国家大力推广“智能电网”建设,作为重要组成部分之一,辅助系统综合监控平台能够保障系统稳定、降低工作强度、提高工作效率、节约运营成本,已成为智能电网不可或缺的重要部分
在变电环节,无人或少人值班模式已相当普及,为保障变电站的稳定运行,辅助系统综合监控平台可以满足更多项目需求:在变电站实现安全防范,防止不法分子偷窃、破坏;对变电站设备的运行情况及操作过程实现可视化监控;对变电站设备的运行场地实现环境监控;对变电站功能室大门实现出入口管理;变电站内辅助系统能够实现联动功能;实现与生产系统的联动以及信息一体化系统的互动;对变电站的设备巡检、应急指挥实现可视化监控;根据电网公司技术规范实现多级联网监控。
设计原则:以“三化”为技术导向
在智能变电站辅助系统综合监控平台的设计及建设中,必须遵循“标准化、一体化、智能化”为技术导向,实现电网生产系统与辅助系统的融合。
标准化是指,系统满足电网公司辅助系统相关技术规范,并针对技术规范开发了标准化产品。除了硬件设备满足接口规范,平台软件也满足级联规范,能够实现多级联网监控及跨区域的图像共享。同时平台软件符合主流电力通信标准(如DL/T860协议、CDT规约、104规约),能够与电力生产管理系统实现对接。
一体化是指,系统能够实现辅助系统的一体化综合监控,对视频监控、环境监测、安防报警、门禁、智能控制等子系统进行融合并建立联动预案。除了有线监控,平台软件还支持3G等移动保障系统及手持终端的接入,满足随时随地的监控需求。
智能化是指,系统能够实现与电力生产系统的智能视频联动,实现可视化生产管理。应用红外测温技术,可以对设备的早期故障进行预防。应用视频分析技术,
智能分析设备能够提供各种行为分析功能,视频质量诊断模块能够为大型联网项目提供良好的运维保障服务。
以辅助系统综合管理平台软件为核心
智能变电站辅助系统综合监控平台是集硬件、软件、网络于一体的大型联网监控系统,以辅助系统综合管理平台软件为核心,实现多级联网及跨区域监控,在监控中心即可对站端系统集中监控、统一管理,为智能电网保驾护航。
智能变电站辅助系统综合监控平台主要由站端系统、地区级平台、省级平台三部分组成。
站端系统对变电站内的视频监控、红外热像仪、环境监测、安全警卫、消防报警、智能控制、SF6泄漏报警、门禁等系统进行了融合,主要负责对变电站视音频、环境量、报警量等信息进行采集、编码、存储及上传。通过站端管理单元,可以对综合辅助系统的数据进行汇聚、过滤,并按需配置联动规则实现本地预案。
地区级平台可管理地区下属变电站的所有设备,接收由所辖变电站上报的环境、报警等信息,满足地区级平台用户视频、环境信息查看、变电站设备控制的需求,同时也提供相关的视频、环境等信息给省级平台。
省级平台可管理全省变电站的所有设备,接收由所辖地区级平台上报的设备和环境信息,满足省级平台用户视频、环境信息查看、变电站设备控制的需求。
站端系统
变电站是输变电网的枢纽,安装有大量一次设备,还配套有二次设备、计算机设备、通信设备,任何设备都关系到变电站的安全运行,同时场地环境也影响着设备的运行状况。
站端系统主要由视频监控系统、动环监控系统等组成,实现对变电站现场视音频及各种环境信息采集、处理、监控等功能。
视频监控系统主要负责对智能变电站内主要电气设备、安装地点及周边环境进行全天候的常规视频监控,同时能与其它子系统进行报警联动,满足运行管理对安全、巡视的要求。变电站由于规模不同,监控点数量也各不相同,如部署点位数量有限,需部署在重要区域:
• 变电站大门——监视进出变电站人员及车辆的情况,可配合门禁使用,用于刷卡人员或忘带卡人员的身份验证;
• 变电站围墙——对变电站周界进行防入侵监视,安防设备报警能联动视频;
• 变电站全景——全面了解变电站的现场情况,监视进出变电站、建筑物、设备场地的人员、车辆,监视设备场地的环境状况;
• 主变场地——监视主变的外观状态、油位、档位、套管、瓷瓶、渗漏油、风扇状态等,监视该区域断路器、隔离开关、接地刀闸的外观状态、分/合状态,监视该区域管母(或母排)外观状态以及和刀闸的接触状况;
• 线路场地——监视该区域断路器、隔离开关、接地刀闸的外观状态、分/合状态,监视该区域管母(或母排)外观状态以及和刀闸的接触状况,监视该区域并联电抗、CT、PT、避雷器和瓷瓶等的外观状态;
• 高压室——监视变电站内高压室(开关室、电容器室、所用变室、消弧线圈室)的运行状况、设备的外观状态;
• 室内重要区域——监视进出室内(主控室、继保室、通信室、蓄电池室)的人员情况及室内设备的外观状态。
动环监控系统以环境数据处理单元为核心,可接入环境监测、安全警卫、消防报警、智能控制、SF6泄漏报警等子系统。门禁子系统直接与平台对接,无需接入环境数据处理单元。
主站系统
主站系统主要由服务器管理系统、存储系统、解码系统、控制系统、显示系统等组成,而服务器管理系统中部署了软件平台。
以海康威视iVMS-8800智能变电站辅助系统综合管理平台软件为例,iVMS-8800是一款专业为电力行业用户量身定制的综合监控软件,采用模块化设计,部署方便,操作简便,还可根据行业自身管理要求和监控现状做进一步的定制开发,充分体现视频及环境综合监控的效率。
实现可视化生产管理
一套先进的辅助系统综合监控平台除了满足辅助系统内的互动化,还可与生产系统互动,实现自动化巡检、SCADA系统联动、设备状态分析,使智能辅助监控系统真正为生产服务,实现可视化生产管理。
重要设备的巡检可通过把多个摄像机的不同预置点都添加到序列中,配置成巡航路线,自动在各个需要巡检的设备上显示图像和停留。可以一次性将变电站所有设备需监控的点位添加,完成对变电站设备情况的巡检。自动化巡检支持暂停功能,当发现某个点异常时,可以停留仔细察看,确认无误后可以继续巡检其他监控点。重要区域(主变等)的巡检可采用智能分析和移动侦测技术,对需要监控的区域设置触发条件,可按需设置穿越警戒面检测、进入离开入侵区域检测,当在布防状态下,一旦触发就能联动相应报警。自动化巡检功能的使用,使巡检人员无需去现场就能对全站重要设备进行巡检,可以有效提高巡检效率并避免漏检现象;当出现工作人员误跑间隔时,监控人员能及时提醒。
变电站SCADA系统在系统下发遥控命令、非遥控操作所产生遥信变位时,利用DL/T860协议进行通讯,将相关断路器、刀闸信息传送至智能变电站辅助系统。辅助系统调用此次动作设备周围多个摄像机的预置点,自动将摄像机对准到相关设备,实现相关多角度视频信息的实时监控,便于工作人员对设备变位结果进行确认,避免了去现场确认的环节。
辅助系统还采用了智能分析技术,自动对设备变位后状态进行确认。SCADA系统可以联动设备周围多个摄像机的预置点,经过多路分析判断后得出结果,可以有效提高分析的准确性。由于机构问题,可能产生电机正确动作、节点已经到位,而动作刀闸没有完全到位的现象。
此外,系统采用了智能分析技术,可以辨别出一次设备的实际状态,大大提高了倒闸效率并保证了切换质量,从而解除了程序化操作中的人为干预,实现一键式顺序控制。
发展前景
自2010年浙江金华500kV芝堰变项目(国网首批7个试点之一)起,国家电网、南方电网等其他大批项目都采用了辅助系统综合监控平台,并取得了良好的效果。
未来,随着智能变电站的普及,辅助系统综合监控平台的重要性与日俱增,可视化管理需求将越来越紧迫,无论是规模大、规模小的变电站,都会迎来新一轮的改革浪潮。辅助系统综合监控平台在项目中的应用,为生产管理系统提供了有效的数据支撑,也为安全生产提供了坚强的技术保障,形成了不可估量的社会效益。
作者:江智洲 杭州海康威视数字技术股份有限公司能源行业解决方案业务部产品经理