变电站无人值守运维云平台的设计分析及应用

浏览次数：514更新时间：2023-05-24

摘要：随着智能变电站的推广，电力系统采用可靠、集成、环保的智能设备，依托全站信息数字化、信息共享标准化、通信平台网络化为基础，自动完成变电站设备信息的采集、测量、保护、控制等基本功能，传统的二次回路增加了变电站运维、检修的不可控性。因此本文提出变电站智能运维管理平台的研究方案。可对变电站继电保护远程管控。使运维站、检修工区实现远程在线监视和智能运维管理。

关键词：在线监视,状态评估,故障定位,辅助安措,故障分析

0 引言

变电站智能运维管理平台是一套集数据采集、信息处理和分析功能于一体的智能设备，图1展示了智能运维管理平台在变电站中的布局。

变电站智能运维管理平台是从过程层网络和站控层网络获取信息，与运维相关的信息进行高度整合，实现可视化在线监测及智能诊断等应用，并支持远端上送。其主要功能包括对二次设备进行在线监视、状态评估及监视预警、故障定位、二次检修辅助安措、配置文件管理、保护定值管理、故障信息管理及综合分析等多维度运维管理。

1 运维平台

1.1在线监视功能

1）对全站二次设备运行工况、通信状态的实时监视与预警。

2）对全站二次设备告警信息、变位信息、压板状态等各种信息的全景展示。

3）对全站二次设备间通信链路状态的实时监视与可视化展示。

4）对全站二次设备虚回路、虚端子的实时监视与可视化展示。

5）对保护装置等间隔层设备温度、电压以及保护遥测的实时监视与展示。

6）对保护装置面板指示灯状态的正确反映。

1.2 状态评估

趋势性评估方法：是指对装置稳态量的长期监视、记录和分析，反映一段时间内元件性能的变化趋势，包括采样值精度、开关量一致性、运行及环境温度、端口光功率、其他自检参数等，超出门槛值预警。

损失性评估方法：是指当装置发生异常告警时，通过对告警信息按类型进行分析和统计,推断故障的具体性质,如严重等级、持续时间、影响范围、很大可能的故障位置等,为装置异常缺陷处理提供辅助决策。

图2展示了“趋势性+损失性"的评价体系和"横向比对、纵向校验"的评价方法。

2 智能分析

2.1故障定位

基于对二次设备拓扑自动展示的迫切需求，信息传输不可见，故障查找和处理效率低，而现有技术仅侧重对交换机状态的可视化管理，远远达不到准确定位故障的要求。应根据变电站历史运行状况，基于大数据的分析管理，建立一套完整的专家库，能够对智能变电站出现的故障迅速得出其产生的原因，将故障点准确定位到设备、物理回路、端口等点位，削减运维人员的负担，可使变电站运维智能化水平得到显著提升。

2.2配置文件管理

　　对SCD文件进一步解析，获取各子网模型、IED模型、各IED的输入输出及报文类型、以及各IED之间的关联，对于SCD未明确或不规范之处辅以人工干预，进行各对象的关联，建立起二次设备模型。配置文件管理的功能包括如下几个方面。

　　1) SCD一致性检查功能：支持CRC计算功能，并能通过装置过程层虚端子配置CRC与全站SCD相应CRC进行在线比对，确保全站SCD文件的配置与IED装置实际下载的结果一致。

　　2) SCD模型变更辨识：数据管理单元通过历史版本SCD在线比对实现SCD变更提示，并界定SCD变更产生的影响范围，影响范围应能定位到IED装置。而且，采取可视化技术展示SCD变更的影响范围，GOOSE变更范围应能定位到DA等级，SV变更范围应能定位到DO级，并以图形和报告的方式展示。

　　3) 过程层IED配置及相互关系：解析并获取变电站各IED命名、描述、MAC设置等参数，并解析出IED收发报文的数量、类型及与其他IED之间的虚端子关系。

2.3二次检修辅助措施

虚回路光缆连接的大量使用，使得原本“看得见"、“摸得着"的二次回路变成了“看不见"、"摸不着"的 "黑匣子"，想将检修设备与运行设备隔离开来，需要借助二次检修辅助措施来完成，二次检修辅助措施集开票、校验、预演和回放于一体。

2.4故障信息管理及综合分析

电网发生故障时，能够快速对波形进行分析与展示，自动收集厂站内一次故障的相关信息，整合为故障报告，并以图形化方式显示保护装置内部逻辑，且支持分层显示，迅速对故障时变电站内所有保护动作情况进行综合分析，自动生成较为详细的分析报告。

3 变电所运维云平台

3.1概述

AcrelCloud-1000变电所运维云平台基于互联网＋、大数据、移动通讯等技术开发的云端管理平台，满足用户或运维公司监测众多变电所回路运行状态和参数、室内环境温湿度、电缆及母线运行温度、现场设备或环境视频场景等需求，实现数据一个地方，集中存储、统一管理，方便使用，支持具有权限的用户通过电脑、手机、PAD等各类终端链接访问、接收报警，并完成有关设备日常和定期巡检和派单等管理工作。

3.2应用场所

适用于电信、金融、交通、能源、卫生、文体、教育科研、农林水利、商业服务、公用事业、电子产业园等行业变配电运行维护系统的新建、扩建和改建。

3.3平台结构

变配电室装设一套智能网关，采集变电室智能设备的数据，经过协议转换、压缩加密后定时上传或触发式上传平台，平台可完成对变配电室内所有智能设备完成数据交换，能实时监测变电站内变压器、断路器等重要运行设备的运行状态；实时监测变配电室内各回路的运行数据及环境温度等数字量；通讯管理单元与厂内局域网连接，把数据传至数据控制室。

AcrelCloud-1000变电所运维云平台提供用户概况、电力数据监测、电能质量分析、用电分析、日月年用能数据报表、异常事件报警和记录、运行环境监测、设备维护、用户报告、运维派单等功能，并支持多平台、多终端数据访问。

AcrelCloud-1000变电所运维云平台系统可分为四层：即感知层、传输层、应用层和展示层。

感知层：包含变电所安装的多功能仪表、温湿度监测装置、摄像头、开关量采集装置等。除摄像头外，其它设备通过RS485总线接入现场智能网关RS485端口。

传输层：包含现场智能网关和交换机等设备。智能网关主动采集现场设备层设备的数据，并可进行规约转换，数据存储，并通过交换机把数据上传到设定的服务器端口，网络故障时数据可存储在本地，待网络恢复时从中断的位置继续上传数据，保证服务器端数据不丢失。

应用层：包含应用服务器和数据库服务器，若变电所数量小于30个则应用服务器和数据库服务器可以合一配置。服务器需要具备固定IP地址，以接收各智能网关主动传送过来的数据。

展示层：用户通过手机、平板、电脑等多终端的方式访问平台信息。

3.4平台功能

3.4.1实时监测

一次图点击配电回路后可看用电明细数据，可生成电力运行报表，可查询各类电力参数、电压、电流、功率、谐波等的历史数据、环境数据监测