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基于 PI数据库的变电站一体化监控系统

2011-07-12奚洪磊吴雯雯姬旭东

浙江电力 2011年8期
关键词:变电站电网监控

林 群,奚洪磊,吴雯雯,郑 圣,姬旭东,伊 旭

(温州电力局, 浙江 温州 325000)

基于 PI数据库的变电站一体化监控系统

林 群,奚洪磊,吴雯雯,郑 圣,姬旭东,伊 旭

(温州电力局, 浙江 温州 325000)

智能变电站是实现智能电网的必要条件,智能变电站除了具有智能设备状态的动态管理功能(自检测、 自诊断)之外, 还需要一系列与之匹配的应用系统作为支撑。 以温州电力局的研究项目为例,探讨了如何利用 PI实时数据库、 高速有效的通信技术等实现无人值守变电站一体化运行监控, 以推动智能变电站建设。

智能变电站; 状态监测;PI数据库;故障诊断;无线通讯

变电站是连接发电、输电和配电等环节的纽带,是坚强电网至关重要的组成部分,变电站的智能化是电网智能化的必要条件。智能变电站的建设应以先进的信息化、自动化技术为基础,灵活、高效、可靠地满足发电、输电、配电对电网提出的各种要求,实现提高电网安全性、可靠性、灵活性和资源优化配置水平的目标。现阶段国内对智能变电站的建设主要以一次设备的智能化为主,变电站应用系统的智能化仅在设备状态检修、状态监测等方面进行了研究,而在变电站的整体运行监控、信息集成展现上缺少解决方案和实现手段。本文介绍温州电力局在变电站实时监控上开展的工作,以供同行参考。

1 系统主要功能

变电站运行一体化监控系统的主要目的是构建一体化平台,实现对变电站辅助运行信息的集中采集、异常运行分析、集中预警发布、智能化控制联动,实现运行维护调度闭环管理。变电站运行一体化监控系统是变电站智能化的重要组成部分,是变电站无人值班的重要技术支撑手段,保证了变电站安全运行的在控、可控。另一方面,配合调度集控一体化系统的建设,可实现联合调度值班,进一步提高对变电站运行的全面监管能力,推动变电站管理逐步向智能化、自动化、综合化、集中化方向发展。

(1)一体化综合数据采集与监控。 实现变电站内环境、防盗、消防、安全、视频等监控信息、一次设备状态监测信息、二次系统运行信息的一体化综合数据采集与集成,向变电站运行监控人员提供全面、实时的监控运行信息,为变电站无人值班提供有效的技术支撑手段。

(2)站内多系统闭环联动控制。 基于对变电站运行情况的全面监视及相关控制手段,对运行中出现的异常进行全面的相关性分析,实现变电站多系统的在线闭环联动。

(3)跨专业故障诊断与定位。 实现跨变电、 通信、自动化系统等专业的故障分析和诊断,根据运行异常情况自动分析受影响的设备、自动化系统和停电范围,辅助制定相应的检修方案,满足智能变电站高度复杂的运行维护管理要求。

(4)变电站整体可靠性和风险度评估。 实现对变电站多层面、多角度运行状况的预测和评价,进一步提高状态检修水平。

(5)为全局生产指挥提供有效的支撑平台。 结合调控一体化系统的建设,全面掌握电网运行状态、变电设备运行状态和气象环境状态,为变电大运行管理模式提供信息化支撑。在电网运行异常或事故情况下,提供统一的生产指挥平台。

系统构建的关键技术包括: PI实时数据库、通信规约研究、状态预警与故障诊断恢复以及智能联动控制技术。

2 总体架构

系统总体结构分为 3 层(不包括数据源), 包括数据层、服务层和应用层,如图1所示。

图1 系统总体结构

数据层负责站内电网运行、设备状态、站所环境数据及视频音频信息的采集与存储。

服务层的设计思想是构建图数模一体化的基础, 使用 SOA 架构, 统一向外提供各类数据服务。数据分析在服务层进行,定时从数据库中抽取相关数据进行计算,并把计算结果放在数据库中。当外部应用需要调用数据时,直接获取计算好的数据,这样可以加快显示速度,提高应用的友好性。

应用层是对变电站运行一体化监控系统的综合信息集中监控,共享发布,供各级管理人员实时了解变电站运行状况,进行故障或异常分析,制定相应的检修维修策略,并与生产应急指挥中心集成,提供应急事件处理的辅助决策支持。

3 实现方法

(1)在 SVG 图上显示实时数据。 如图2 所示,通过统一建模,将 SVG 图形上的设备 ID(Object ID)加上量 测信息作为 PI 实 时数据库中的 Tag Name。 SVG 组件遍历 SVG 文件中的 Object ID, 加上量测信息, 通过 PIWeb Service, 从 PI 实时数据库中获取实时数据, 然后在 SVG 图形上刷新数据。

图 图形实时数据显示模块

(2)CIM 模型解析。 本系统不对设备进行维护,而是由 PMS生产管理系统进行维护。本系统定时导入设备模型,解析模型并建立设备后,再将设备与前置机对应。模型服务如图3所示。

图3 CIM 模型解析服务框图

4 典型应用

以下介绍基于 PI数据库的监控一体化系统在智能变电站的一项典型应用——变压器放电性故障综合带电监测与诊断。

当电力设备内部发生局部放电时,由于设备结构的不同,需要采用不同的检测手段。结合多种检测手段进行局部放电的综合监测,将大大提高诊断结果的准确性。

系统发生报警后,将自动调用智能诊断模块,对故障类型和故障严重程度做出判断,自动生成故障诊断报告并通过网络发出报警信息。可建立对故障的多级别、多策略报警,大大降低了误报警和漏报警的可能性,并可利用 PI实时/历史数据库方便地查询报警历史。通过声电联合故障定位功能,对变压器内部严重放电源进行精确定位, 超声定位精度为±50 cm, 可为进一步的检修工作提供依据。

管理人员可通过电力系统局域网或广域网访问监测系统,对监测数据和诊断结果进行远程分析, 局内其它用户可采用 C/S 方式查阅监测结果。系统具有自检功能,可方便快速地诊断监测系统自身的故障。现场测量单元和主控制室之间采用光缆通信,实现了监测系统与一次设备的电气隔离,提高了监测工作的安全性。

5 结语

基于 PI数据库的变电站一体化监控系统采用智能设备,以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求,自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能,并可根据需要支持变电站完成电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能。

[1]杨凯.变电站自动化系统未来的发展方向[J].电力系统通信,2007,28(12)∶1-5.

[2]韩野.网络环境下的智能设备检测系统设计[J].电源世界,2004,(12)∶50-53.

[3]刘锋,夏春先,黄振和.基于网络的设备故障诊断专家系 统[J].国 外 电 子 丈 量 技 术 ,2004(4)∶34-36.

(本文编辑:徐 晗)

Integrated M onitoring System for Substations Based on Plant Information Database

LIN Qun, XIHong-lei, WUWen-wen, ZHENG Sheng, JIXu-dong, YIXu
(Wenzhou Electric Power Bureau, Wenzhou Zhejiang 325000, China)

Smart substations are the prerequisite of smart grid construction.Apart from the dynamic management function (self-detection and self-diagnosis) of smart equipment conditions,a series ofmatching application systems are required.Illustrated with the case of the research project ofWenzhou Electric Power Bureau, this paper discusses how to make use of the plant information (PI) real-time database,efficient high speed communications technology etc.to carry out the integrated operation monitoring for the unattended substations and facilitate smart substation construction.

smart substation; conditionmonitoring;PIdatabase;fault diagnosis; wireless communications

TP311.132+TM732

: B

:1007-1881(2011)08-0068-03

2011-3-15

林 群(1971-), 女, 浙江温州人, 高级工程师,主要从事电力系统技术管理工作。

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