变电站无人值守综合自动化技术解析

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摘要：随着三集五大的不断推进，为早日实现人力、财务、物资集约化管理，实现变电站无人值守在大运行体系建设中的重要性日趋明显。近年来，国网公司推出了一系列的改革措施与技术创新，如图像监视系统的接入、消防系统的接入、调度数据专网双平面改造、信息子站接入、PMU接入、关口电能表接入、变电站监控权移交等一系列工作。本文重点旨在分析探讨综合自动化技术在主站与厂站端数据通讯领域的运用及如何实现变电站无人值守。

关键词：无人值守 综合自动化

0 引言

三集五大运行体系建设明确提出整合公司调度运行与设备运行相关业务，调整调度体系功能结构，变革组织架构、创新管理方式、优化业务流程，建立各级输变电设备运行集中监控与电网调度业务高度融合的一体化调度控制体系，实现国调、分调运行业务一体化运作。要适应调度控制业务的新需要，加强各级调度控制中心的内部管理，完善业务流程，推进调度控制专业融合；要依托智能电网调度技术支持系统，加强省调标准化建设、同质化管理，促进地县调专业集约融合，推进调度业务模式转型；要统筹研发、制造力量，协调组织好调度控制技术支撑手段建设和技术支持；要同步完成备用调度体系建设，建立涵盖各层级的备用调度体系[1]。无人值守远程综合监控系统实现了主站端对变电站站内设备的运行状态以及站内环境的有效监控和管理，大幅度提高了调度对前端监控的实时性、有效性，极大地降低了人员及管理成本，满足了三集五大人财物三集约的需求[2]。本文以500kV变电站为例，从站内网络架构和主站与子站通讯网络架构两方面探讨分析实现无人值守所需综合自动化技术条件。

1 变电站间隔层与站控层网络构架

站内通讯网络的架构是整个电网远动体系建设的基础，因此站内通讯系统在变电站自动化系统中占有举足轻重的地位，常规变电站自动化系统功能在逻辑上分为设备层、间隔层、站控层。设备层主要是指变电站内的一次设备，是整个综合自动化系统的载体，它们的遥信、遥测、遥控、遥调功能经由间隔层来先实现，间隔层由站内间隔的测控装置、保护装置、关口计量装置等智能设备组成，间隔层是实现数据传输的桥梁，它们采集数据或是传输指令经由交换机组成承载整个变电站数据流的以太网；而站控层通过以太网一方面读取数据传输给监控后台、操作员站、工程师站、调度端等。数字化站比常规站多一级过程层，由于数字化站的特殊性，它一次设备区汇控柜里智能终端和合并单元的遥信遥控信息组成GOOSE网，遥测信息组成SV网，这两层网络组成过程层，由于当下500kV数字化站还不是主流站，故不做详细分析[3]。图1是变电站内设备层、间隔层、站控层三层网络通讯架构图。

间隔层的二次设备来自各个设备生产厂家，他们多数使用串口RS485/RS232进行通讯，而站内组网由于数据流太大必须使用高速的以太网进行数据传输，为此站内使用了网络管理机将以串口形式传输的103规约转换成适合以太网传输的网络103规约，然后再接入交换机组网。

站控层与间隔层共享以太网，取消了传统的通信单元。主干网络结构采用光纤自愈环型以太网，间隔层与过程层设备直接采用双绞线以星型方式接入主干网，用TCP/IP网络协议通讯。这种自愈型环网极大地提高了光纤通信的可靠性。

2 变电站与调度端之间数据传输

2.1调度专网“双平面”改造业务接入技术方案及施工方案 承载的调度系统数据通信业务大致可分为两类：一是实时监控业务，以能量管理系统、广域相量测量系统等为代表，这类业务由于是实时监控，故数据流量非常大，占用信道带宽较大；二是运行管理业务，以电力交易支持系统、调度日报传输、电能量计量系统等为代表。这些业务的共同特点是以数据处理为主，数据周期性传输，占用信道带宽不大，一般在调度对象产生，送至对其直接调度的上一级调度，调度专网由骨干网和接入网组成，骨干网主要用于数据的传输和交换，接入网用于各厂站接入。厂站按双机配置，通过对调度厂站双覆盖，实现网络互备，达到网络高可靠性要求。

厂站端需配置2套调度专网设备及相应安全防护设备，分别通过2M上联至两个不同的接入网。如图2所示。

2.2 图形网关机调度专网“双平面”接入技术方案 大运行体系建设，对远动转发表进行合并优化，消除了以前数据转发冗余、繁杂，已造成通讯堵塞的缺点，减轻了远动机数据转发压力。但是大部分信号都是合并而来，报上来的信号，无法判断是由哪个分信号报上来的。而图形网关机接入调度专网双平面恰好能弥补这一缺陷，图形网关机告警直传功能，只为调度主站端提供具体的分信号，不报合并后的信号。图形网关机的告警直传功能与远动机的数据优化相辅相成，构成了整个主站与厂站的完整通讯体系，图3是图形网关机接入调度双平面的传输方式图。

2.3 图形网关机人机交互（如图4）

3 结论

现代社会科学发展日新月异站内智能设备技术创新实现了质的突破，计算机技术、网络通讯技术、图像数字化技术、安防消防技术等在变电站数字化领域得到了充分的运用，调度数据优化、大运行体系建设、图形网关机告警直传、变电站内开关实际传动、监控权移交等一系列工作为变电站无人值守的实现提供了技术支撑。

参考文献：

[1]中国电力工程顾问咨询公司.全国电网二次系统“十五”规划[R].2000.

[2]王慕维，刘文军.河南电力调度数据网双平面改造优化探讨[J].黑龙江科技信息，2012.

[3]柳永智，刘晓川.电力系统远动[M].中国电力出版社，2006.