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摘要:变电站就如同电网的心脏一般，肩负着其所在地区的供电重任。在智能变电站当中，继电保护装置、开关操作、自动化设备的电力供应都是来源于其直流电源系统，因此，直流电源系统在电力系统安全性与稳定性的实现中扮演着十分重要的角色。当前，我国变电站多为无人值班状态，而是通过监控中心对变电站的运行情况进行适时把控。然而，监控中心却很难把握直流电源相关的详细信息，使得直流系统异常初期无法得到应有的预警，而是当异常累积成故障之后才被发现，给智能变电站的稳定性与安全性带来很大的威胁。因此，有必要对智能变电站一体化电源监控系统进行研究和分析。
关键词:智能变电站；一体化电源；监控系统
1智能变电站一体化电源监控系统架构
一体化电源监控系统采用分层次设计，每个电源子系统可以有独立的分监控，保证了电源运行的独立性，不会因为某一部分电源故障导致整个一体化电源系统瘫痪。同时，设置一体化电源总监控装置对各子监控进行统一、集中管理，使整个一体化电源系统形成一个有机的整体。系统采用分层分布式设计共分三层，分别为总监控、分监控层、采集模块层。具体系统架构如下图1所示。
图1一体化电源监控系统架构框图
一体化电源总监控系统为总监控，相当于数据采集装置，负责对下采集各个分监控的数据，并负责对上转发采集数据，处理上级数据处理中心的控制命令并下发到装置中。监控装置通信方式多样，与后台进行通信时支持CAN，RS-232，RS-485，网线等通信方式；并且支持多种通信规约，通信电力常用的RTU-MODBUS规约，CDT规约、IEC101规约，IEC103规约，IEC104规约，IEC61850等。
直流电源监控、交流电源监控、通信电源监控、逆变电源监控为分监控，负责对下各个智能采集模块的数据采集和控制操作，对上（总监控）数据传输和命令响应。同总监控一样可以支持多种接线方式和规约。可以根据各个变电站的实际应用灵活配置。
采集模块层主要负责变电站各个基础单元的数据采集与控制执行。采集模块的数量、有无可以通过在各个分监控装置内灵活配置。因为总监控可以适应多种通信方式和规约。所以无需重新添购装置和设备，直接将现有变电站的各种模块接入分监控即可。对于新建站，可以采用图1一体化电源监控系统架构框图种列出的各种模块。其中，采样模块主要采集各个系统的母线电压、电流等重要信息。开入模块主要采集各个系统的开关状态、馈线状态、馈线接地报警等信息。开出模块实现控制开关的实时控制和报警动作的开出等。绝缘检测装置、电池巡检模块、充电机、UPS、ATS等模块可以根据各变电站的实际需求接入相应的设备。
2智能变电站一体化监控系统现状
2.1一体化信息平台现状
智能变电站建设初期就实现各个功能的主机设置，但考虑到安全和技术等原因，并没有实现主机之间的互联，而是把监控主机、状态监测后台主机、智能辅助系统后台主机相互独立，这样导致主机过于混乱，并没有相互信息联系。此时只是将一体化监控平台的基本结构进行搭建，信息数据收集平台虽然与自动化系统、状态监测系统、智能辅助系统有信息交互，但随着一体化监控系统技术的进一步规范，一体化信息平台的功能逐步统一明确，设备之间相互融合集成，使得一体化监控系统得到优化。一体化信息平台正是用于将各项子系统如变电站内的实时监控SCADA子系统、故障录波子系统、电能量子系统、在线监测子系统、视频安防等子系统的各种数据进行统一接入、统一存储、统一处理等综合管理，建立统一的变电站数据处理平台，为各智能应用和远方系统提供标准化规范化的信息访问接口。目前一体化信息平台的建设经过各个方面持续的努力，监控系统的基本功能完全实现，各种数据通过统一建模，完成数据的统一管理，应该说已经比较成熟；建立在一体化信息平台之上基本业务应用也比较稳定可靠。
2.2一体化监控系统高级应用现状
高级应用则处于相对来说比较混沌的状态，高级应用在电网不同层次的功能划分也不清晰，概括来说变电站智能高级应用的种类还是比较多的，主要有：分布式状态估计、二次设备在线监测及故障分析、智能告警与分析、远程浏览与告警直传、设备状态可视化、无功优化控制、防误操作闭锁、源端维护、智能开票、智能巡检、辅助设备智能化、光伏发电和绿色照明、一键式顺序控制、变电站图摸一体化；经济及优化控制、记量对比分析、智能拓扑五防等。其中技术成熟应用比较广泛是顺序控制、智能告警与分析、设备状态可视化、无功优化控制、防误操作闭锁、源端维护。这些高级应用目前各大自动化供应商都在积极开展技术研究和产品升级，由于各自的侧重点不同，技术水平以及功能的完善程度都有不同。高级功能众多，各厂家都有自己的技术优势，都有自己的短板。
受制于各种因素的制约，如规则提炼困难，配置复杂/专业性太强等，导致某些高级应用实用化程度不高，有的高级应用还处于探索发展阶段。同时，因调度端功能尚未完全接入，某些高级功能还只局限于变电站内部或主站端，尚未实现变电站与主站端的协同互动。部分站应用了备自投、低频减载和低压减载等站域控制功能，对站域状态估计功能的应用还有待深化；大部分站实现了安防、消防和视频技术以及辅助控制系统信息的标准化采集。
3功能实现方案设计
3.1视频与设备状态信息的联动
将变电站已安装的在线监测系统，和变电站智能一体化监控系统服务器间建立通信通道，采集监测信息，以设备台帐为媒介建立视频预置位与监测信息间的映射关系，在独立或策略调用网络高速摄像机时，联动显示在线监测信息和状态分析结果，丰富变电站的巡视方式，扩大变电站的巡视范围，消除变电站的巡视死角。
3.2异常情况报警远程可视化监控联动
变电站发生异常情况的来源比较多，比如保护、安防和消防等，将视频和这些源头建立关联，其中保护和在线监测同样采用设备台帐进行关联，安防和消防则采用报警区域位置关联，系统接收到报警信号，对异常设备和环境进行视频记录存储，实现事故追忆。
3.3智能巡视设计
根据现场一次设备间隔类型的不同，配置不同数量的高速网络球机和高清枪机，利用摄像机的预置位功能，从不同的视角配置变电设备全景预置位，根据变电设备分布位置、巡视要求和巡视路线，将视频预置位串联成不同的轮巡策略，调用不同的策略进行正常巡视、特殊巡视、全面巡视、夜间巡视，对巡视信息进行及时、准确地分析，使监控员和维操队员能够直观及时地掌握各类变电设备的运行工况。
3.4辅助设备远控功能
(1)采用继电器控制原理就地自动闭环控制或远程手动启停变电站内的控制、抽风机、照明。包括高压室抽风机，保护室内的空调，变电站室外、高压室及保护室照明。
(2)智能巡检过程中，通过联动启停变电站内的各路照明，解决网络摄像机在夜间巡视时因光照不够看不清设备的问题。
3.5状态监测功能设计
一次设备智能状态监测是指采用先进、可靠的传感系统，根据智能变电站的基本要求，将一次设备的运行状态，通过标准通讯协议，送达变电站监控系统进行可视化展示，实现对智能变电站的设备状态数据的自动化及实时在线监测。并根据专家系统利用运行状态数据库，通过灰色轨迹理论等方法对电力设备进行检测，帮助管理人员获取设备全面和准确的运行状态，指导设备检修，并给出最优的控制方案和备用方案，从而确保电网的高效安全与可靠运行。
4结语
我国各行业和人们的生活都离不开电力系统的支持，随着经济发展和科学的进步，近年来智能变电站的应用越来越广，由于其稳定性和高效性，是我国的经济发展和人们的生活水平都有了可靠的保障。但是，智能变电站由于一些客观的原因，其系统的稳定运行还存在着一定的问题，而传统的监控技术已经无法满足现代化的智能变电站的要求。所以，一定要建立智能变电站一体化电源监控系统，并且不断地改进和完善监控技术，保证智能变电站在运行中的稳定和安全，进而是我国的经济发展更加稳定，人们的生活更加舒适安全。
参考文献
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[2]卿小毅.智能变电站一体化监控系统设计方案研究[J].中国新技术新产品,2012,18:12-14.