500 kV变电站计算机监控系统若干问题的探讨.pdf

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1、H I G HV O L T A G EE N G I N E E R I N GV 0 1 3 0N O 1 3 65 0 0k V 变电站计算机监控系统若干问题的探讨D I S C U S S I O NO NS O M EP R o B L E M So FC P M P U T E RS U P E R V I S o R YA N DC o N T R o L L I N GS Y S T E MF o R5 0 0k VS U B S T A T I O N王锡生(江苏电力公司无锡供电公司，无锡2 1 4 0 4 3)A b s t r a c tT h i sp a p e rg

2、 i v eas i m p l ed i s c u s s i o no nt h ep r o b l e m si nr e q u i r e m e n t f u n c t i o n a ld e s i g n e t c T h em e a s u r e sf o ri m p r o v e m e n ta t ep r o p o s e di no r d e rt os o l v et h ep r o b l e m sa n di m p r o v et h es y s t e m K e yw o r d ss u b s t a t i o n

3、s u p e r v i s o r ya n dc o n t r o l l i n gs y s t e md a t aa n a l y s i s摘要针对5 0 0k V 变电站计算机监控系统在需求把握、功能设计等方面存在的问题、原因及改进措施作简略的分析和探讨以求对系统的改进和完善有所帮助。关键词变电站监控系统数据分析中围分类号T M 6 3文献标识码A这些信息进行分析和处理，并采取获得更有效的监测现场设备运行工况的方法与手段。因变电所设备异常工况的发生具有偶发性、随机性及低频率等特点，完全靠人来监视存在很大的不确定性，故变电站监控系统反映、捕捉设备不正常工况的能力极其重要，是

4、变电站监控系统的最大和最实际的需求。建议变电站监控系统不采用调度S C A D A 软件，它是根据变电站运行特点、监控系统实际需求和系统应用目标开展的研究，结合相关标准开发真正能提高变电站安全、稳定运行的监控系统。0 引言2 监控系统的功能对于5 0 0k V 变电站的监控和信息处理，传统的仅凭人的感官功能和手工作业的处理方式已不能满足越来越高的运行需求。国内自8 0 年代开始在5 0 0k V 变电站装备的计算机监控系统，多年来，硬件配置不断升级，结构拓扑日益先进，可靠性和处理能力大幅提高，但建设费用很高应用效果差强人意，其原因在于系统的开发大多是基于对电网调度部门应用需求为目的来研究的，缺

5、乏对变电站运行工作特点的深切了解，没有准确把握变电站监控作业的真正需求，因而产生功能上的偏差，使其应用效果受到限制。本文对变电站监控系统目前存在的问题进行讨论。1 系统需求现有5 0 0k v 变电站装备的计算机监控系统其前台机或间隔层因功能相对明确，又多采用高质量硬件，各项性能指标还比较满意。问题主要出在系统的后台或站控层，原因是现有监控系统的后台软件大多实际上是一个调度或稍加修改的S C A D A 软件，并不是专为变电站运行设计的，调度与变电站监控S C A D A 系统虽在功能上部分重合、兼容，但在应用、需求和目标上存在着很大的区别。电网调度更多关注的是系统潮流、有功无功平衡、调峰及负

6、荷控制、事故或紧急情况下电网的稳定控制策略等。而变电运行关注的重点是变电站设备是否健康、倒闸操作是否安全、运行维护是否符合要求，变电站运行关注的重点是一二次设备的运行工况、异常症状或缺陷现象及事故时的各种信息。变电站监控系统不仅需要有快速、准确、周密的设备检测信息，还应对现有变电站监控系统功能的缺失与偏差，主要表现在以下几个方面；(1)数据分析功能变电站监控系统的数据采集及存储能力是很强的。然而，因系统数据分析处理能力的薄弱，使这些数据和信息远远没有被作为一种资源得到充分有效地利用。实际上，监控系统采集运行数据中蕴含着设备运行特性、环境、电压、负荷等内外因素的效应与影响，设备缺陷发生、发展和变

7、化趋势等丰富而重要的信息，它们被淹没和稀释在量的、分散的一般信息中不易发现，没有充分利用例如设备故障或异常引起的三相数据不平衡；相同运行条件下同类设备运行数据的相对变化和动态变化；某个监测信号动作周期或频率的变化等等。如果通过数据分析和加工将这些重要信息过滤、分离出来，并通过一定的方法使其成为可直接表示设备运行特性与变化的图表或告警阈值，并对这种变化的程度、速率和发展趋势进行跟踪、监视和评估，可以及时发现、捕捉设备的缺陷，实现某些故障或缺陷的预测和预警，这也是设备检修方式由周期性检修向状态检修过渡的重要条件。这种数据分析与加工的目的是定性地发现问题而不是精确诊断，绝大部分情况下并不需要如专家系

8、统那样复杂运算、严格推理或精确的数理模型，不会大量增加系统资源。故作为应用于变电所的计算机监控系统有此数据分析能力是必要且可能的。(2)信息分层功能5 0 0k V 变电站设备众多，信息量庞大。运行经 万方数据万方数据2 0 0 4 年4 胃舞电器技术第3 0 卷总第1 3 6 期1 2 3 验表明，一旦发生涉投多个设备的事故城异常时，大量瓣一般话患会弱时溪凄，充蓐予告警及塞墨，“淹没”重要或荚键信息，戏者在后绫信息的推挤下迅速溢出窗口，造成查找和判读关键信息的蹦难，甚至影噙搴教鞋理麓舞颤与决策。敬痉对显示赫信怠避行适当的分层、过滤、浓缩或简化。螭决这一问题的方法是将所有信息按其对予设备运行和

9、事教处理静整要翟褒定义一个属性，并根据斌个属性将信息区分为需要实时显示的信息、需要穰唤显示的信息、器要通过纛询显承的信息等多个麓次或等缀。(3)无效信息屏蔽功能在变电蛙的运舞巾霉要定期或不定期建对设备进行检修、维护、试验、保护校骏等工作，有的变电站还会不断地改扩建。这会使监控系统产生大量的、菝繁的变毽、S O E、镙护凄谗或笈往等茏效信息，茫至把其它有用信息“淹没”，频繁的报警会给运行人员的监控作业产生严熏干扰，降低运行人员对各种事符的敏感凝和反应麓力。敲在上述情况下需要对相关的信息髭示进行临时的屏蔽。上述闻瓤的解决嚣将信息按设釜或设备单元进行分组，然薏根据设备检修、试验时必须将设备停役的特点

10、，将设备停役的某个标志(如断路器停役其某一镤|隔离开笑分舞)设失绘定瓣逻辑条静蠡动瓣攘应的信息组进行封锁，成对系统显示的停役设备鼹一个人工标惑(如检修挂牌)以屏蔽无效信息。(4)实辩数据静共事变电站监控系统采集的大爆数据远没有有效利用，丽生产管理M I S 系统从监控系统获取某些信患的嚣求又被蠢动纯主镣部门以系统安全为由禁正，使系统的综含效用降低。系统安全性十分整要。嘲终或系统蒜受病毒或黑客攻击主赘原因是使用的操作系统和网络协议是标准的、开放的，在一定程度上是透明的。根据这一特赢，哥逶避设 一个非标准黪、专蠢释藤器懿按议(如串口协议)将数据单向外传或导出，则几乎不存在遭受攻击的可能。实际上。变

11、电站监控系统在确繇暴统安全瓣蓠提下羚俦数摄露物理邋辑豹诲多技术选择方案，禁止数据输出或导入是不合理的。(5)防误操作功能的显露化涛误撵柞趣镀境能显露纯，提示避于鞠显和繁琐几乎是所有具有防误闭锁功能系统的通病，他们避过这些显示或提示以证明系统的先遴和功能强大，或者试图以系统或装置的秘能替代蕊有的以各种规范为主的防误操作机制，这样会造成操作人员露系统或巍嚣的依赖，久露久之会使焦斑人员防谡操作的主观判断力、鉴别力退化和弱化。理想的防误操作功能应该是隐含的，秘而不鼹静。黻程使操作人爨挺裹操掺技麓，产接挠好操捧规范，认真履行防误操作的各项制度。由防误袋置构成的“硬”措施与防误操作规范构成的“软”措摭共弱

12、露耀，辐麓配台。一量出囊人为蘸辫，装置或系统则发挥作用。反之，如果系统戏装置出现问题，则操作人员执行的原有防误操作枧剁仍能发挥作用。教赞控系统斑将防误操作功能动作时的各释信息或提示隐去，需簧时可通过数据库藏询获得。3 结束语目前变电站监控系统对硬件系统、数据网络、系统平台等套溺详麴考虑和稷巍静要求，然零害惫挠系统应用层的功能和变电站的实际应用需求，造成系统硬件强。软件弱，成为变电站监控系统应用效果不瑷葱豹重簧原因。随着电力系统规模扩大、变电站数目增加、遥行要求的提熹，5 0 0 k V 变电蛄少人值班他、鑫婪他积计算机监控系统的斑籍将是一个不可逆转的趋势。故建议系统的开发应结合变电站的运行实践

13、以提高变魄蛙监控系统熬戮发拳平。(收稿日期2 0 0 4 0 2 一l o)王镶生1 9 5 2 年生，专工，长期从事越巍压变电蛙鞴杼营建羔挣。电话t(0 5 1 0)2 6 2 9 5 4 1啪日忡蚶*柏。嘲坤即。饼啪q 岬峋蝻斟哪6 帽一嘲蝴啪即帕悱蝴岬蝴*口曲钟峭_ 抖瑚舳蚶帕即婶M 蝴嘲H 喇w#蝴啪蛔钟*上攘第1 2 1 页j的改进，绝缘尺寸的降低，变压器可以实现有限程度的增容；变压器增容，必须重撬其阻抗电压、损耗、温升的增加 采用溅合绝缘技术能够解决变压器增容改造后的温升问题；变压器增容，需要注意对变蕊嚣黠姊戆影睫，始：更换蠢载势接牙关豹遘渡嚷阻、用于线圈测温的变压器套管T A 及

14、煎新调整熬定线圈温度袭等。参考文献1 采德恒，严璋高电压绝缘 M 北寨浦华大学出般社1 9 9 22 尹克宁变压器设计原理 M 北京 中国电力出版杜2 0 0 3(收穰H 期2 0 0 4 0 3-2 4)谢聿生1 9 7 3 年生，硕士，工程师，广电集团中山供电分公司生控部。电谱(0 7 6 0)8 8 0 6 3 8 8 2 2 7 2 万方数据万方数据500 kV变电站计算机监控系统若干问题的探讨500 kV变电站计算机监控系统若干问题的探讨作者：王锡生作者单位：江苏电力公司无锡供电公司,无锡,214043刊名：高电压技术英文刊名：HIGH VOLTAGE ENGINEERING年，卷(

15、期)：2004，30(z1)被引用次数：0次 相似文献(10条)相似文献(10条)1.会议论文 周邺飞.丁杰.王阳.陈爱林 变电站后台监控系统的设备对象模型 2004 随着各种智能设备在变电站的大量应用,监控系统接入的信号大大增加,数据管理已成为当前变电站监控系统的工作重心.面向对象的设计思想在分布式变电站自动化系统中逐渐流行,变电站内监控装置开始采用以智能设备为对象,来分类描述信息.该文在综合研究变电站监控系统功能的基础上,设计了基于变电站设备的数据管理模型,提出了按照变电站、设备组、设备的结构关系来管理变电站自动化系统信息.一座变电站是由许多一次、二次设备组成,设备是变电站控制操作和信息管

16、理的最小单元,各种测点信息可以作为设备的属性看待.设备是各种信息的综合载体,它综合了模拟量(AI)、开入(DI)、开出(DO)、脉冲量(PI)、事件信息、保护动作报告、遥视、以及设备管理信息如缺陷记录、维护记录等变电站信息.在模型中,一座变电站是由多个设备组构成,所有的变电站设备必须归属于某个设备组.设备组是多个设备的组合,一个设备组能够实现一个局部的变电或送电功能,它的划分根据实际需要可由人为指定,一般按操作间隔划分.系统所有的信息按对象进行归属,为信息检索提供了方便.在设备组或设备对象层,利用对象组成结构的相似性,通过对象替换,可以实现数据库参数的快速建立和图模库一体化.设备对象模型的建立

17、,能简化变电站各种高级管理功能的参数定义.2.期刊论文 陈萍.黄冰.周晓阳.CHEN Ping.HUANG Bing.ZHOU Xiao-yang 超高压变电站监控系统-电力自动化设备2007,27(7)500 kV及以上超高压变电站监控系统均采用基于现场总线或计算机局域网技术开发的开放式分层分布体系结构.监控系统的配置更加合理,数据传输分为间隔层和变电站层2层设备结构,是超高压变电站监控系统的主流方案.论述了超高压变电站的保护信息管理子站的设备配置以及和计算机监控系统的关系,计算机监控与保护信息管理子站分工更加明确.理想的对时方案是配置一套独立的全球定位系统(GPS)卫星同步时钟实现超高压变

18、电站内计算机监控系统、保护装置及故障录波等设备的时间同步.提出五防闭锁双重化的概念,保证后台、间隔层、就地3种操作方式的可靠电气防误闭锁.超高压变电站监控系统信息交换方式更加多样化,通信接口采用以太网.传输速度更快,为无人值班站的通信提供了保障.3.学位论文 陈杰 工业企业变电站监控系统的应用研究 2009 变电站监控系统的主要功能是对变电站所有智能电气设备的监视和控制。它能进行变电站智能电气设备远动及遥测和遥信的功能。保证了变电站以后的正常运行维护以及工业企业生产中电气设备的正常运行。基于这点，我选择了变电站监控系统作为我电子通讯工程硕士的论文题目。本论文对工业企业变电站的监控系统的构成、内

19、容、功能及特点进行了研究，监控系统按功能来分可分为集中式监控系统和分层分布式监控系统。集中式监控系统适合用于小型且电压等级低的变电站的自动化系统。有中高压电气设备的变电站都采用分层分布式监控系统。本论文研究对象是某外资化工企业的电气监控系统。此项目有两个变电所，为达到遥测和遥信的功能监控系统设计成分层分布式结构。为解决装置区变电所的就地监控，在装置区变电站设立了一个PLC监控子站，解决了监控系统中工作协议MODBUS和变频器工作协议PROFIBUS-DP的兼容问题及就地低压电气设备监视及变频电机自启动等功能。为了完成监控系统和仪表联锁系统，在监控系统的通讯管理层增加了一个通讯管理机。即完成了监

20、控系统的数据通讯又把仪表联锁信号传输到仪表DCS。解决了所有的通讯问题，应用合适的监控系统软件，完成了项目中所有智能电气设备的遥控和遥测功能。解决了用一个监控系统完成了监控系统和仪表联锁系统两个系统的功能。4.会议论文 朱英杰.徐锋 面向农村电网终端变电站(塔)的监控系统 2006 针对目前我国农村电网的实际情况,本文提出了一种实现农网终端变电站(塔)监控系统的方案.首先介绍了系统的主要设计思想,接着详细描述了RTU和主站服务器利用Modem通过电话网通信的具体方法和在Windows环境下的编程实现,最后对主站服务器和客户端利用ASP技术进行网络通信作了简要阐述.5.期刊论文 李汉杰.LI H

21、an-jie 变电站图像监控系统技术的应用-青海电力2007,26(4)青海电网110 kV变电站逐步实行无人值守模式,除了常规的远程实现实时监控自动化系统外,变电站图像监控系统成为实现无人值班变电站不可缺少的自动化手段之一.文章论述了图像监控系统的技术及特点,阐述了图像监控系统在无人变电站中的作用和主要用途,变电站图像监控系统的实施及应用,将提高无人值班变电站的安全运行水平.6.学位论文 尹静 变电站监控系统中通信网络的设计与实现 2007 变电站自动化系统，一直是电力系统应用最重要的部分。在变电站自动化系统中，信息交互始终占有重要的地位，原来的系统应用，都是以各种现场总线连接为主。通讯方式

22、，基本上是以串口通讯RS232、RS485为主。随着以太网技术的快速发展，以太网以其先进的网络竞争机制，成熟的应用环境，低廉的价格，开放的协议，在局域网应用领域成为占主导作用的网络。基于以太网的变电站监控系统是按照IEC61850提出的分层概念设计实现的。基于IEC61850，无论从逻辑上还是从物理概念上，都将变电站的通信体系为分三层(变电站层、间隔层和过程层)。变电站内部间隔层和变电层之间采用全数字通信，即采用具有开放式、全分布、可互操作性的工业控制以太网络通信。随着计算机软、硬件技术的发展，嵌入式以太网的出现为变电站监控系统提供了站内通信网络的新途径，利用嵌入式软、硬件，设计者可以在装置上

23、实现以太网接入，使装置作为网络节点连入系统，真正实现全以太网结构。适应这一新的需求，本课题设计开发了基于以太网的变电站监控系统，数据通信基于TCP/IP模式，由于采用这种技术进行组网设计，要求变电站装置必须具有网络接口，因此设计开发具有嵌入式以太网接口的远动装置成为整个系统设计方案得以实现的基础和保证。本课题选用W3100A硬件TCP/IP协议栈芯片、采用基于TCP/IP的SOCKET编程方法进行了网络接口的设计，为方便调试，工程师维护软件中增加了参数设置模块并开发了上位机以太网数据通信测试程序，整个设计方案经过运行、测试分析，证明实时、可靠。文中首先介绍了变电站监控系统的组成、主要功能和发展

24、现状，然后介绍了变电站监控系统的数据通信，强调了通信在系统中的重要作用，在此基础上给出了基于以太网的通信网络设计方案并详细论述了嵌入式以太网接口的设计与实现，包括硬件设计和软件设计，最后介绍了网络通信中参数设置和通信测试的实现方法。本课题设计的方案已在福建某变电站监控系统中实现，系统经过测试运行证明性能良好、可靠。系统的数据通信也已通过相关部门的规约分析测试。7.会议论文 周邺飞.黄新宇.丁杰.王阳 变电站后台监控系统的设备对象模型 2003 由于各种智能设备的出现,变电站监控系统接入的信号已大大增加,需要一个合适的信息管理方式来管理监控系统信息.文中研究了变电站监控系统功能特点,给出了一个基

25、于变电站设备的数据管理模型,提出按照变电站、设备组、设备的层次关系来管理变电站自动化系统信息.文中就该模型的建立原则、应用情况作了具体阐述.8.期刊论文 蔡志慧.张峰.牛文瑜.CAI Zhi-hui.ZHANG Feng.NIU Wen-yu 提高变电站监控系统信号设置的合理性-电力自动化设备2005,25(7)随着220 kV变电站无人值班改造后不断接入中心集控站,变电站监控系统信号设置的合理性问题不容忽视.对于南京地区220 kV变电站监控信号的设置情况和存在问题进行了调查分析,结合现场运行的实际需求,针对各220 kV变电站目前的不同情况提出了在变电站监控系统中合理设置监控信号的建议,并

26、已逐步应用于改造工程中.9.期刊论文 宋文彬.乔非.马玉敏.SONG Wenbin.QIAO fei.MA Yumin 基于OPC XML-DA的变电站监控系统数据采集模块的设计-科技通报2010,26(5)在对变电站监控系统架构分析的基础上,给出了基于OPC XML-DA(OLE For Process Control XML Data Access)标准的变电站监控系统的设计.结合实际变电站监控系统对现场设备的监控,给出了运行于变电站系统中的服务器和客户端程序框架,并着重描述了标准中Read系列服务的具体应用.10.学位论文 张新明 图像监控系统在变电站的应用研究 2008 随着电力系统自

27、动化技术的发展，无人值班变电站越来越多的在电力系统得到应用。变电站图像监控系统正在逐步建立，并逐渐成为完善变电站运行管理的一种强有力的手段。图像监控系统的运用，可提高变电站运行和维护的安全性和可靠性，并可逐步实现电网的可视化监控和调度，使电网调控运行更为安全、可靠。因此，作者对图像监控系统在变电站的应用进行了分析研究。论文研究了图像监控系统的产生、技术特征与基本结构，图像监控系统的发展趋势；结合图像监控系统的发展趋势，介绍了计算机视觉技术，研究探讨了红外热成像诊断设备与图像监控系统的集成、基于视觉技术的环境监控问题，并对图像监控系统与EMS系统运行的协同性进行了研究。分析了图像监控系统的信息采集方法与过程，介绍了信息采集的视频设备，并论述了这些视频设备的控制方法；分析了视频数据压缩与传输的几个关键技术，包括MPEG4视频压缩技术与IP组播传输技术；分析了图像监控系统主站的结构和配置，介绍了主站系统软件，论述了图像监控系统网络安全问题。论文还介绍了图像监控系统在中山供电局的应用情况，并对应用情况进行总结。通过实际运行表明，现行图像监控系统在变电站的应用是稳定、有效的。本文链接：http:/