电力直流电源系统的网络化管理及状态检修探究

张雪梅　尹涛

[摘 要]近年来，随着网络信息技术的不断发展，电力系统的网络化管理和智能化管理等相关话题逐渐升温。由于我国各地区智能电力系统在短时间内得到迅速的推广和发展，随之而来的是电力系统内部对于交流、直流电源系统的技术要求和专业指标日渐提高。如何优化和完善直流电源系统、如何实现直流电源系统的网络化管理和状态检修成为亟待解决的技术性难题。以往相对独立、分散等老旧直流电源系统已经完全不能满足现今的电力使用要求，因此网络化、智能化、一体化的集中直流电源系统的建设工作势在必行。文章具体分析了直流电源系统的网络化管理及状态检修措施，为实现直流电源系统的网络化管理提出了一系列技术性措施指导。

[关键词]直流电源系统；网络化管理；状态检修

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2015.45.117

随着智能电力系统、智能电站在我国的逐渐推广，以前的“站用式”交流、直流双向电力系统向着相对比较先进的智能直流电源系统的转变不可避免。在此基础上，如何实现直流电源系统的网络化管理和状态检修，变成了一个公认的技术性难题。为此，我们可以通过采用先进的计算机网络信息技术和通信技术以及专业的电力设备运行状态检测技术，将所有时效信息进行整理和分析后，运用于整个系统的建设和网络化、智能化转型，全面提高直流电源系统的智能化水平。

1 直流电源系统的网络化管理

1.1 直流电源系统的基本架构和功能

1.1.1 架构设计

直流电源系统在物理原理的基础上，基本上采用了“分布式”的部署方式[1]，通过对分布于各地诸如直流屏、蓄电池等直流电源设备所涉及的各类信息的采集，实现全区域的统一管理和全程监视。并通过WEB的形式发布实时信息，为广大直流电变电站的工作人员提供数据呈现和数据分析的功能。

整个直流电源系统由数据信息的采集和主要业务系统的应用两个具体模块组成。其中数据信息采集模块的作用主要是为整个直流电源系统的网络化管理和状态监测提供实时数据。主要业务系统应用模块的工作内容则是通过对所采集到的实时数据、现场直流电源设备数据情况、相关警报预警信息、直流电源设备指标的历史数据等信息数据进行整理和分析，最后将分析的结果应用于相关电力设备运行状态检修工作。

1.1.2 功能模块

直流电源系统功能主要包括变电站信息的网络化处理、实时信息查询以及各个直流电源设备组件信息的变动记录。

变电站信息的综合处理：对诸如变电站的IP地址、相关电力协议、通信讯息、其他相关规约在内的所有信息的增加、删改、查询等工作都属于该功能模块[2]。另外，对误报预警信息的取消工作，以及预警信息处理和反应的流程设计工作也都属于该功能模块。

实时信息查询：实时信息查询功能模块包括对历史预警信息以及预警曲线展现、相关直流电源系统工作报表、系统运行状态、直流屏以及系统内部蓄电池使用状态等所有信息相关的一切数据的查询工作。

各个直流电源设备组件信息的变动记录：该功能模块主要服务于各种电力仪表以及相关电力仪器使用变动信息的登记。

1.2 直流电源系统网络化转型

1.2.1 系统建立

在整个直流电源系统的建立工作进行之前，首先要对系统装配现场的相关情况进行全面透彻的了解，在此基础上实现对设备选型情况以及其他设计的修正和改进。常见的电力设备配套选型都是运用于工业领域的电力设施C2000N2A1，再加上直流电源，然后接入已有的网络设施。这种电力设备配套选型方式不仅稳定性极高，而且还可以节省很大一部分由于重新布线产生的费用，同时还能实现对整个系统远程基础数据采集和远程管理。

直流电源系统的数据库是Oracle数据库，该数据库可以在安全性和稳定性得到很大程度上的保证之外，其灵敏性以及主流的MVC模式可以在短时间内满足更多的客户需求[3]。该系统还会在原系统数据和图表的展现方式的基础上，采用组态展现模式，在技术要求得到满足的同时，还充分体现了其人性化的诉求。例如，采集相关电源的实时数据时，会通过技术仿真手段在计算机显示屏幕上还原现场信息，实现对工作人员的远程保护。

1.2.2 联机专家系统的应用

联机专家系统一般和嵌入式专家系统配合使用，其主要作用是对实时或者准实时信息的分析与预警。联机专家系统又可以叫作PRO/3系统[4]，该系统的电力信息分析工作能够顺利进行，依靠的是其内置的电力知识系统模型。知识系统模型由现况事实、类型推理的逻辑规则等模块组成，其作用在对电力事件事实信息集合的统计以及相关计算、相关事件概率以及非精确电力规则的逻辑推理工作上得到良好的体现。同时，还可以在此基础上建立直流电源系统相关电力设备运行状态信息库以及实时信息分析模型，将整个系统应用到直流电源系统的网络管理和在线检测工作之中。通过PRO/3系统与电力设备状态信息库的有效连接，可以利用PRO/3系统的产生式特点对管理区域内所有电源设备运行状态做出全面的总体状态评估。

1.2.3 离线专家系统的应用

离线专家系统，又可以叫作ESTSA系统。其主要功能是搜索各种电力设备内部信息传输的链接方式，对整个直流电源系统需要的确定性推理以及电力参量和规则组成做出一定的分析。使用该系统不仅可以对整个直流电源系统中的所有电力设备相关运行状态以及实时信息做出一定的分析和解释，而且还可以帮助不熟悉相关业务的员工尽快学习相关技术，提高专业素质。另外，该系统还可以在对电力设备运行状态进行分析时，对所采集到的实时信息做出一定的归类、智能处理。然后再将数据处理后所得到的结果植入整个直流电源网络化管理系统内部，以供提高电力设备预测的有效性和效率。

2 直流电源系统网络化状态检修模式设计

2.1 直流电源网络化状态检修模式

2.1.1 检测管理平台

通信信息平台是整个直流电源系统网络化管理的技术支撑和基础，科学的通信设备和电力设备状态检测模式是整个区域电网建设的技术保证。直流电源系统电力设备状态检测智能管理平台可以保证所有电力设备的集中管理和远程智能操控。相关状态检测操作人员只需要坐在监控中心的计算机屏幕前就可以实现对区域内所有电力设备的远程监测，知晓直流电源系统相关设备的运行状况，并对其运行状态以及健康程度做出科学准确的评估。智能化的直流电源系统电力设备状态可以全面实现无人化、智能化，不仅仅节省了相关人力、物力资源，而且还使其工作效率得到大幅度的提高。

2.1.2 状态检修工作模式

整个直流电源系统的设备状态检修工作可以分为三个模块。

第一个模块，实时电力数据采集。实时电力数据采集工作主要实现对直流电源系统相关电力设备的运行数据和运行状态的采集，之后再将采集到的数据通过通信串口传送到指定的位置[5]。此外，还需要保证监控中心所下达命令的顺利接收，对现场直流电力设备进行远程操控。这个工作模块主要针对蓄电池、直流电源相关专业参数、蓄电池远程电力输入放出过程的检测而开展。

第二模块，实时电力数据的转发。该工作模块包括实时电力设备数据的透明转发和协议转发两部分。透明转发即不对所采集到的数据进行专业解释，不必运用专业程序进行录入和转化，直接通过相关通信串口进行转发，保证所转发数据可以满足各种设备、各种协议的兼容性。协议转发即指由于相关专业网络设备原始IP数量不足，所以数据在传输和转发前一定要通过某种专业手段的转化，保证数据终端的正常读取和顺利应用。

第三模块，直流电源系统相关设备管理分析。该工作模块主要针对一些网络技术问题而开展。全部工作内容包括直流电源系统设备实时信息管理以及WFB服务器在远程检测环节的应用。

2.2 直流电源网络化状态检修模式应用

2.2.1 在线检测直流电源系统参数及故障

直流电源系统参数以及设备故障的在线监测工作包括很多内容，如对总电压、单个蓄电池电压、区域温度、蓄电池内部电阻、充电放电状况等一系列参数及状况的检测。例如，结合充电放电状况检测单个蓄电池的电压情况可以及时排除电池故障；对蓄电池内部电阻的及时检测可以在一定程度上取代相关电阻检测实验，排除电池故障；还可以通过相关专业检测，确定电路老化、温度改变、充电放电等工作的进行状态，及时预防电路故障的发生。

2.2.2 预测系统内蓄电池工作状态

直流电源系统蓄电池工作状态的预测技术是实现蓄电池工作状态全面检修的重要技术，电容量是引发直流电源系统内蓄电池故障的主要因素。如果做好对整个系统内蓄电池工作状态的检测工作，就可以及时发现蓄电池的故障，并及时解除故障。另外还可以在系统原有蓄电池的基础上，建立其修正模型，从而避免蓄电池内部电阻的极化对电池电容量剩余的影响。

3 结 论

现阶段，由于整个电力系统的技术更新，直流电源系统实现网络化管理及状态检修新型模式的建立工作非常有必要进行。笔者希望通过本文提出的观点引起更多电力系统专业人士的注意，并针对文中存在的不足和谬误，提出指正建议，为提高我国电力系统的智能化、网络化水平而共同努力。

参考文献：

[1]郝晓光，李秉宇，陈晓东，等.直流电源系统网络化状态检修模式的研究[J].电源技术，2011，35（9）：1142-1145.

[2]王洪，张广辉，梁志强，等.电力直流电源系统的网络化管理及状态检修[C].//京津冀晋蒙鲁电机工程（电力）学会第二十届学术交流会论文集.2010：102-110.

[3]刘文杰.变电站直流电源系统智能化研究[C].//2010年全国输变电设备状态检修技术交流研讨会论文集，2010：758-764.

[4]李秉宇，潘瑾，陈晓东，等.智能变电站交直流一体化电源在线监控技术的研究[C].//2012年中国电机工程学会年会论文集.2012：1-4.

[5]陕华平，闫礼阳，庞飞，等.±800kV特高压直流输电系统运行检修技术体系[J].高电压技术，2010，36（9）：2212-2218.