變電站無人值守運維云平臺的設計分析及應用

瀏覽次數：593更新時間：2023-05-24

摘要：隨著智能變電站的推廣，電力系統采用可靠、集成、環保的智能設備，依托全站信息數字化、信息共享標準化、通信平臺網絡化為基礎，自動完成變電站設備信息的采集、測量、保護、控制等基本功能，傳統的二次回路增加了變電站運維、檢修的不可控性。因此本文提出變電站智能運維管理平臺的研究方案。可對變電站繼電保護遠程管控。使運維站、檢修工區實現遠程在線監視和智能運維管理。

關鍵詞：在線監視,狀態評估,故障定位,輔助安措,故障分析

0 引言

變電站智能運維管理平臺是一套集數據采集、信息處理和分析功能于一體的智能設備，圖1展示了智能運維管理平臺在變電站中的布局。

變電站智能運維管理平臺是從過程層網絡和站控層網絡獲取信息，與運維相關的信息進行高度整合，實現可視化在線監測及智能診斷等應用，并支持遠端上送。其主要功能包括對二次設備進行在線監視、狀態評估及監視預警、故障定位、二次檢修輔助安措、配置文件管理、保護定值管理、故障信息管理及綜合分析等多維度運維管理。

1 運維平臺

1.1在線監視功能

1）對全站二次設備運行工況、通信狀態的實時監視與預警。

2）對全站二次設備告警信息、變位信息、壓板狀態等各種信息的全景展示。

3）對全站二次設備間通信鏈路狀態的實時監視與可視化展示。

4）對全站二次設備虛回路、虛端子的實時監視與可視化展示。

5）對保護裝置等間隔層設備溫度、電壓以及保護遙測的實時監視與展示。

6）對保護裝置面板指示燈狀態的正確反映。

1.2 狀態評估

趨勢性評估方法：是指對裝置穩態量的長期監視、記錄和分析，反映一段時間內元件性能的變化趨勢，包括采樣值精度、開關量一致性、運行及環境溫度、端口光功率、其他自檢參數等，超出門檻值預警。

損失性評估方法：是指當裝置發生異常告警時，通過對告警信息按類型進行分析和統計,推斷故障的具體性質,如嚴重等級、持續時間、影響范圍、很大可能的故障位置等,為裝置異常缺陷處理提供輔助決策。

圖2展示了“趨勢性+損失性"的評價體系和"橫向比對、縱向校驗"的評價方法。

2 智能分析

2.1故障定位

基于對二次設備拓撲自動展示的迫切需求，信息傳輸不可見，故障查找和處理效率低，而現有技術僅側重對交換機狀態的可視化管理，遠遠達不到準確定位故障的要求。應根據變電站歷史運行狀況，基于大數據的分析管理，建立一套完整的專家庫，能夠對智能變電站出現的故障迅速得出其產生的原因，將故障點準確定位到設備、物理回路、端口等點位，削減運維人員的負擔，可使變電站運維智能化水平得到顯著提升。

2.2配置文件管理

　　對SCD文件進一步解析，獲取各子網模型、IED模型、各IED的輸入輸出及報文類型、以及各IED之間的關聯，對于SCD未明確或不規范之處輔以人工干預，進行各對象的關聯，建立起二次設備模型。配置文件管理的功能包括如下幾個方面。

　　1) SCD一致性檢查功能：支持CRC計算功能，并能通過裝置過程層虛端子配置CRC與全站SCD相應CRC進行在線比對，確保全站SCD文件的配置與IED裝置實際下載的結果一致。

　　2) SCD模型變更辨識：數據管理單元通過歷史版本SCD在線比對實現SCD變更提示，并界定SCD變更產生的影響范圍，影響范圍應能定位到IED裝置。而且，采取可視化技術展示SCD變更的影響范圍，GOOSE變更范圍應能定位到DA等級，SV變更范圍應能定位到DO級，并以圖形和報告的方式展示。

　　3) 過程層IED配置及相互關系：解析并獲取變電站各IED命名、描述、MAC設置等參數，并解析出IED收發報文的數量、類型及與其他IED之間的虛端子關系。

2.3二次檢修輔助措施

虛回路光纜連接的大量使用，使得原本“看得見"、“摸得著"的二次回路變成了“看不見"、"摸不著"的 "黑匣子"，想將檢修設備與運行設備隔離開來，需要借助二次檢修輔助措施來完成，二次檢修輔助措施集開票、校驗、預演和回放于一體。

2.4故障信息管理及綜合分析

電網發生故障時，能夠快速對波形進行分析與展示，自動收集廠站內一次故障的相關信息，整合為故障報告，并以圖形化方式顯示保護裝置內部邏輯，且支持分層顯示，迅速對故障時變電站內所有保護動作情況進行綜合分析，自動生成較為詳細的分析報告。

3 變電所運維云平臺

3.1概述

AcrelCloud-1000變電所運維云平臺基于互聯網＋、大數據、移動通訊等技術開發的云端管理平臺，滿足用戶或運維公司監測眾多變電所回路運行狀態和參數、室內環境溫濕度、電纜及母線運行溫度、現場設備或環境視頻場景等需求，實現數據一個地方，集中存儲、統一管理，方便使用，支持具有權限的用戶通過電腦、手機、PAD等各類終端鏈接訪問、接收報警，并完成有關設備日常和定期巡檢和派單等管理工作。

3.2應用場所

適用于電信、金融、交通、能源、衛生、文體、教育科研、農林水利、商業服務、公用事業、電子產業園等行業變配電運行維護系統的新建、擴建和改建。

3.3平臺結構

變配電室裝設一套智能網關，采集變電室智能設備的數據，經過協議轉換、壓縮加密后定時上傳或觸發式上傳平臺，平臺可完成對變配電室內所有智能設備完成數據交換，能實時監測變電站內變壓器、斷路器等重要運行設備的運行狀態；實時監測變配電室內各回路的運行數據及環境溫度等數字量；通訊管理單元與廠內局域網連接，把數據傳至數據控制室。

AcrelCloud-1000變電所運維云平臺提供用戶概況、電力數據監測、電能質量分析、用電分析、日月年用能數據報表、異常事件報警和記錄、運行環境監測、設備維護、用戶報告、運維派單等功能，并支持多平臺、多終端數據訪問。

AcrelCloud-1000變電所運維云平臺系統可分為四層：即感知層、傳輸層、應用層和展示層。

感知層：包含變電所安裝的多功能儀表、溫濕度監測裝置、攝像頭、開關量采集裝置等。除攝像頭外，其它設備通過RS485總線接入現場智能網關RS485端口。

傳輸層：包含現場智能網關和交換機等設備。智能網關主動采集現場設備層設備的數據，并可進行規約轉換，數據存儲，并通過交換機把數據上傳到設定的服務器端口，網絡故障時數據可存儲在本地，待網絡恢復時從中斷的位置繼續上傳數據，保證服務器端數據不丟失。

應用層：包含應用服務器和數據庫服務器，若變電所數量小于30個則應用服務器和數據庫服務器可以合一配置。服務器需要具備固定IP地址，以接收各智能網關主動傳送過來的數據。

展示層：用戶通過手機、平板、電腦等多終端的方式訪問平臺信息。

3.4平臺功能

3.4.1實時監測

一次圖點擊配電回路后可看用電明細數據，可生成電力運行報表，可查詢各類電力參數、電壓、電流、功率、諧波等的歷史數據、環境數據監測