电网监控系统在电力系统中的应用

电网监控系统在电力系统中的应用

0智能化控制系统近年来，随着我国经济的快速发展，公共交通的现代化建设作为经济的生命线，具有越来越重要的意义。保证供电系统的安全运行已经成为电力管理部门的首要任务。在现代化的供电系统中,变电站管理的网络化、数字化和自动化是电力发展的必然趋势,变电站的无人值守、综合管理和安全管理是电网现代化的必由之路。目前,我国大部分地区电力部门已经解决了电力维护的问题,实现了对电力系统的远程监控、统一管理、集中调度。为了保证供电系统安全正常的运行,电力企业已经对变电站建立了监控系统,实现了电力系统的“四遥”即遥测、遥信、遥控、遥调。为了进一步提高供电安全,电力系统的“四遥”正在向“五遥”迈进。1控技术优点,实现了变电站管理的高效运行电网综合监控系统实现了动力环境监控技术和数字视频监控技术的完美结合,不仅大大降低了电力通信机房基础设施的维护成本,而且通过可视化管理,有效地提高了变电站管理的安全性,为整个电网的高效运行提供了充分的保障。1.1监视和控制的目应用于电力系统的监控是以计算机为基础的系统,对现场的运行设备进行监视和控制,利用监控系统,调度员可以掌握电网当前的运行状况以及发展趋势,给电网的调度带来极大方便,同时可以对电力系统的扰动进行在线快速分析,预测事故跳闸的后果。1.2现场设备的运行变电站的监控系统是电网调度的基础,已成为电力调度不可缺少的工具,在提高电网运行的可靠性、安全性和经济效益,减轻调度员的负担,实现电力调度的自动化与现代化,提高调度效率和水平方面有着不可替代的作用。通过监控系统,用户可以了解和控制现场设备,主要表现在以下方面。1)监控系统可以提供变电站线路的电压、电流、电度、开关的分闸与合闸等信息的测量。为工作人员对这些信息的分析和处理提供数据窗口,保证变电站的正常运转。2)工作人员可以通过综合监控系统向现场的测控设备下达控制命令(包括开关的分闸、合闸等),从而实现通过计算机对变电站的运行进行有效控制;同时,监控系统还起到对远程设备进行参数调节、修改以及向上级电力调度系统发送数据、向中心监控系统上传电力系统的数据等作用。3)在变电站的运行过程中会不可避免的出现线路短路、线路过载以及过电压等非正常情况,除此之外其他的运转情况也会发生变化。这些情况很容易造成对电力系统稳定性以及安全性的影响,因此需要及时响应。监控系统的报警功能,能够保证电力系统的各种非正常情况及时得到响应。2系统调度管理监控系统具有对远程设备进行参数调节、修改以及向上级电力调度系统发送数据、向中心监控系统上传电力系统数据的作用,所以电力综合监控系统的架构设计分为多级机构,包括调度中心、集控中心(巡检中心)和变电站等各级监控中心,各中心负责查看、管理辖区范围内的系统信息,以满足各级管理部门权限管理的需要。在单独的一套专网中,充分融合个功能模块,有效进行日常监控、应急分析和现场决策,提高电量供应的可靠性以及电网设备运行维护的效率,同时提高系统的自动化运行水平,减少管理成本。系统架构如图1所示。在变电站、集控中心和调度中心分别组建监控中心局域网络,并且各级监控中心之间设计成松耦合方式,满足变电站监控信息上报给集控中心和调度中心,接受上级监控中心业务指导,同时,变电站监控中心具有远端存储机制,在上级监控中心设备故障或通信链路中断时,变电站监控中心能够独立运行,避免造成基础监控数据丢失,确保变电站设备安全可靠地运行。3监控系统的监控方案由于系统架构中所示的各级机构中心均要组建监控中心局域网络,这就要求监控系统支持全IP组网与多级组网,能满足电力各级部门对图像监控的不同需求,并且组网方式符合电力行业垂直管理模式和电力系统管理现状。监控系统组网应遵循以下原则。1)系统组网遵循分层控制的原则:分为调度中心、集控中心和变电站三级,以满足调度中心和集控中心对变电站现场情况的数据采集和调度控制。2)先进性原则:采用成熟可靠的技术,硬件设备选用当前的主流设备同时考虑余量,保证系统以后的扩展。3)可靠性原则:系统可支持双机备份功能,在一台设备出现故障时不影响整个系统的运行,保证系统的稳定可靠性。4)综合性:网络结构以及硬件平台具有较大的兼容性,能够融合多个厂家的多种类型设备,便于以后管理和系统升级及扩充。本次监控系统主要实现某地区的配电系统用电监测的实时监控,监测范围包括各个变电站的远程实时监测。系统组网如图2所示。在整个监控系统中,由于变电站分布范围广与监控中心的距离远,所以系统网络采用电力系统专网进行组网,各个变电站的现场情况,通过电力通信专网直接传输到监控中心的服务器、监控/管理客户端和电视墙上,实现数据的联通。由图2系统组网图可见,整个监控系统可以分为两大部分,监控现场和监控中心。3.1视频编码系统作为电网系统的枢纽,对变电站进行无人监控是保证电力系统正常运行的重中之重。变电站的监控设备主要包括报警主机、网络硬盘录像机、摄像机、拾音器、照明设备及各类报警探头,变电站监控设备的主要作用是采集现场的告警信息—现场的环境及视频,同时根据监控中心的控制指令执行响应操作。报警探头包括红外线侦测器、水淹、玻璃破碎器、烟雾传感器、应急铃。变电站内各自动化系统实时联动。变电站内同时发生多点报警时,系统将按报警级别高低和时间优先进行处理,优先上传重点报警点的音视频等告警信息,同级别的报警信息按照时间优先顺序上传。视频编码器是每个变电站监控点的核心,分别通过视频接口控制接口、音频接口、报警接口接入摄像机、拾音器和红外线侦测器、水淹器、玻璃破碎器、烟雾传感器、应急铃等报警设备。变电站所有监控的图像都通过摄像机采集,摄像机采集范围包括:变电站周边、门口、电气设备以及通信机房等。红外线侦测器主要部署安装在变电站的周围院墙处,防止有人翻墙入内,如有人触到红外线时就会发出警报信号。水淹器和烟雾传感器均应用于室内,检测站内的环境与烟尘,预防水灾和火灾的发生,警情发生时及时发出信号告警。玻璃破碎器主要保障站内环境不遭到破坏,当有人非法破窗而入或因自然原因玻璃出现破裂时能及时发出警报。视频编码器通过报警主机与报警探头相连,当发生告警时通过站端处理单元进行联动,在监控中心实现视频控制和画面切换。作为音频对讲设备,拾音器通视频编码器的音频接口接入到变电站的监控系统中,主要保障监控中心和监控现场的语言通话,实现监控中心对监控点的远程调度、远程维护和指导。3.2远端图像的上传作为系统的核心,监控中心实现整个系统的统一管理和集中控制。监控中心由各种响应服务器及服务器群、监控/管理客户端、磁阵、多媒体交换单元、电视墙、话筒、打印机、网络接入等设备组成。监控中心接收的远端图像可瞬间传到电视墙或客户端显示设备上,一览无余可实现监控中心对监控现场的点对点或点对多点指挥。监控中心可以根据整个监控系统的规模灵活部署服务器,一台服务器上可以同时部署多个软件,这样可以在满足需求的情况下节约成本;也可以将其分别部署在不同的服务器上,提高监控中心处理能力,还可以对关键核心服务器进行容灾备份。3.3监控系统网络化的要求在典型组网图中,监控中心设备统一部署在一个局域网内。在实际应用中,可以根据用户现实网络状况,将监控中心设备多级组网、分布部署,以便实现系统信令集中控制、统一管理,每天信息就近存储转发,从而优化网络负载,降低网络压力,充分发挥监控系统的功能。系统功能主要为安保监控;移动视频监控;动环监控;调度自动化系统、SCADA系统互联;应急指挥系统的互联。4电力综合监控系统远程图像传输电力系统中变电站分布散乱,按照原始的管理模式,要对整个行业进行监督,就要安排专人不间断的进行检查巡视,遇到突发事件难以解决,这样既浪费人力物力又难以取得成效,不利于对整个电力系统的运行、维护、监督、管理。传统的变电站监控系统受技术发展的局限,只能进行现场监视,简单的报警信息传输,无法实现远距离传输视频信号,对于前端的具体情况的了解、事件的确认是非常困难的,无形中降低了系统的稳定性和安全性。电力综合监控系统可以将变电站的远程实时图像信息通过现有的电力通信网传输到巡检中心等相关部门,进行日常监控、应急分析和现场决策,提高电量供应的可靠性以及电网设备运行维护的效率,同时提高系统的自动化运行水平,减少管理成本。通过联动设备,对各类突发事件及治安案件进行预防或录像抓拍取证。电力综合监控系统不仅可以在监控中心对监控现场的设备和环境进行远程24小时全天候监控,及时发现设备隐患,对故障或事故进行有效处理,同时可以将监控现场状况实时传送到电力调度、电力安全保卫部门、操作巡检队等相关职能管理部门,实现各取所需的分专业管理,减少原理电力管理的中间环节,提高供电管理效率和整体自动化水平,减少供电管理成本,有助于电力企业真正实现监控现场的无人值守和安全保卫。由此可见,综合电力监控系统能够提供供电安全、提高管理效率,满足现在电力系统需求的同时也能适应以后监控系统的发展。5实时、