基于智能联动技术变电站辅助系统研究

基于智能联动技术变电站辅助系统研究

高海涛

中国能源建设集团天津电力设计院有限公司，天津市 300400

摘要：辅助设备监控系统在变电站部署，集成了变电站在线监测、巡检机器人、视频监控、消防、安全防范、环境监测、照明控制、智能控制等系统，是为变电站综合监控提供辅助支撑的系统，简称辅助系统。随着变电站辅助设备种类与数量的增加，变电站工作人员迫切需要一个平台来直观展现设备间的空间关联关系以及设备本身的空间位置，展现辅助设备的物理和功能特性，在辅助设备发生故障时，平台能够及时体现。

关键词:智能联动;智能变电站;监控系统

引言

随着坚强智能电网与电力物联网建设工作的不断推进，变电站逐步向具备全息感知、自主巡检、远程监控、主动预警与智能决策功能的智能变电站发展。在智能变电站二次系统中，各子系统的智能联动集中体现了电力设备的泛在物联，是支撑变电站智能化运维的核心技术之一。

1辅控系统简介

依据我国相关标准规定，辅助系统的最新标准规范，则为安防系统，在线监测，环境监测等子系统组成，具体见下文示例图1.依据相关模块系统分布，通过转让装置进行转换，通过相关系统接入辅助设备的监控主机以及工作站。消防信息通过专用的消防传输控制单元传输，辅助系统监控主机上面需要显示相关设备信息。

图1辅助设备监控系统架构图

2智能变电站辅助设备监控系统基本结构

辅助设备监控系统的建设有助于实现变电站的无人值守。辅助设备监控系统的基本结构如图1所示，主要由辅助设备监控主机、工作站、运检网关机、巡检机器人主机、视频监控主机、智能分析单元、就地模块等组成，系统分别接入在线监测、巡检机器人、视频监控、消防、安全防范、环境监测、SF6监测、照明控制、智能锁控等子系统。其中，各构成部分的主要功能如下:

1)辅助设备监控主机实现Ⅱ区辅助设备数据接入、运行监视、操作控制、智能联动、权限管理、系统配置、存储管理等功能。

2)辅助设备监控系统工作站实现图形界面规范化展示、运行监视及操作控制等人机交互功能。

3)视频监控主机实现Ⅳ区工业摄像机数据接入、操作控制、系统配置及转发服务等功能，相关视频监控(红外摄像头)可实现对一次设备局部发热等状态实现监测。

4)巡检机器人主机实现Ⅳ区巡检机器人设备数据接入、上传、信令下发等功能，结合图像分析算法，可实现部分设备的常规巡视。

5)辅助设备运检网关机实现Ⅱ区变电站辅助设备信息接收上传、操作控制信息下发等功能。

6)就地模块负责在线监测、安全防范、环境监测、SF6监测、照明控制等辅助设备数据接入处理，其中门禁以及各类在线监测采用专用就地模块。

7)就地模块采用本地部署或区域集中部署，直接与辅助设备监控系统主机和辅助设备运检网关机交互数据;当就地模块断电时，监控系统应能通过测控装置识别通信中断并报警。

8)智能锁控直接与辅助设备监控系统主机和辅助设备运检网关机交互数据，有效降低人员误开二次屏柜风险。

9)消防专用传输单元负责变电站火灾报警、消防灭火等消防设备数据接入处理。

3智能变电站监控子系统智能联动技术

3.1智能变电站内智能联动的技术实现方式

智能变电站内智能联动总体可分为主设备监控系统与辅控子系统/视频监控系统联动、辅控子系统间及其辅控子系统/视频监控系统间联动两大类。

图2为某智能变电站内各类智能联动实现所对应的信息流。需要指出的是，在智能变电站智能联动控制策略设计中，需考虑电力系统网络安全分区的特殊要求，防止出现部分联动所需信息无法获取的情况。

从图2中可以看出，受网络安全分区的限制，主设备监控与辅控子系统/视频监控系统联动仅考虑信息的单向流动。主设备监控系统通过防火墙与辅助设备监控系统通信，采用DL/T634.5104—2009协议或UDP协议。主设备监控系统发给辅助设备监控系统信息内容主要包括一次设备的遥控预置、变位信号、非电量告警信号、单体一次设备融合后的总告警信号和保护动作跳闸信号等。

3.2智能变电站监控子系统联动功能

主设备监控系统与视频监控、机器人、照明控制、在线监测等子系统存在联动关系。这一类型的联动事件通过主设备遥控预置、主设备变位信号、主设备监控系统告警信号触发，联动对应视频预置位或巡检机器人对事件进行视频预览、录像，更进一步则是对相关一次设备的在线监测数据进行采集记录。主设备监控系统与照明控制系统的联动则主要是方便相关摄像头的录像。

辅助设备监控中多个子系统之间存在联动关系。为方便梳理子系统之间的联动功能，以联动触发源为依据，对辅控系统子系统之间的联动进行梳理。

1)视频监控系统触发的联动功能。这一联动功能主要依靠人工智能图像识别对变电站内人员、动物行为分析及环境侦测后，触发安全防范、环境监测、照明控制、消防、锁控、在线监测等子系统，发出告警信号并联动相关应急措施，防止站内事故发生。

2)安全防范子系统触发的联动功能。该联动功能由安全防范子系统中的门禁系统和防入侵系统动作引起。其中门禁系统主要根据人员刷卡开门时联动视频监控子系统对相关行为进行录像记录;防入侵系统中电子围栏、红外对射探测器、双鉴探测器等安防设备报警时，则联动摄像机对入侵点进行抓拍并实时存储录像，联动照明控制子系统开启相关区域灯光以辅助摄像机的工作。

3)消防子系统动作时主要是联动安防子系统控制与逃生通道相关的门锁打开，联动照明控制子系统控制开启相关区域灯光，联动环境监测子系统控制关闭对应区域风机。

4)在线监测子系统在发出告警或异常信息时，联动相关摄像头进行告警、异常信息确认;在进行局部放电测试时，可联动照明控制子系统与环境监测子系统以减少相关设备对监测的影响。5)智能锁控子系统触发的联动主要是用于启动相应视频摄像机对开锁事件进行记录。

6)环境监测子系统触发的联动事件主要是在检测到SF6、O2浓度越限及越限复归发生后，自动控制启动、停止风机，并联动安防子系统，启动、停止声光报警，调用相关摄像机进行环境信息确认。

7)智能机器人巡检子系统在运行过程中需联动照明控制子系统开启相关区域灯光，联动安防子系统控制相关区域门禁。

结语

智能联动技术作为智能变电站的建设核心之一，是保障变电站运维智能化的重要手段。本文对智能变电站辅助设备监控系统的构成及软件架构进行了梳理，分析了站端主设备监控与辅助设备监控子系统/视频监控系统、辅助设备监控子系统之间及其与视频监控系统之间智能联动的技术实现方式及联动功能作用。

参考文献

［1］漆翔宇，漆铭钧，雷红才．电网设备状态检修发展形势及展望［J］．湖南电力，2018，38(3):1-3，8．

［2］谌牧晨，吴水锋，钟理鹏，等．一起330kVGIS超声波带电检测异常分析［J］．湖南电力，2018，38(2):68-70．

［3］秦家远，谢耀恒，刘赟．特高频局部放电在开关柜带电检测中的应用分析［J］．湖南电力，2017，37(6):70-71，74．

［4］林永．无人值守变电站运维管理模式分析及其应用发展［J］．城市建设理论研究(电子版)，2019(7):6-7．