新一代智能變電站一體化平臺建設

王浩 王莉斌

摘要：隨著國家電網公司智能變電站建設的不斷推進和深化，按照新一代智能變電站“系統高度集成、結構布局合理、裝備先進適用、經濟節能環保、支撐調控一體”的指導思想，結合2013年開展的新一代智能變電站試范工程建設實踐，在設備集成技術和優化布置方案方面開展研究，主要關注新一代智能變電站中二次設備的設計原則，并據此進行了關于智能變電站一體化平臺結構方面的論述。

關鍵詞: 新一代智能變電站，一體化平臺，二次網絡配置

中圖分類號：TM411文獻標識碼： A

變電站是電網運行和控制的基礎信息采集點和命令執行點，其主要任務是向調度運行部門提供全面、真實的基礎數據信息，同時迅速有效的通過就地設備和調度遠方命令執行相關操作。因此，變電站首先應滿足調度運行的需要。其次，電網運行管理模式的改變、專業管理的融合等，使得原有相互獨立的功能需求可能在統一的數據平臺上實現。因此，新一代智能變電站在保證基礎功能實現的基礎上，應分析智能電網調度技術支持系統、運行管理模式等方面變化帶來的影響，適時、合理的對變電站的功能進行梳理和定位，提高變電站在智能電網運行中的快速反應性和適應性。

1.1 新一代智能變電站自動化系統功能定位

在自動化功能實現上，新一代智能變電站應支持電網調控一體化、設備檢修專業化和運行維護一體化，并全面支持調度技術支持系統的功能需求。根據調度技術支持系統的功能結構，“實時監控與預警”、“調度管理”、“調度計劃”三大類功能的實現與變電站上送的信息及實現的功能密切相關，調控一體化的實現，將要求變電站的信息在站內進行預處理，實現分布式狀態估計、告警信息分類處理、遠程瀏覽等功能；為全面實現狀態檢修，變電站應設置全面的狀態監測系統，包括一次設備、二次設備；為適應無人值班的要求，變電站除了實時的信息監測以外，還應該對輔助環境進行監測，包括視頻信息、火災報警信息、安防信息等，并能遠程實現空調、風機等的控制。

1.2?一體化業務平臺數據平臺建設方案

為滿足電網信息流“橫向集成、縱向貫通”的目標，實現大運行、大檢修體系下電網信息的融合，打破站、網系統之間的數據隔閡，實現站、網系統信息共享，同時考慮信息的安全認證，應建立一體化的技術支持系統。

1.2.1 ?總體架構。

新一代智能變電站技術支持系統應統一規劃變電站自動化的信息建設，采用面向服務的SOA架構，以應用為主線，以一體化信息平臺為應用基礎，把站內的各個功能有機地組織起來，做到模塊的“即插即用”與在線升級，實現各個應用靈活性與集成高度統一。?智能變電站技術支持系統在設計上，應充分考慮用戶對電力自動化系統開放性、可擴展性、可移植性、易維護性、可靠性和安全性等方面的要求，在設計中遵循相關標準。?一體化信息平臺包括硬件與部署、數據存儲與管理(全景數據中心)、公共服務、基礎平臺應用等功能。綜合數據中心全面支撐變電站的三大類核心應用，同時具有標準、開放、可靠、安全的技術特征和良好的適應性，可滿足調控中心、檢修公司、設備評估中心等上級系統對變電站數據的處理要求。

一體化信息平臺作為電網“大運行、大檢修”體系下的信息流節點，以提供訪問服務的方式為各級主站系統、相鄰變電站提供相應的數據服務，應支持在服務器、嵌入式硬件平臺上運行。?智能變電站的一體化信息平臺采集來自站內外的數據和信息，并對數據進行處理，完成數據及信息記錄和共享、信息整合、信息分類等功能，為站內外使用者提供實時、安全的數據及信息資源。

1.2.2 硬件與部署

一體化信息平臺運行在服務器架構的硬件平臺上，亦可運行在嵌入式硬件平臺上，應支持國產硬件平臺及操作系統。智能變電站一體化信息平臺系統需支持UNIX、Linux等操作系統。支持異構、混合模式運行。

多服務器并行在線冗余計算。一體化信息平臺應采用多機冗余配置技術，對于關鍵設備、關鍵節點、關鍵進程應支持高可靠性的“一主多備”冗余配置。?應支持并行計算功能，可實現計算任務定制分配、計算結果匯總、計算任務管理、出錯處理和數據備份功能，可快速完成站內數據的計算和分析，并通過標準接口實現與應用軟件之間的交互。

1.2.3 全景數據中心(數據存儲與管理)

一體化信息平臺為應用提供各類數據的存儲與管理功能，應在變電站統一信息模型基礎上，建立全景數據中心，作為智能變電站一體化信息平臺的數據組織與管理中心，實現穩態、動態、暫態、狀態監測數據的分布式采集、分區存儲與統一整合，面向各類應用提供統一的接口與服務，支持多態、多源數據融合。?數據中心按照存儲的形式可分為基于實時數據庫的數據管理、基于關系數據庫的數據存儲與管理和基于文件的數據存儲與管理。應用可根據需要，選擇合適的數據存儲和管理形式。數據存儲滿足數據存儲周期短、連續性強、數據量大和高可靠的需求。

1.3 ?一體化業務平臺應用功能設計

1.3.1 調度控制類應用功能

電網運行監視應能有效監測電網的實時運行狀態，包括穩態運行狀態、動態運行狀態。

1.3.2二次設備在線監視與故障分析

二次設備在線監視與故障分析包括故障分析功能和設備在線監視功能。故障分析功能應在故障情況下對事件順序記錄、保護事件、相量測量數據及故障波形等信息進行數據挖掘和綜合分析，生成分析結果，以保護裝臵動作后生成的報告為基礎，結合故障錄波、設備臺賬等信息，生成故障分析報告；二次設備在線監視，應對合并單元、智能終端、保護裝臵、測控裝臵、安穩控制裝臵、計算機、故障錄波器、網絡交換機、站控層服務器等進行實時的狀態監視。

1.3.3?操作與控制

變電站的操作控制分為設備控制和自動控制兩類。對于變電站的系統來說，設備控制主要是執行遠方或就地的命令，并能根據要求實現相應的操作過程的核實、閉鎖、解鎖、記錄等功能；自動控制主要是站內系統根據遠方或就地預設的控制值范圍，自動的對就地設備進行投入/退出的操作。

1.3.4設備控制功能

應實現對站內一次設備、二次設備和輔助設備的分級操作，應包括設備操作、同期操作、操作閉鎖、定值修改、軟壓板投退等5個功能模塊；自動控制功能應至少包括無功優化和負荷優化2個功能模塊。

1.3.5?遠程瀏覽

為支持國家電網公司大運行的需求，變電站端需要支持遠程瀏覽功能。調控中心可以遠方查看智能變電站的運行數據，包括電網潮流、設備狀態、歷史記錄、操作記錄、故障綜合分析結果等各種原始信息以及分析處理信息。

1.3.6?狀態估計

應依據變電站一次接線模型，對采集的各類信息進行狀態估計，檢測可疑數據，辨識不良數據，校核數據的合理性和正確性,為其他應用提供數據基礎。應包括數據合理性監測和不良數據監測功能。數據合理性檢測對量測值和狀態量進行檢測分析，確定其合理性；不良數據檢測對量測值和狀態量的準確性進行分析，辨識不良數據。

1.3.7?綜合智能告警

綜合智能告警實現告警信息在線綜合處理、顯示與推理，應支持匯集和處理各類告警信息，對大量告警信息進行分類管理和綜合/壓縮，對不同需求形成不同的告警顯示方案，利用形象直觀的方式提供全面綜合的告警提示。應建立智能變電站故障信息的邏輯和推理模型，進行在線實時分析和推理，實現告警信息的分類和過濾，為調控中心提供分類的告警簡報。

1.3.8源端維護

提供標準的信息模型和圖形文件，利用基于圖模一體化技術的系統配臵工具，統一進行信息建模及維護，生成標準配臵文件，為各應用提供統一的信息模型及映射點表。

上述一體化平臺建設方案和功能設計已在2013年建設的新一代智能變電站示范工程實現并現場實施和投運，系統運行穩定，取得了預期的使用效果。

參考文獻

[1] 宋璇坤，李敬如，肖智宏等．新一代智能變電站整體設計方案．電力建設，2012：1-6

[2] 李孟超，王允平，李獻偉等．智能變電站及技術特點分析．電力系統保護與控制，2010,59(62)：59-62

[3] 曹楠，李剛，王冬青．智能變電站關鍵技術及其構建方式的探討．電力系統保護與控制，2010,59(62)：59-62.

作者簡介：

王浩（1985-），男，大學本科，助理工程師，主要從事電力系統綜合自動化方面的研究和工程管理工作。

王莉斌（1979-），男，大學本科，助理工程師，主要從事電力系統綜合自動化方面的研究和工程管理工作。