监控系统高级应用 监控系统一体化体现了智能变电站技术的先进性，符合国网公司智能变电站建设方针。 本期实现智能操作票、顺序控制、智能告警及分析决策、站域控制、拓扑五防、优化调节控制、源端维护等功能；对于现阶段不具备条件实现的高级功能应用，预留其远景功能接口。 智能高级应用功能如下： 1）智能操作票： 智能五防与监控系统合二
7、为一，统一平台。通过图形操作、人机对话方式快速、正确、规范地生成符合电力用户现场要求的操作票，具有一体化图形、及基于变电站实时信息的操作、自动(人工)预演等特点，将运行人员从繁重的手工开票工作中解脱出来，显著缩短倒闸操作所需时间，提高电网运行效率。 2）顺序控制： 在全站设备间隔均能实现顺序控制，开关设备位置可以自动识别，跳读主站可根据备操作设备在线状态、保护信息等对顺序控制过程进行人工干预，下达跳、停设备等操作命令，实现一次、二次设备信息联动及保护软压板自动控制。 变电站实现顺序控制，在变电站后台和主站端均可实现站内设备一键式顺序控制，在保证操作安全前提下，极大程度缩短变电站倒闸操作时间，提
8、高了操作效率，解决人工操作效率低、易出错等问题，提高供电可靠性。 3）监控五防一体化： 五防闭锁一体化建立了一种包括监控后台、远动所有站控层的的一体化五防。在该模式下，监控后台、远动五防闭锁规则具有统一的数据模型、统一的闭锁规则组态、统一闭锁逻辑判断。该模式简化了变电站五防系统结构，兼顾站控层各种设备的需求。 4）智能拓扑五防： 变电站采用基于拓扑网络的职能五防，自动实现防务操作的逻辑判断。防误闭锁逻辑免配置和自适应，变电站扩建无需修改逻辑。提高智能变电站防误操作的技术水平，建设和维护效率得到极大提高。 5）优化调节控制： 根据地区各类站点的节点参数计算出最优无功调压方案，并下发至变电站自动化
9、系统，实现无功补偿自动投切和主变有载调压，支撑电网安全经济运行，从而达到优化控制的目的。 6）站域控制： 站域控制建立在一体化信息平台基础上，可实现多个电压等级桥备投、进线备投、分段备投、主变压器备投等备投功能，还可实现过负荷联切、过负荷闭锁和低频低压减负荷功能。 7）源端维护 在智能变电站和调度主站基于 IEC61850 标准，建立统一的模型，在保证安全的前提下，应在变电站利用统一系统配置工具进行配置，生成标准配置文件，包括变电站网络拓扑等参数、IED 数据模型及两者之间的联系。变电站主接线和分画面图形，图元与模型关联，应以可升级矢量图形（SVG）格式提供给调度主站。 4. 一体化监控系统整
10、合方案 新建 110kV 智能变电站采用一体化监控系统，应用智能变电站一体化信息平台实施方案的成果，通过硬件优化整合，监控系统设备配置及节约投资经济性分析比较如表 1。 表 1 一体化平台硬件设备经济分析比较表（费用：万元） 序号 优化前方案 优化后方案 费用比较 设备 费用 设备 费用 1 监控主机 10 监控主机 15 -25 2 操作员站 10 3 工程师站 10 4 保护信息子站 5 5 五防工作站 5 6 远动通信装置 10 数据通信网关机 12 +2 7 综合应用服务器 10 综合应用服务器 10 8 打印机 8 网络打印机 1 -7 9 合计 68 38 30 根据全寿命周期设备
11、造价分析比较，站控层设备经过优化整合后在寿命周期内成本可节省 30 万元。 5. 结论 本文介绍了一体化监控系统功能定位以及配置原则；采用一体化监控系统，通过一体化信息平台进行硬件整合优化后，整合了各应用系统功能，减少了服务器等硬件设备及与各子系统的运行维护成本，也节省了资源消耗，有力地推进节能环保，降低人力物力成本，与调控一体化的运行管理模式相适应；以实例配置方案进行分析，为新建智能变电站监控系统优化配置提供了参考依据。 参考文献 关于印发智能变电站一体化监控系统功能规范等两项标准的通知，国家电网科， 2012143 号. Q/GDW678-2011智能变电站一体化监控系统功能规范及编制说明. Q/GDW679-2011智能变电站一体化监控系统建设技术规范及编制说明. 智能变电站建设技术,中国电力出版社,2011.12. Q/GDW383-2009 智能变电站技术导则及编制说明.
