变电站电力监控系统的设计与研究

2019-05-08侯天佐

通信电源技术 2019年4期

侯天佐

（国网鞍山供电公司，辽宁鞍山 114000）

0 引言

变电站电力监控系统可以对整个电网的电能质量进行监督和管理，提高了电力系统供电的质量和水平。变电站电力监控系统可对电力系统的数据进行采集，并进行统一的控制和管理，在电能配送和运输等方面起着重要的监控管理作用。在电力系统中，变电站电力监控系统不仅提高了电力企业的生产效率，而且降低了电力企业的运营成本，保证了电力企业的可持续发展。

1 变电站电力监控系统特点分析

随着智能电网的建设和发展，变电站电力监控系统在电网中得到了广泛的应用[1]。变电站电力监控系统通过计算机技术对整个电网的运行状态进行实时监控和管理，为整个电网的安全运行起到了保障作用。计算机技术和网络技术在变电站电力监控系统中的应用，提高了电力监控系统的监控管理质量。在变电站电力监控系统中，以太网技术实现了电力监控系统的自动化和网络化。自动化装置和数字化电能表等智能电子设备在变电站电力监控系统中的应用，不仅建立了安全可靠的智能化电力监控系统，而且提高了整个电力监控系统的自动化水平。变电站中的很多设备都是由不同厂商制造，易出现信息孤岛问题。MAS理论作为分布式人工智能技术，在电力监控系统中的应用，不仅解决了信息孤岛问题，而且实现了变电站电力监控系统的自动化和智能化，并且在变电站电力监控系统的设计中得到了广泛应用。

2 变电站电力监控系统的设计与研究

2.1 变电站电力监控系统功能需求分析

变电站电力监控系统的设计要满足电力监控系统的基本功能需求，其中，电力监控系统的事件记录功能需求，主要是记录变电站内的操作内容，并对设备出现的异常情况进行备份。变电站电力监控系统的事件记录功能[2]，可保证后台管理人员实时掌握现场设备的具体情况，事件记录可有效满足管理人员对电力监控系统采集的数据进行事后分析。故障记录是在设备发生故障后，发生继电保护前后对电气压运行数据进行周期性记录。电力监控系统要具有远程操作功能，管理人员可通过远程计算机对变电站进行监控和管理。如果在监控管理过程中设备发生故障，无法进行远程操作，那么系统监控界面设计要具有人工置数的功能，通过手动修改来掌握现场的具体情况。如果发现电气设备发生运行异常，可通过其他设备间接的把异常信号发送到管理中心，使工作人员可以更好地了解现场设备的运行状态。如果数据量较大，可通过信号报警通知工作人员进行安全操作。在设计变电站电力监控系统时，要充分考虑系统对数据处理的需要，在系统数据进行数据分析和数据存储等功能方面进行科学地设计。

2.2 变电站电力监控系统体系结构和功能设计

变电站电力监控系统采用了分布式结构进行设计，通过双环网络实现封闭环提高数据传输效率，系统在结构设计上较为简单，而且要更容易实现。在设计系统时，要充分考虑数据传输效率的问题，并保障数据传输的安全性和完整性。在设计变电站电力监控系统时，主要是实现对电网分布式配电控制和分散式数据的集中管理和控制，通过远程控制系统实现对电网电能质量的监测[3]，提高电力系统运行的安全性和可靠性。变电站电力监控系统主要包括三个子系统，分别是主站控制系统、间隔层子站系统和网络层通信系统，变电站电力监控系统体系结构如图1所示。

在变电站电力监控系统体系结构中，站控层功能主要是完成基层信息的传递[4]，并对基层数据信息进行分析和处理，为管理人员提供人机交互界面，使管理人员更加方便地了解基层数据信息，并且可以有效监控和管理各个设备。变电站监控系统的软件采用了SCADA电力监控软件，控制中心的监控主机采用Windows Server 2008操作系统，可以更好地实现数据的存储和管理，并且可以根据需求对系统进行扩展。远程管理主机遵守IEC618协议，负责从间隔层对数据进行采集。GPS授时装置负责对变电站电力监控系统的设备进行校正时钟，为系统的设备控制和保护提供校时功能。站控层结构图如图2所示。

间隔层主要是对信息进行收集[5]，并对变电站电力监控系统中的子系统进行执行。间隔层的设备采用分布式配置方法进行配置，实现变电站电力系统的通信和监控功能。间隔层可以实现对数据的实施测量和对设备的控制管理，保护器是间隔层的核心设备，保护器主要负责对数据的输入和输出，并通过保护器内部的中央处理器对数据进行分析和处理，实现对主机数据的保护。网络层主要是实现通信功能，网络层通信采用光纤环网通信，便于现场数据参数的采集和控制管理。网络层是网络通信系统，其中，网络通信管理主机是集成度非常高的智能通信设备，可以对配电信息进行采集，然后把采集到的配电信息发送到后台的远程调度控制站，从而实现远程控制。远程监控主机之间的连接采用光纤介质，在数据传输效率上会有很大的提高。