基于物联网变电站智能辅助系统应用探究

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1、基于物联网变电站智能辅助系统应用探究摘要：为适应国家电网公司“三集五大”体系的建设要求，符合调控一体化管理模式，提升变电站智能化水平，需要对变电站智能辅助系统进行多站一体化设计，以满足在调控中心监测和控制区域内对所有变电站的需求。文章首先对调控一体化模式进行了介绍，简单分析了物联网技术在变电站智能辅助系统中的应用现状；然后结合物联网技术设计了一种统一部署、多站应用的变电站智能辅助系统，并详细介绍了系统建设的方案和功能，为变电站智能辅助系统的发展提供一种新的思路和方向。关键词：物联网；智能电网；调控一体化；变电站；智能辅助中图分类号：TM39

2、1文献标识码：A文章编号：2095-1302（2013）08-0033-050引言为提高电网企业的管理水平，国家电网公司提出了集约化发展、精益化管理的目标，调控一体化便是其中的有效措施之一。调控一体化运行管理模式是对变电运行管理的创新，也符合国家电网公司建设坚强智能电网的目标[1]。变电站是坚强智能电网建设中实现能源转换和控制的核心平台之一，也是衔接智能电网发电、输电、变电、配电、1用电和调度六大环节的关键[2]。智能辅助系统是变电站智能化的重要体现，也是智能变电站必要的组成部分。目前大多数变电站的辅助系统相互独立，有的甚至有多套子系统，各

3、个系统存在着数据来源不一、智能化程度不高、功能单一等问题，为调控一体化的实现带来很大阻碍。因此，需要建立一套智能辅助系统来优化内部资源，完成各变电站信息数据的集成统一，实现对区域内变电站实时、全面监控，从而有效提升电网运行管控水平、可靠性和应急处置能力。1调控一体化为适应智能电网的发展，实现调度智能化，国家电网公司推行“大运行”模式，要求整合公司调度运行与设备运行相关业务，调整调度体系功能结构，变革组织架构、创新管理方式、优化业务流程，建立各级输变电设备运行集中监控与电网调度业务高度融合的一体化调度控制体系，实现国调、分调运行业务一体化运作

4、。目前，国内外主要存在三种调度运行管理模式[3]：第一是传统模式，即按变电站分站监控和操作变电站，有人24h值班；第二是集控中心模式，就是按区域设置监控和操作的集控中心，每个集控中心管理一定范围内的变电站，集控中心24h有人值班，变电站无人值班；第三是操作队+调控中心模式，该模式每个地区级调度建立一个调控中心，按照作业半径分设若干操作队，每个调控中心24h有人值班，2一个调控中心可以监控整个地区的变电站。通过对比，可以发现操作队+调控中心的调控一体化运行模式明显优于前两种模式，实际调度运行中，也在逐步向第三种模式转变。2变电站智能辅助系统变

5、电站智能辅助系统应考虑将图像监视系统、安全警卫系统、火灾报警系统、门禁系统、照明控制以及动力环境监控系统的配置和功能进行整合优化，同时通过各系统之间的广泛联动，实现系统功能共享，提升各子系统性能[4]，为变电站的运行、检修、信息化提供重要的辅助支撑。针对变电站智能辅助系统的应用，国内企业和科研单位进行了大量的研究和探索。近年来，随着物联网技术的发展和应用，智能变电站迅速崛起。物联网是指通过部署具有一定感知、计算、执行和通信等能力的各种设备，获得物理世界的信息或对物理世界的物体进行控制，通过网络实现信息的传输、协同和处理，从而实现人与物通信、

6、物与物通信的网络[5]。目前，物联网技术在国内变电站中已经得到实际应用，如部分变电站已经使用的设备在线温度监测系统[6]、巡检系统[7]、辅助控制与监测系统[8]、运行环境监测系统[9]等。上述应用虽然很好地解决了运行中的实际问题，但都是在单一变电站中使用，而且系统只关注变电站中的局部设备，不具备全面监测、深度互连、智能对话的功能，系统的3智能化有待于进一步加强。国外将物联网技术应用于变电站单一辅助系统的技术比较成熟，比如德国、美国等国家很早就采用计算机与终端的传感器或者信号采集器相连，实现对设备实时监控、故障远程传输和火灾自动报警[10-

7、11]，但是将各变电站辅助系统建立在统一平台上的应用较少。本文以物联网技术为基础，设计了一种部署在调控中心、管控多个变电站的智能辅助系统，并实现PMS、综合自动化系统中信息的接入。3系统建设方案系统遵循《国网输变电工程通用设计110～750kV智能变电站部分》中关于智能辅助系统的设计要求[12]，采用物联网技术，通过对外界的感知，构建传感器测控网络[13]，在传感测控网络基础上建立智能辅助系统，实现多站综合管理、智能监测、智能报警、自动巡检、资产管理功能。以下分别从总体架构、数据架构、技术架构、硬件架构四个方面来阐述建设方案。3.1系统总体

8、架构系统总体架构遵循电力物联网架构[14]，由感知层、网络层和应用层组成，如图1所示。感知层主要实现变电站设备、环境信息的采集、识别和汇集，主要由传感器、RFID标签及读写设备、