新一代智能变电站一体化平台建设

王浩 王莉斌

摘要：随着国家电网公司智能变电站建设的不断推进和深化，按照新一代智能变电站“系统高度集成、结构布局合理、装备先进适用、经济节能环保、支撑调控一体”的指导思想，结合2013年开展的新一代智能变电站试范工程建设实践，在设备集成技术和优化布置方案方面开展研究，主要关注新一代智能变电站中二次设备的设计原则，并据此进行了关于智能变电站一体化平台结构方面的论述。

关键词: 新一代智能变电站，一体化平台，二次网络配置

中图分类号：TM411文献标识码： A

变电站是电网运行和控制的基础信息采集点和命令执行点，其主要任务是向调度运行部门提供全面、真实的基础数据信息，同时迅速有效的通过就地设备和调度远方命令执行相关操作。因此，变电站首先应满足调度运行的需要。其次，电网运行管理模式的改变、专业管理的融合等，使得原有相互独立的功能需求可能在统一的数据平台上实现。因此，新一代智能变电站在保证基础功能实现的基础上，应分析智能电网调度技术支持系统、运行管理模式等方面变化带来的影响，适时、合理的对变电站的功能进行梳理和定位，提高变电站在智能电网运行中的快速反应性和适应性。

1.1 新一代智能变电站自动化系统功能定位

在自动化功能实现上，新一代智能变电站应支持电网调控一体化、设备检修专业化和运行维护一体化，并全面支持调度技术支持系统的功能需求。根据调度技术支持系统的功能结构，“实时监控与预警”、“调度管理”、“调度计划”三大类功能的实现与变电站上送的信息及实现的功能密切相关，调控一体化的实现，将要求变电站的信息在站内进行预处理，实现分布式状态估计、告警信息分类处理、远程浏览等功能；为全面实现状态检修，变电站应设置全面的状态监测系统，包括一次设备、二次设备；为适应无人值班的要求，变电站除了实时的信息监测以外，还应该对辅助环境进行监测，包括视频信息、火灾报警信息、安防信息等，并能远程实现空调、风机等的控制。

1.2 一体化业务平台数据平台建设方案

为满足电网信息流“横向集成、纵向贯通”的目标，实现大运行、大检修体系下电网信息的融合，打破站、网系统之间的数据隔阂，实现站、网系统信息共享，同时考虑信息的安全认证，应建立一体化的技术支持系统。

1.2.1  总体架构。

新一代智能变电站技术支持系统应统一规划变电站自动化的信息建设，采用面向服务的SOA架构，以应用为主线，以一体化信息平台为应用基础，把站内的各个功能有机地组织起来，做到模块的“即插即用”与在线升级，实现各个应用灵活性与集成高度统一。 智能变电站技术支持系统在设计上，应充分考虑用户对电力自动化系统开放性、可扩展性、可移植性、易维护性、可靠性和安全性等方面的要求，在设计中遵循相关标准。 一体化信息平台包括硬件与部署、数据存储与管理(全景数据中心)、公共服务、基础平台应用等功能。综合数据中心全面支撑变电站的三大类核心应用，同时具有标准、开放、可靠、安全的技术特征和良好的适应性，可满足调控中心、检修公司、设备评估中心等上级系统对变电站数据的处理要求。

一体化信息平台作为电网“大运行、大检修”体系下的信息流节点，以提供访问服务的方式为各级主站系统、相邻变电站提供相应的数据服务，应支持在服务器、嵌入式硬件平台上运行。 智能变电站的一体化信息平台采集来自站内外的数据和信息，并对数据进行处理，完成数据及信息记录和共享、信息整合、信息分类等功能，为站内外使用者提供实时、安全的数据及信息资源。

1.2.2 硬件与部署

一体化信息平台运行在服务器架构的硬件平台上，亦可运行在嵌入式硬件平台上，应支持国产硬件平台及操作系统。智能变电站一体化信息平台系统需支持UNIX、Linux等操作系统。支持异构、混合模式运行。

多服务器并行在线冗余计算。一体化信息平台应采用多机冗余配置技术，对于关键设备、关键节点、关键进程应支持高可靠性的“一主多备”冗余配置。 应支持并行计算功能，可实现计算任务定制分配、计算结果汇总、计算任务管理、出错处理和数据备份功能，可快速完成站内数据的计算和分析，并通过标准接口实现与应用软件之间的交互。

1.2.3 全景数据中心(数据存储与管理)

一体化信息平台为应用提供各类数据的存储与管理功能，应在变电站统一信息模型基础上，建立全景数据中心，作为智能变电站一体化信息平台的数据组织与管理中心，实现稳态、动态、暂态、状态监测数据的分布式采集、分区存储与统一整合，面向各类应用提供统一的接口与服务，支持多态、多源数据融合。 数据中心按照存储的形式可分为基于实时数据库的数据管理、基于关系数据库的数据存储与管理和基于文件的数据存储与管理。应用可根据需要，选择合适的数据存储和管理形式。数据存储满足数据存储周期短、连续性强、数据量大和高可靠的需求。

1.3  一体化业务平台应用功能设计

1.3.1 调度控制类应用功能

电网运行监视应能有效监测电网的实时运行状态，包括稳态运行状态、动态运行状态。

1.3.2二次设备在线监视与故障分析

二次设备在线监视与故障分析包括故障分析功能和设备在线监视功能。故障分析功能应在故障情况下对事件顺序记录、保护事件、相量测量数据及故障波形等信息进行数据挖掘和综合分析，生成分析结果，以保护装臵动作后生成的报告为基础，结合故障录波、设备台账等信息，生成故障分析报告；二次设备在线监视，应对合并单元、智能终端、保护装臵、测控装臵、安稳控制装臵、计算机、故障录波器、网络交换机、站控层服务器等进行实时的状态监视。

1.3.3 操作与控制

变电站的操作控制分为设备控制和自动控制两类。对于变电站的系统来说，设备控制主要是执行远方或就地的命令，并能根据要求实现相应的操作过程的核实、闭锁、解锁、记录等功能；自动控制主要是站内系统根据远方或就地预设的控制值范围，自动的对就地设备进行投入/退出的操作。

1.3.4设备控制功能

应实现对站内一次设备、二次设备和辅助设备的分级操作，应包括设备操作、同期操作、操作闭锁、定值修改、软压板投退等5个功能模块；自动控制功能应至少包括无功优化和负荷优化2个功能模块。

1.3.5 远程浏览

为支持国家电网公司大运行的需求，变电站端需要支持远程浏览功能。调控中心可以远方查看智能变电站的运行数据，包括电网潮流、设备状态、历史记录、操作记录、故障综合分析结果等各种原始信息以及分析处理信息。

1.3.6 状态估计

应依据变电站一次接线模型，对采集的各类信息进行状态估计，检测可疑数据，辨识不良数据，校核数据的合理性和正确性,为其他应用提供数据基础。应包括数据合理性监测和不良数据监测功能。数据合理性检测对量测值和状态量进行检测分析，确定其合理性；不良数据检测对量测值和状态量的准确性进行分析，辨识不良数据。

1.3.7 综合智能告警

综合智能告警实现告警信息在线综合处理、显示与推理，应支持汇集和处理各类告警信息，对大量告警信息进行分类管理和综合/压缩，对不同需求形成不同的告警显示方案，利用形象直观的方式提供全面综合的告警提示。应建立智能变电站故障信息的逻辑和推理模型，进行在线实时分析和推理，实现告警信息的分类和过滤，为调控中心提供分类的告警简报。

1.3.8源端维护

提供标准的信息模型和图形文件，利用基于图模一体化技术的系统配臵工具，统一进行信息建模及维护，生成标准配臵文件，为各应用提供统一的信息模型及映射点表。

上述一体化平台建设方案和功能设计已在2013年建设的新一代智能变电站示范工程实现并现场实施和投运，系统运行稳定，取得了预期的使用效果。

参考文献

[1] 宋璇坤，李敬如，肖智宏等．新一代智能变电站整体设计方案．电力建设，2012：1-6

[2] 李孟超，王允平，李献伟等．智能变电站及技术特点分析．电力系统保护与控制，2010,59(62)：59-62

[3] 曹楠，李刚，王冬青．智能变电站关键技术及其构建方式的探讨．电力系统保护与控制，2010,59(62)：59-62.

作者简介：

王浩（1985-），男，大学本科，助理工程师，主要从事电力系统综合自动化方面的研究和工程管理工作。

王莉斌（1979-），男，大学本科，助理工程师，主要从事电力系统综合自动化方面的研究和工程管理工作。