變電站智能化安防統(tǒng)一平臺的設(shè)計(jì)

1、變電站智能化安防統(tǒng)一平臺的設(shè)計(jì)    摘要：目前，無人值班模式的變電站很多處于人煙稀少的地方，運(yùn)維人員每周只安排一至兩次時(shí)間對變電設(shè)備進(jìn)行巡視和維護(hù)工作。經(jīng)過對無人值班變電站輔助系統(tǒng)的多年建設(shè)，各地區(qū)供電公司或檢修分公司分別在不同的變電站或公司內(nèi)部區(qū)域現(xiàn)場建立了各自的單元安全設(shè)施。 關(guān)鍵詞：供電；變電站；設(shè)備； 中圖分類號：U223文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 前言 隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和電力供給消費(fèi)的日益增加，變電站數(shù)量增長迅速。電力行業(yè)為了順應(yīng)減員增效的改革潮流，變電站無人值班模式在各地推廣。目前，計(jì)算機(jī)和通訊技術(shù)的發(fā)展，使得凡具有“四遙”功能（即遙測

2、、遙信、遙控、遙調(diào)）的變電站就已經(jīng)具備了無人值班運(yùn)行的條件。 選題背景及其意義 然而，近年來電力設(shè)施遭人為破壞及偷盜情況頻頻出現(xiàn)，電力管理部門對變電站安全防范的需求極為迫切，因?yàn)槿嗣竦纳睢⑸a(chǎn)與電力行業(yè)息息相關(guān)，一旦電力設(shè)施遭破壞，就會造成大范圍停電，后果不堪設(shè)想。因此，運(yùn)用最新的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、無線傳輸技術(shù)，建立完善的、智能的變電站輔助系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)變電站各輔助設(shè)備數(shù)據(jù)整合、二次共享利用，集中管理，對變電站人員進(jìn)出、各區(qū)域環(huán)境、溫度、設(shè)備狀態(tài)、火災(zāi)、水災(zāi)、電纜溫度、高壓開關(guān)溫度、周界等進(jìn)行實(shí)時(shí)在線全方位監(jiān)控，并有效降低各種運(yùn)行成本，是無人值班變電站智能化管理必然的趨勢。 國內(nèi)外研究動

3、態(tài) 為保障變電站設(shè)備的正常運(yùn)行，存在著多套保障系統(tǒng)，這些保障系統(tǒng)被統(tǒng)稱為變電站輔助系統(tǒng)。輔助系統(tǒng)的存在大大提高了變電站設(shè)備的運(yùn)行安全性，已經(jīng)成為了變電站內(nèi)不可或缺的內(nèi)容。 國內(nèi)供電企業(yè)、設(shè)計(jì)院、電力設(shè)備廠家對于變電站輔助系統(tǒng)和設(shè)備的設(shè)計(jì)及應(yīng)用做了研究和探索，其中對于視頻監(jiān)控、安防系統(tǒng)的研究及應(yīng)用占絕大多數(shù)。從2009年提出建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)以來，一大批對智能變電站的介紹的論文涌現(xiàn)而出，但多數(shù)為智能變電站網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建及設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究。 目前，各地區(qū)供電公司或檢修分公司分別在不同的變電站或公司內(nèi)部區(qū)域現(xiàn)場建立了各自的單元安全設(shè)施，如視頻、消防、門禁、防盜聯(lián)網(wǎng)告警系統(tǒng)等。但傳統(tǒng)變電站內(nèi)輔助系統(tǒng)具

4、有以下特點(diǎn)： （1）標(biāo)準(zhǔn)不一，互不兼容 目前變電站輔助系統(tǒng)中各個(gè)子系統(tǒng)大多為獨(dú)立建設(shè)實(shí)用，存在多廠家設(shè)備共存，數(shù)據(jù)產(chǎn)生、儲存、傳輸格式各不相同、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)互不統(tǒng)一、互不兼容，難以形成統(tǒng)一有效的管理；各個(gè)子系統(tǒng)信息不能共享，在變電站內(nèi)形成了輔助系統(tǒng)的多個(gè)信息孤島，無法滿足變電站集中管理、統(tǒng)一監(jiān)控的要求。 （2）各子系統(tǒng)間相互獨(dú)立，無聯(lián)動機(jī)制 現(xiàn)有的各輔助子系統(tǒng)均自成體系，互相獨(dú)立，缺少以事件為核心的多系統(tǒng)聯(lián)動策略和機(jī)制，對事前預(yù)防、事中跟蹤、事后分析缺乏有效的支撐手段，尤其是視頻監(jiān)控子系統(tǒng)作為“四遙”的有力補(bǔ)充并沒有起到應(yīng)有的作用。同時(shí)各子系統(tǒng)的信息監(jiān)測與控制功能脫節(jié)，無法根據(jù)變電站運(yùn)行維護(hù)的需求

5、實(shí)現(xiàn)智能調(diào)節(jié)、自動控制等高級應(yīng)用。 （3）報(bào)警監(jiān)控模式被動，容易誤報(bào)、漏報(bào) 現(xiàn)有的輔助系統(tǒng)缺乏智能化、主動化的管理手段，變電站多采用人為主觀判斷的被動監(jiān)控模式，這很容易由于人員的主觀因素而產(chǎn)生誤報(bào)、漏報(bào)現(xiàn)象，甚至是報(bào)警信息無人處置。同時(shí)報(bào)警信息的多頭管理，無專人監(jiān)控，容易造成問題不能閉環(huán)處理。 （4）各輔助設(shè)施的控制局限性 目前變電站輔助系統(tǒng)的自動化程度較低，部分設(shè)施需要不同人員的人工手動直接控制，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足變電站的智能化自動控制需求。 （5）設(shè)備資源浪費(fèi)，運(yùn)行維護(hù)成本高 各種獨(dú)立的輔助設(shè)備各自為陣、分散管理，造成人力和設(shè)備的嚴(yán)重浪費(fèi)，不僅運(yùn)維成本高，而且影響工作效率。其中部分設(shè)備長期運(yùn)行不

6、正常，日常實(shí)用和專業(yè)維保脫節(jié)，對變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來了很大的隱患。 基于以上情況，為滿足變電站長期安全穩(wěn)定運(yùn)行的需要，必須妥善解決目前變電站輔助系統(tǒng)存在的問題，實(shí)現(xiàn)整個(gè)變電站所有輔助系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理、有機(jī)配合、信息共享。 三、課題研究內(nèi)容 基于對目前國內(nèi)外變電站輔助系統(tǒng)分析總結(jié)，本課題將研究設(shè)計(jì)一種智能化的安全生產(chǎn)在線監(jiān)控系統(tǒng)，將變電站各種需要的輔助功能通過先進(jìn)的數(shù)字遠(yuǎn)程監(jiān)測、遠(yuǎn)程控制技術(shù)和IT網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)搭建在一套集監(jiān)控、門控、環(huán)境、設(shè)備監(jiān)測、遠(yuǎn)程控制為一體的智能化安防統(tǒng)一平臺之上，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測變電站的實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)境，對變電站各種設(shè)備的運(yùn)行狀況及影響變電站安全運(yùn)行的因素實(shí)現(xiàn)在線全方位

7、監(jiān)控，為變電站的安全生產(chǎn)提供可靠的保障，并有效降低實(shí)際運(yùn)行維護(hù)成本。相對于目前變電站內(nèi)各種輔助系統(tǒng)，本課題研究設(shè)計(jì)的統(tǒng)一平臺主要在以下幾個(gè)方面進(jìn)行著重提升和改進(jìn)： 1. 對所有子系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理、集中監(jiān)控； 2. 所有子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信號的統(tǒng)一上傳、統(tǒng)一聯(lián)動、統(tǒng)一控制； 3. 重點(diǎn)考慮各子系統(tǒng)之間的聯(lián)動關(guān)系，對數(shù)據(jù)進(jìn)行充分的二次利用； 4. 采用模塊式管理，變電站可以根據(jù)自身需要任意選擇所需的子系統(tǒng)； 5. 數(shù)據(jù)庫格式和數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一，使設(shè)備運(yùn)行維護(hù)擴(kuò)展更加便捷。 6. 各子系統(tǒng)可以獨(dú)立運(yùn)行，最大限度保證整個(gè)平臺的穩(wěn)定性。 研究方案及難點(diǎn) 研究方案： 第一章 緒論 1.1 課題研究的背景 1.2

8、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1.3 論文的主要工作 第二章 變電站智能化安防統(tǒng)一平臺概述 2.1 變電站安防需求分析 2.2 統(tǒng)一平臺的組成及概述 2.3設(shè)計(jì)思想和原則 第三章 變電站智能化統(tǒng)一平臺的設(shè)計(jì) 3.1 統(tǒng)一平臺的體系結(jié)構(gòu) 3.2 子系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 3.3 統(tǒng)一平臺軟件設(shè)計(jì) 第四章 變電站智能化統(tǒng)一平臺的應(yīng)用論證 第五章 總結(jié) 研究難點(diǎn)： 1、各子系統(tǒng)的統(tǒng)一聯(lián)動、控制 平臺的各個(gè)子系統(tǒng)都應(yīng)可靠聯(lián)動，其相互作用的策略應(yīng)基于實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，并考慮到預(yù)想事件的發(fā)生。 2、數(shù)據(jù)的二次利用 實(shí)現(xiàn)各個(gè)子系統(tǒng)產(chǎn)生數(shù)據(jù)的二次共享利用，必須要統(tǒng)一各個(gè)子系統(tǒng)數(shù)據(jù)發(fā)生格式、傳輸格式和存儲格式，而目前運(yùn)用中的各安防系統(tǒng)均沒

9、有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。 3、模塊式管理 實(shí)現(xiàn)模塊式管理必須采用分層共享的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。 預(yù)期成果和可能的創(chuàng)新點(diǎn) 預(yù)期成果： 研究設(shè)計(jì)一種智能化的安全生產(chǎn)在線監(jiān)控系統(tǒng)，將變電站各種需要的輔助功能通過先進(jìn)的數(shù)字遠(yuǎn)程監(jiān)測、遠(yuǎn)程控制技術(shù)和IT網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)搭建在一套集監(jiān)控、門控、環(huán)境、設(shè)備監(jiān)測、遠(yuǎn)程控制為一體的智能化安防統(tǒng)一平臺之上，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測變電站的實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)境，對變電站各種設(shè)備的運(yùn)行狀況及影響變電站安全運(yùn)行的因素實(shí)現(xiàn)在線全方位監(jiān)控，為變電站的安全生產(chǎn)提供可靠的保障，有效降低實(shí)際運(yùn)行維護(hù)成本。并在實(shí)際變電站中得到初步應(yīng)用。 可能的創(chuàng)新點(diǎn)： 1、先進(jìn)的平臺體系結(jié)構(gòu) 統(tǒng)一平臺將采用分層分布的體系結(jié)構(gòu)，分別是源數(shù)

10、據(jù)采集層、數(shù)據(jù)持久層、業(yè)務(wù)邏輯層、表示層，保證平臺的先進(jìn)、安全、可靠等設(shè)計(jì)原則。 2、先進(jìn)的模塊式架構(gòu) 統(tǒng)一平臺將采用模塊式架構(gòu)，可以根據(jù)不同的變電站需求，選擇任意功能的模塊。降低了變電站輔助系統(tǒng)改造的成本，并且實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行過程中易擴(kuò)展、易操作、易維護(hù)等要求。 3、完善的系統(tǒng)報(bào)警上傳邏輯和聯(lián)動技術(shù) 統(tǒng)一平臺將采用完善的系統(tǒng)報(bào)警上傳邏輯，實(shí)現(xiàn)從現(xiàn)場各子系統(tǒng)前端信號到各處理終端的實(shí)時(shí)聯(lián)動機(jī)制。 4、在線檢測前端設(shè)備故障及網(wǎng)絡(luò)通訊自恢復(fù)機(jī)制 通過使用網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備工作狀態(tài)智能檢測與捕獲技術(shù)，使得當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障或設(shè)備發(fā)生故障并恢復(fù)后，在不需要人工重新啟動軟件的情況下，可立即恢復(fù)使用，保證整個(gè)統(tǒng)一平臺的可靠運(yùn)行。 六、主要參考文獻(xiàn) 1 國家電網(wǎng)公司. 變電站智能化改造技術(shù)規(guī)范S. 2011: