计算机监控系统在无人值班变电站中的应用

(呼和浩特供电局，内蒙古 呼和浩特 010020)
摘 要：介绍了变电站计算机监控系统结构及主要特点，强调了变电站计算机监控系统在无人值班变电站应用的必要性，指出了应用中应重视的问题。
关键词：监控系统；无人值班；变电站；应用
中图分类号：TP399:TM63  文献标识码：A  文章编号：1007—6921(2008)08—0166—02 

随着我国电网建设的发展和安全要求的不断提高，自动化技术不断应用到变电站的建设和改造中；变电站计算机监控系统在变电站中的应用，提高了变电站的自动化水平；变电站的建设朝无人值班和少人看守的方向发展。

变电站自动化和无人值班是当今电网调度自动化领域的必然趋势，其发展势头方兴未艾。无人值班是电力工业随着科学技术的发展而产生的新型的变电站运行方式，在这种运行方式里，先进技术成分含量大，它集中包含了工业自动化，人工智能分析，通讯等多学科先进技术的结晶，这是科学发展一般规律所直接导致的必然结果。对原有变电站有步骤地实施无人值守改造势在必行的原因有：①它能更好地适应工业对电能质量的要求。现代工业，尤其是高新技术产业，对电能的电压水平、频率、纹波系数、供电连续性等指标都有较高的要求，我们电力企业就要适应这种要求，工业自动化以及与之相应的变电站自动化有着信息量大、信息反馈快等人力不能超越的优点。因此，在变电站中引入工业自动化，实现无人值班是科学的选择；②它是电力企业安全运行的要求，统计表明电力行业的事故中，由人为因素造成的占有一定的比重，实践证明人容易受环境、情绪、疾病等诸多因素影响，因此本身就是一个不可靠因素。确实有不少事故是由人为误操作引起的，无人值班却可以提高运行可靠性。从统计的结果看供电局实现变电站无人值班后，误操作事故率明显降低。③从经济效益的角度看，当无人值班变电站达到一定数量时，就可以实现减人增效。 

变电站自动化是在自动化技术、计算机技术、网络通讯技术的基础上发展起来的，我国大约在20世纪90年代才大规模推广变电站自动化和无人值班这项工作，经过10多年的发展基本形成了新建变电站全部采用综合自动化技术，常规站逐步向变电站自动化和无人值班过渡的局面。
1 变电站计算机监控系统

随着计算机技术、网络技术、通信技术、自动化技术的迅猛发展，为变电站实现全方位的自动化监测、保护、控制和管理打下了坚实的基础，基于网络化结构下的分层分布式计算机监控系统技术的逐渐趋于成熟，使得每一个变电站不再是电力系统的信息孤岛，逐步形成一个以控制中心为主体的分层、分级操作控制的新型管理模式。

计算机监控系统是一个高度集成的应用系统，包括变电站集中监控、保护信息管理和故障分析、无人值班管理等，能够最大限度的发挥自动化系统的经济效益。
1.1 计算机监控系统的结构

计算机监控系统采用分层分布式网络结构型式，系统结构包括：控制中心、各站级控制层和间隔级控制层。
1.1.1 控制中心。控制中心作为所有变电站信息的集中地，一般以10个左右的变电站为单元设备，能对所有变电站的设备实施操作和控制，具有操作点多、操作面广、操作安全等特点。它不仅具有先进的控制中心远动功能、保护信息集中管理功能、故障综合分析功能、无人值班管理功能，而且能够与调度系统、MIS系统等应用系统进行集成，为变电站的安全、经济运行提供技术支持，以达到减人增效的目的。 
1.1.2 站级控制层。站级控制层主要设备包括通信服务器、操作员工作站、工程师站、打印机、电源、对时装置和网络系统。站级控制层为变电站全站设备监视、测量、控制、管理的中心，通过网络，接受现场采集的数字量、模拟量与电度量信息，以及向现场发布控制命令，通过通信服务器与控制中心及调度中心进行远方数据能信及命令的下达。
1.1.3 间隔级控制层。间隔级控制层由面向单元设备的(智能)I／O单元、控制单元、工控网络和保护接口机等构成。I／O单元按电气单元即线路、变压器、母线等配置。
间隔控制层采集各种实时信息，监测和控制一次设备的运行，自动协调就地操作与变电站层的操作要求，保证设备安全运行。在变电站站级控制层及网络失效的情况下，仍能独立完成间隔级控制层的监测和控制功能。
1.2 变电站计算机监控系统主要特点

计算机监控系统相对于常规的控制模式，具有以下特点：
1.2.1 自动化信息的分层管理。能够集中管理变电站的运行、维护信息，与上级调度、管理部门建立联系，能够主动的上传数据和接受上级系统命令下达。同时能对数据进行过滤、重组，形成不同用途的数据映像上传不同的接收部门。
1.2.2 远方操作校验功能。系统可以将被控制设备设定为当地或远程操作模式，自动进行操作闭锁，防止同时操作。每一控制设备均可进行权限设定，如操作人、操作地点等，此外，通过防误操作系统还可进一步对操作做出判断，进行闭锁。
1.2.3 具有远方遥调的功能。对自动的、半自动的调压装置进行控制，包括对变压器及无动补偿装置的控制调压分接头位置，下加自动调压参数等，并且能够通过遥调反校、位置信号等判断调压效果。
1.2.4 强大的系统自检和在线维护功能。系统能够自动和手动的进行整体的自检，报告自动化系统的运行缺陷，并可在线进行维护，例如修改设备参数、数据备份、调整网络流量等。同时提供远程维护的能力，能够通过远程维护工具登陆到各维护设备。
1.2.5 全面的信息网络化。整个电网建立在信息网络化的架构基础上，不仅支持变电站装置的网络化信息传输，而且能够将非网络化装置采用传统通信转化成网络化的信息进行转发。在控制中心完成了信息的分层和统一，提高信息的使用能力。
1.2.6 设备对象化的体现。将一次设备、二次设备在系统中的表述完全对象化，不仅体现在数据库的维护上，而且在数据采集、信息传输、信息共享、界面操作中整体贯穿了设备对象化的概念，不仅简化了系统的维护工作，而且能够广泛的与其他设备和系统集成。
2 计算机监控系统在无人值班变电站中的应用

随着电力系统规模扩大、变电站数目不断增加、运行要求不断提高，工作量的增大与人力相对不足的矛盾日益突出。同时，为减少人为错误对安全生产的影响，目前内蒙古电网各供电企业变电站的建设和改造正朝着少人值班和无人值班方向发展，部分变电站已实现集中控制，自动化变电站建设将是一个不可逆转的趋势。

计算机监控系统在变电站中应用，是实现无人值班的前提条件；在实际应用中， 变电站监控系统的改进和进一步完善是十分必要的，特别是充分发挥计算机的潜力和特点，替代变电站值班人员易发生错误或难以持久进行的某些工作，如某些单调、重复的检测、对低概率事件的长期监视等，其需求尤为迫切、为此。需要系统的研发厂商对系统的应用对象变电站进行深入的研究。准确把握现场的应用需求，拓展应用领域，提高变电站监控系统的研发水平：同时，变电站的运行人员也应结合自己的工作实践，发现、挖掘并提出合理的应用需求和建议，应用部门-与研发单位的充分合作将对变电站监控系统的建设产生积极的影响，另外，目前在许多单位，变电站监控系统是由调度通信部门或自动化专业部门负责建设和管理的，他们出于专业知识的局限和日后维护的考虑，往往对系统的硬件系统、数据网络、系统平台等会有周详的考虑和很高的要求，而常常忽视系统应用层的功能和变电站的实际应用需求，而主要的应用单位变电运行部门又往往会由于种种原因难以保证能有效参与、介入和足够的发言权。造成系统硬件强，软件弱；系统功能强，应用功能弱的情况，成为变电站监控系统应用效果不理想安全生产效应不明显的重要原因。
3 结语

变电站计算机监控系统，促进了无人值班变电站的实现，可以利用远动技术使电网调度迅速而准确地获得变电站运行的实时信息，完整地掌握变电站的实时运行状态及时发现变电站运行的故障并做出相应的决策和处理同时可以使值班管理人员根据变配电系统的运行情况进行负荷分析。合理调度远控合分闸、躲峰填谷，把握安全控制事故处理的主动性减少和避免误操作、误判断，缩短事故停电时间，实现对变电系统的现代化运行管理。

总之，变电站计算机监控系统具有可靠性高、抗干扰能力强实时性好及维护简单等特点。随着计算机技术的迅速发展：变配电站的计算机化进程越来越快，变配电站计算机监控及无人值守已成为当今电气自动化领域的发展趋势。