淺談變電站運(yùn)維平臺(tái)技術(shù)的應(yīng)用

任運(yùn)業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：傳統(tǒng)的變電站運(yùn)行和維護(hù)工作涉及變電站運(yùn)行人員、管理人員、檢修人員，工作過(guò)程中涉及使用多個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)，包括保信系統(tǒng)、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)、視*及環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，可靠性要求不斷提升，人力資源變得越來(lái)越緊張。變電站運(yùn)維自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用促*資源的整合配置，提高工作效率，保證電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性具有重要意義。

關(guān)鍵詞：變電站；運(yùn)維；綜合自動(dòng)化

0、引言

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，國(guó)內(nèi)供電企業(yè)大量采用了變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方集中監(jiān)視、控制等，既提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，同時(shí)降低了人為誤操作的可能性。采用變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)是計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)應(yīng)用的方向，同時(shí)也是電網(wǎng)滿足社會(huì)需求的必然途徑，在應(yīng)用的過(guò)程當(dāng)中，無(wú)法避免地引發(fā)出一些問(wèn)題。自20世紀(jì)90年代以來(lái)，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在我國(guó)得以廣泛的應(yīng)用。目前所使用的自動(dòng)化運(yùn)維技術(shù)，仍未能充分發(fā)揮所有功能，存在的問(wèn)題較多，可以改進(jìn)的地方也有很多，沒(méi)有達(dá)到無(wú)人值班的效果，如變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)行和檢修的管理體制等問(wèn)題。

1、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)概述

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)指的是通過(guò)執(zhí)行相關(guān)規(guī)定的功能，實(shí)現(xiàn)控制電氣設(shè)備的系統(tǒng)性動(dòng)作。其主要是通過(guò)微處理器和計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)等系統(tǒng)組成，通過(guò)自動(dòng)化控制技術(shù)與即時(shí)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站運(yùn)行設(shè)備的控制，借此實(shí)現(xiàn)提高運(yùn)行幾率的效果。在此過(guò)程中，其還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站運(yùn)行設(shè)備的實(shí)際監(jiān)控、測(cè)量與控制等效果。在變電站運(yùn)行的過(guò)程中，減少了二次設(shè)備的使用，簡(jiǎn)化了變電站設(shè)備的二次連線，保障變電站的平穩(wěn)運(yùn)行，減小其實(shí)際成本，以此提高變電站的經(jīng)濟(jì)效益。目前，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)所采用的的結(jié)構(gòu)形式主要有3種類型：集中式、分散與集中相結(jié)合和全分散式。

1. 變電站運(yùn)維自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

變電站的二次系統(tǒng)的發(fā)展存在重控制，輕運(yùn)維的情況。在電網(wǎng)控制方面，由于變電站自動(dòng)化的發(fā)展，提高了操作的便捷性，已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守，多數(shù)操作已經(jīng)可以通過(guò)二次系統(tǒng)（主要通過(guò)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)）進(jìn)行控制。但在運(yùn)維管理方面，國(guó)內(nèi)與變電站內(nèi)設(shè)備運(yùn)維相關(guān)的技術(shù)發(fā)展較國(guó)外緩慢一些。

完成變電站運(yùn)維的作業(yè)任務(wù)，需要關(guān)注八大類信息，包括：電網(wǎng)量測(cè)數(shù)據(jù)（也叫電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)）、故障和保護(hù)動(dòng)作數(shù)據(jù)（繼電保護(hù)數(shù)據(jù)）、運(yùn)行分析數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、電能質(zhì)量數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、作業(yè)管理數(shù)據(jù)。主要包含7個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)：調(diào)度SCADA系統(tǒng)、保信系統(tǒng)、安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、電能質(zhì)量系統(tǒng)、環(huán)境預(yù)警系統(tǒng)、視*監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。其具體內(nèi)容分別如下：

調(diào)度SCADA系統(tǒng)：內(nèi)容包括設(shè)備模擬量數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)量數(shù)據(jù)，用于掌握當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)也可用于確認(rèn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

保信系統(tǒng)：內(nèi)容包括事件順序記錄、保護(hù)裝置數(shù)據(jù)、故障錄波數(shù)據(jù)、保護(hù)錄波文件，用于掌握故障信息。

安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)：內(nèi)容包括設(shè)備臺(tái)賬、設(shè)備缺*、工作票操作票、運(yùn)行交接*、運(yùn)行日志、運(yùn)行記錄、設(shè)備巡視檢修計(jì)劃，用于保存生產(chǎn)信息，進(jìn)行任務(wù)安排。

設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：內(nèi)容包括變壓器監(jiān)測(cè)、電纜監(jiān)測(cè)、局部放電監(jiān)測(cè)、斷路器監(jiān)測(cè)、絕緣監(jiān)測(cè)、避雷器監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、S*6監(jiān)測(cè)、變壓器油監(jiān)測(cè)等等，用于設(shè)備檢修計(jì)劃安排的輔助決策。

電能質(zhì)量系統(tǒng)：內(nèi)容包括電能質(zhì)量的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)信息，用于監(jiān)測(cè)電能質(zhì)量信息。

環(huán)境預(yù)警系統(tǒng)：內(nèi)容包括站內(nèi)溫濕度、風(fēng)速、水浸、S*6氣體濃度等自然環(huán)境狀況、照明設(shè)備、暖通設(shè)備的工作狀態(tài)。

視*監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：內(nèi)容包括從視*主站系統(tǒng)采集的變電站的實(shí)時(shí)監(jiān)控畫面，通過(guò)指*區(qū)域的監(jiān)控設(shè)備監(jiān)測(cè)運(yùn)行狀況，并在巡維中*可以控制該視*裝置。

1. 變電站運(yùn)維自動(dòng)化現(xiàn)狀

隨著自動(dòng)化運(yùn)維的覆蓋面不斷增加和擴(kuò)展，電氣二次設(shè)備日益增多，相互之間的聯(lián)系日益復(fù)雜，為電力二次系統(tǒng)運(yùn)維帶來(lái)諸多挑戰(zhàn)，結(jié)合當(dāng)前變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)維*式，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前運(yùn)維*式存在著一些問(wèn)題：

從資源層面上，電力二次系統(tǒng)技術(shù)涵蓋電氣、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)控制、通信等等多學(xué)科知識(shí)，軟硬件實(shí)現(xiàn)方式眾多，數(shù)據(jù)分散、異構(gòu)、格式不一，要實(shí)現(xiàn)完整全*的運(yùn)維數(shù)據(jù)的分析，需要運(yùn)維人員不僅具有較高的專*技術(shù)水平，還需要具備相當(dāng)廣泛的專*面。因此，運(yùn)維事件處理過(guò)程中，往往難以快速地提取全局的、有*的信息，從而導(dǎo)致難以及時(shí)識(shí)別系統(tǒng)事件，定位故障原因。

從運(yùn)行信息層面上，由于電力調(diào)度的實(shí)時(shí)性要求，二次系統(tǒng)運(yùn)維人員需要時(shí)刻關(guān)注大量而且繁雜的數(shù)據(jù)，諸如二次系統(tǒng)業(yè)務(wù)運(yùn)行狀態(tài)、二次設(shè)備運(yùn)行狀況、網(wǎng)絡(luò)互連情況、系統(tǒng)信息安全、機(jī)房環(huán)境參數(shù)等；而同時(shí)關(guān)注這些運(yùn)行數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)，運(yùn)維人員往往會(huì)被淹沒(méi)在海量的告警信息之中。

從業(yè)務(wù)層面上，當(dāng)采用多種監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，各個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的業(yè)務(wù)對(duì)象不同，部署及管理相互獨(dú)*，導(dǎo)致系統(tǒng)安全的相關(guān)信息不集中互不相通，安全策略難以保持一致，不僅無(wú)法直接解決前面所述的各種問(wèn)題，還會(huì)造成復(fù)雜數(shù)據(jù)干擾的情況，影響運(yùn)維工作的實(shí)際效率。

從規(guī)則層面上，缺少知識(shí)庫(kù)和規(guī)則引擎等專家系統(tǒng)技術(shù)、人工智能技術(shù)的支撐，從海量原始數(shù)據(jù)提取關(guān)鍵信息進(jìn)行分析的工作還是由運(yùn)維人員人工完成，專*管理人員在業(yè)務(wù)決策時(shí)得不到有*支持；而由于日常運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)不能以有*的方式積累，重復(fù)出現(xiàn)的事件和故障，一方面造成熟悉相關(guān)問(wèn)題的人員不斷重復(fù)處理，另一方面無(wú)法通過(guò)預(yù)判分析避免相同問(wèn)題的重復(fù)出現(xiàn)。

運(yùn)行維護(hù)人員的操作水平關(guān)系到整個(gè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的順利運(yùn)行[3]。在積*改*管理體制和學(xué)*電網(wǎng)企業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，還要培養(yǎng)出一批高素質(zhì)的專*人才?，F(xiàn)階段絕大部分設(shè)備依靠廠家進(jìn)行維護(hù)，缺乏可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題的專*隊(duì)伍，發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺*到處理完成需要?dú)v經(jīng)幾個(gè)階段，問(wèn)題得不到及時(shí)的解決。

4、安科瑞AcrelCloud-1000變電所運(yùn)維云平臺(tái)

4.1概述

基于互聯(lián)網(wǎng)＋、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)通訊等技術(shù)開(kāi)發(fā)的云端管理平臺(tái)，滿足用戶或運(yùn)維公司監(jiān)測(cè)眾多變電所回路運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)、室內(nèi)環(huán)境溫濕度、電纜及母線運(yùn)行溫度、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或環(huán)境視屏場(chǎng)景等需求，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)一個(gè)中星，集中存儲(chǔ)、統(tǒng)一管理，方便使用，支持具有權(quán)限的用戶通過(guò)電腦、手機(jī)、PAD等各類終端鏈接訪問(wèn)、接收警報(bào)，并完成有關(guān)設(shè)備日常和定期巡檢和派單等管理工作。

4.2應(yīng)用場(chǎng)所

適用于電信、金融、交通、能源、醫(yī)用衛(wèi)生、文體、教育科研、農(nóng)林水利、商業(yè)服務(wù)、公用事業(yè)等行業(yè)變配電運(yùn)行維護(hù)系統(tǒng)的新建、擴(kuò)建和改建。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)可分為四層：即感知層、傳輸層、應(yīng)用層和展示層。

感知層：包含變電所安裝的多功能儀表、溫濕度監(jiān)測(cè)裝置、攝影頭、開(kāi)關(guān)量采集裝置等。除攝影頭外，其它設(shè)備通過(guò)RS485總線接入現(xiàn)場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)RS485端口。

傳輸層：包含現(xiàn)場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)和交換機(jī)等設(shè)備。智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并通過(guò)交換機(jī)把數(shù)據(jù)上傳至指*的服務(wù)器端口，網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)在本地，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失。

應(yīng)用層：包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，若變電所數(shù)量小于30個(gè)則應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器可以合一配置。服務(wù)器需要具備固定IP地址，以接收各智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)傳送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)。

展示層：用戶通過(guò)手機(jī)、平板、電腦等多終端的方式訪問(wèn)平臺(tái)信息。

4.4系統(tǒng)功能

4.4.1用能月報(bào)

用能月報(bào)支持用戶按總用電量、變電站名稱、變電站編號(hào)等查詢所管理站所的用電量，查詢跨度可設(shè)置為月。

4.4.2站點(diǎn)監(jiān)測(cè)

站點(diǎn)監(jiān)測(cè)包括概況、運(yùn)行狀態(tài)、當(dāng)日事件記錄、當(dāng)日逐時(shí)用電曲線、用電概況。

4.4.3變壓器狀態(tài)

變壓器狀態(tài)支持用戶查詢所有或某個(gè)站所的變壓器功率、負(fù)荷率、等運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，支持按負(fù)荷率、功率等升、降序排名。

4.4.4運(yùn)維

運(yùn)維展示當(dāng)前用戶管理的有關(guān)變電所在地圖上位置及總量信息。

4.4.5配電圖

配電圖展示被選中的變電所的配電信息，配電圖顯示各回路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電流等運(yùn)行狀態(tài)及信息，支持電壓、電流、功率等詳細(xì)運(yùn)行參數(shù)查詢。

4.4.6視屏監(jiān)控

視屏監(jiān)控展示了當(dāng)前實(shí)時(shí)畫面（視屏直播），選中某一個(gè)變配電站，即可查看該變配電站內(nèi)視屏信息。

4.4.7電力運(yùn)行報(bào)表

電力運(yùn)行報(bào)表顯示選定站所選定設(shè)備各回路指*采集間隔運(yùn)行參數(shù)和電能抄表的實(shí)時(shí)值及平均值行統(tǒng)計(jì)。

4.4.8警報(bào)信息

對(duì)平臺(tái)所有警報(bào)信息進(jìn)行分析。

4.4.9任務(wù)管理

任務(wù)管理頁(yè)面可以發(fā)布巡檢或消缺任務(wù)，查看巡檢或消缺任務(wù)的狀態(tài)和完成情況，可以點(diǎn)擊查看任務(wù)查看具體的巡檢信息。

4.4.10用戶報(bào)告

用戶報(bào)告頁(yè)面主要用于對(duì)選定的變配電站自動(dòng)匯總一個(gè)月的運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)變壓器負(fù)荷、配電回路用電量、功率因數(shù)、警報(bào)事件等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并列出在該周期內(nèi)巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)的各類缺失及處理情況。

4.4.11APP監(jiān)測(cè)

電力運(yùn)維手機(jī)支持“監(jiān)控系統(tǒng)"、“設(shè)備檔案"、“待辦事項(xiàng)"、“巡檢記錄"、“缺失記錄"、“文檔管理"和“用戶報(bào)告"七大模塊，支持一次圖、需量、用電量、視屏、曲線、溫濕度、同比、環(huán)比、電能質(zhì)量、各種事件警報(bào)查詢，設(shè)備檔案查詢、待辦事件處理、巡檢記錄查詢、用戶報(bào)告、文檔管理等。

4.5系統(tǒng)硬件配置

5、結(jié)語(yǔ)

未來(lái)，隨著通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的逐步完善，變電站運(yùn)維自動(dòng)化技術(shù)在提高變電站工作效率方面將有更加顯著的效果。利用技術(shù)手段，改*變電站運(yùn)維工作的效率和質(zhì)量，改變變電站運(yùn)維的工作現(xiàn)狀，已然成為發(fā)展的必然趨勢(shì)?？傊?，變電站運(yùn)維自動(dòng)化技術(shù)可以提高變電站工作的效率，保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

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