變電站交直流電源一體化監(jiān)測與診斷(宣傳資料)

1、 變電站交直流電源一體化監(jiān)測與診斷系統(tǒng)1. 目的實時掌握變電站交、直流電源設(shè)備的運行工況，以“IEC60870-5-103”和 “IEC61850”通信體系為基準(zhǔn)，將變電站交流系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、UPS 系統(tǒng)的遙信量、遙測量、定值、錄波數(shù)據(jù)等運行狀態(tài)信息通過變電站現(xiàn)場整合后，利用變電站網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)程服務(wù)器，實現(xiàn)對交、直流電源設(shè)備運行狀態(tài)信息的實時在線監(jiān)測、分析、診斷，并對設(shè)備隱患進(jìn)行預(yù)警，為運行部門進(jìn)行狀態(tài)檢修提供科學(xué)依據(jù)，確保變電站交、直流系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行，為電網(wǎng)安全運行保駕護(hù)航。 圖一 系統(tǒng)框架圖2. 概述隨著電力公司電網(wǎng)規(guī)模的日益擴(kuò)大和負(fù)荷需求的不斷增加，電網(wǎng)系統(tǒng)對變電站交、直流系統(tǒng)

2、的運行要求越來越高，不及時發(fā)現(xiàn)、消除交直流系統(tǒng)缺陷，將可能造成保護(hù)及自動裝置死機(jī)、拒動、越級跳閘的后果，給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行帶來嚴(yán)重影響。在實際運行中可能產(chǎn)生以下嚴(yán)重后果： 繼電保護(hù)室或高壓室空調(diào)饋線空氣開關(guān)跳閘，保護(hù)及自動裝置所處運行環(huán)境溫度升高，將會造成保護(hù)及自動裝置死機(jī)，系統(tǒng)出現(xiàn)故障，保護(hù)及自動裝置可能拒動，從而發(fā)生越級跳閘情況，擴(kuò)大了事故范圍，嚴(yán)重者可能導(dǎo)致全站失壓。直流儲能空氣開關(guān)在斷路器合閘儲滿能后跳閘，線路故障，線路斷路器跳閘后重合成功，短時間內(nèi)再次故障，則線路不能重合，嚴(yán)重者可能導(dǎo)致全站失壓。 蓄電池整組電池或部分電池失效時（開路、短路或容量不足），充電機(jī)故障或交流失壓，將導(dǎo)致

3、全站直流失壓，引起保護(hù)及自動裝置拒動，影響電網(wǎng)系統(tǒng)安全運行。 同時，交直流在線監(jiān)測技術(shù)發(fā)展缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，無法推廣應(yīng)用。由于變電站交直流在線 監(jiān)測技術(shù)尚處于起步階段，各地方供電公司和各廠家對技術(shù)的理解、開發(fā)理念和思路存在差異，各監(jiān)測系統(tǒng)間的信息共享和數(shù)據(jù)交換功能比較薄弱，易形成系統(tǒng)信息利用上的“信息孤島”現(xiàn)象，增加了在企業(yè)范圍內(nèi)的實現(xiàn)信息共享和系統(tǒng)整合的開發(fā)和實施難度。具體存在以下問題：缺乏統(tǒng)一技術(shù)規(guī)范，無法推廣應(yīng)用。 無統(tǒng)一監(jiān)控系統(tǒng)平臺，各設(shè)備監(jiān)測裝置各自獨立形成系統(tǒng)，形成多個信息孤島，造成資源浪費。 信息通信標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，信息傳輸交換難度大。 缺乏設(shè)備信息狀態(tài)診斷、智能分析、預(yù)警、壽命預(yù)測和管

4、理等高級應(yīng)用功能，不能為運行部門進(jìn)行狀態(tài)檢修和全壽命管理提供有效支持。 為解決上述問題，真正實現(xiàn)對變電站交直流系統(tǒng)運行工況的在線監(jiān)測，提高變電站交直流系統(tǒng)運行的可靠性，通過變電站交直流電源運行狀態(tài)的一體化監(jiān)測與診斷系統(tǒng)將產(chǎn)生以下效益：制定并應(yīng)用統(tǒng)一的設(shè)備通訊、接口技術(shù)規(guī)范。建立統(tǒng)一變電站交直流電源實時狀態(tài)監(jiān)測與診斷平臺。 規(guī)范及完善變電站交直流電源數(shù)據(jù)信息標(biāo)準(zhǔn)。 使用統(tǒng)一的IEC61850通信標(biāo)準(zhǔn)。 開發(fā)狀態(tài)診斷、智能分析、預(yù)警與壽命管理等高級應(yīng)用功能。 3. 系統(tǒng)適用范圍電力公司生產(chǎn)管理人員交直流電源運行部門及人員交直流電源維護(hù)、檢修部門及人員監(jiān)控中心、綜合自動化等一體化監(jiān)控部門及人員4.

5、系統(tǒng)功能交直流電源運行狀態(tài)一體化監(jiān)測與診斷系統(tǒng)實現(xiàn)遠(yuǎn)程集中監(jiān)控交流電源、直流電源、蓄電池組、UPS 等設(shè)備的實時和歷史運行信息。系統(tǒng)功能包括：監(jiān)視功能：實時監(jiān)控：通過圖形、數(shù)字和曲線方式，監(jiān)控設(shè)備實時運行狀態(tài)、實時告警、實時遙測、遙信數(shù)據(jù)，以接線圖畫面實時監(jiān)控設(shè)備運行狀態(tài)。 實時通訊：通過圖形方式查看當(dāng)前廠站通訊鏈路通訊狀態(tài)情況。 地理圖導(dǎo)航：以地理圖的方式顯示變電站內(nèi)異常信號，可以通過站點快速導(dǎo)航到相關(guān)的監(jiān)測設(shè)備和監(jiān)測點進(jìn)行信息查詢與操作。 數(shù)據(jù)查詢：通過多種圖表曲線、表格數(shù)字形式查詢分析歷史數(shù)據(jù)。錄波瀏覽：提供錄波文件下載、在線瀏覽錄波曲線等。 圖二 以錄波文件記錄的電壓曲線圖 圖三 蓄電

6、池組運行曲線圖日志服務(wù)：對用戶維護(hù)的系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)備，用戶登錄的操作進(jìn)行日志登記；并提供對日志的分類分時段查詢。 高級應(yīng)用功能：專家分析：對蓄電池組單體電壓、內(nèi)阻、溫度等參數(shù)進(jìn)行智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析，預(yù)測和分析各單體性能值，并提供相應(yīng)的維護(hù)項建議，提供蓄電池性能分析報告。 充電機(jī)性能分析：實時顯示充電裝置的電流、電壓等數(shù)據(jù)，并據(jù)此計算穩(wěn)壓精度、穩(wěn)流精度、均流系數(shù)等，結(jié)合性能分析模型，對其性能進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確的分析，給出相應(yīng)的性能分析結(jié)果。 直流饋線環(huán)網(wǎng)告警：對控制保護(hù)環(huán)網(wǎng)電源環(huán)網(wǎng)等狀態(tài)進(jìn)行實時的監(jiān)測，并對其異常狀態(tài)進(jìn)行實時告警，告警方式以警示燈、彈出窗口等形式實現(xiàn)。 管理功能： 報表管理：輸出報表文檔，可

7、設(shè)定報表計劃進(jìn)行自動報表，可管理上傳報表模板來改變報表內(nèi)容格式。 用戶管理：提供用戶操作權(quán)限分配和廠站權(quán)限分配功能，對管理數(shù)據(jù)分流。 系統(tǒng)設(shè)置：維護(hù)系統(tǒng)針對不同站點和設(shè)備維護(hù)各種應(yīng)用接線圖，可編輯繪制接線圖關(guān)聯(lián)接線圖設(shè)備遙測、遙信數(shù)據(jù)。 參數(shù)管理：對系統(tǒng)應(yīng)用的基礎(chǔ)信息進(jìn)行維護(hù)管理，提供廠家、度量單位維護(hù)，設(shè)備類型管理，對設(shè)備類型的遙測告警上下限設(shè)置，指定采集保存周期。 通過平臺的建設(shè)，積累了大量的變電站交直流系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)，形成了企業(yè)的交直流系統(tǒng)數(shù)據(jù)倉庫，為以后設(shè)備的運行評價等工作積累了數(shù)據(jù)財富。 5. 系統(tǒng)特點一體化的交直流數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺 本系統(tǒng)在對變電站的交流電源系統(tǒng)、直流電源系統(tǒng)、不間斷電源

8、系統(tǒng)的信息進(jìn)行一體化采集、建模、存儲，并通過豐富的表格、曲線、柱狀圖、報表等形式，對交直流系統(tǒng)的運行狀態(tài)信息進(jìn)行實時監(jiān)測。 圖四 一體化監(jiān)測與診斷系統(tǒng)主界面變電站交直流系統(tǒng)全景數(shù)據(jù)平臺 系統(tǒng)按照統(tǒng)一的信息模型進(jìn)行數(shù)據(jù)的整合和處理，支持統(tǒng)一的SVG 圖形標(biāo)準(zhǔn)，支持與生產(chǎn)管理系統(tǒng)、變電站綜合自動化系統(tǒng)、調(diào)度自動化系統(tǒng)等系統(tǒng)的接口和信息融合，構(gòu)建了變電站交直流系統(tǒng)的全景數(shù)據(jù)倉庫。變電站交直流系統(tǒng)專家分析與診斷平臺 系統(tǒng)提供了多個擁有專利技術(shù)的專家診斷模塊（蓄電池性能分析方法、充電機(jī)性能評價方法），為分析和決策人員提供了豐富的診斷工具。可在線提取交直流電源系統(tǒng)運行狀態(tài)評價信息和決策依據(jù)數(shù)據(jù)。提供了交直

9、流系統(tǒng)在線測試平臺 建立變電站交直流系統(tǒng)在線測試平臺，實現(xiàn)圖形化、遠(yuǎn)程智能專家診斷子系統(tǒng)和一體化測試平臺。在同一平臺上實時監(jiān)控變電站交直流系統(tǒng)的實時運行狀態(tài)信息，并能夠以曲線方式展示錄波文件，結(jié)合系統(tǒng)的高級分析應(yīng)用模型，以直觀和可視化的形式，實現(xiàn)對直流系統(tǒng)的特性分析計算、診斷，監(jiān)控中心遠(yuǎn)端對于交直流系統(tǒng)的實時在線監(jiān)測，對其運行狀態(tài)和控制操作的遠(yuǎn)程測試，通過一體化的界面進(jìn)行測試和監(jiān)控。實現(xiàn)了遠(yuǎn)程智能專家診斷 系統(tǒng)通過建立變電站交直流在線監(jiān)測系統(tǒng)，改變了交直流監(jiān)測裝置孤立運行、孤立診斷、資源不能共享、監(jiān)測的數(shù)據(jù)無法充分利用的現(xiàn)狀，實現(xiàn)集中的、多級的、遠(yuǎn)程的數(shù)字設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)控與智能專家診斷，大大提高變電站交直流系統(tǒng)的智能化水平。重點體現(xiàn)在： 站用電源系統(tǒng)聯(lián)動：根據(jù)交流進(jìn)線運行方式，自動調(diào)整直流運行，達(dá)到最佳方式運行。 通過對蓄電池單體電壓、內(nèi)阻一致性的智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析，預(yù)測和診斷蓄電池性能； 充電機(jī)性能分析（穩(wěn)壓、穩(wěn)流、均流系數(shù)）：通過實時采集充電機(jī)的電流、電壓等數(shù)據(jù)，實時計算充電機(jī)的穩(wěn)壓精度、穩(wěn)流精度和均流系數(shù)，并能對超過定值的信息進(jìn)行實時告警； 通過和電網(wǎng)公司變電站電源系統(tǒng)缺陷庫的對接，及時判斷設(shè)備缺陷等級，及時安排設(shè)備檢修。整合可擴(kuò)的系統(tǒng)解決方案 本系統(tǒng)的開發(fā)不僅充分滿足當(dāng)前的需求