变电站远程运维平台设计与实现

变电站远程运维平台设计与实现

刘欢龙 张扩亮 李敏 王云琴 祁磊 贾帅杰

国网晋城供电公司  山西省晋城市 048000

摘要：随着智能电网建设全面推进，智能变电站大量投运，无人值守变电站广泛应用，本文从“运维一体化”模式下智能变电站运行维护需求出发，以支撑智能变电站远程运维为主线，针对智能设备远程监视、远程巡视、远程故障处理、远程诊断等方面开展研究，构建区域和站域智能设备远程运维管理平台，提供丰富的运维手段，降低运维门槛要求，减少智能变电站运维工作量，提高变电站设备运行的连续性与稳定性，促进运维管理工作向自动化、规范化和远程运维方向发展。

关键词：变电站远程运维；区域运维中心；运维一体化

引言

随着智能电网的发展，变电站自动化设备的可靠性稳步提高，理论上有助于减少设备的运维工作量；但实际上，由于变电站数量日益增多和自动化设备的类型、数量都迅猛增长，因基建工程、业扩报装、设备预试、计划检修及缺陷处理的运维任务日益繁重，不但给电网的正常运行带来了安全风险，同时也大大降低了供电可靠率。为此，开展变电站自动化设备运维管理系统研究，提高运维管理水平和运行效率，已成为保证电网安全、提高供电可靠性、完成各项经济技术指标的重要措施。

1变电站远程运维架构

1.1两层平台

1)站域平台站域智能设备运维管理平台部署于变电站内，站域平台基于一体化业务平台实现，利用“平台+插件”的开放式软件体系架构，与一体化监控系统融合，统一采集站内主设备监控、一次设备在线监测、故障录波、通信报文等数据，与主站协作支持远程运维。2)区域平台区域智能设备运维管理平台部署在运检部门，作为支撑运维的一个独立系统，建立区域运维管理中心，接收多个站域平台数据，实现对多个变电站智能设备的远程运维。区域运维管理平台通过正向专用安全隔离装置将数据备份至III区的Web数据服务器，Web数据服务器提供数据发布服务，运维班终端以Web浏览的方式对辖区内的变电站进行信息查询。

1.2三级应用

1.2.1站域平台应用功能

1)站域全景数据中心站域平台实现变电站全景数据采集，建立站域数据中心，对数据统一分类，统一存储，并提供统一的数据访问接口。站域数据中心数据涵盖主设备监控信息、一次设备在线监测信息、二次设备在线监测信息、物理网络监测信息、虚回路监视信息、故障录波、网络报文、配置文件、模型文件等全站全景信息。对各类结构化、非结构化数据统一分层分类，建立面向设备的存储模型，对同一设备的环境、资源、保护动作、告警等各种信息建立关联，提供统一的快速数据访问接口，支持各种业务的同步、异步数据查询。2)辅助现场作业站域平台另一个重要的功能是帮助运维人员进行设备故障定位、装置检修、变电站二次设备巡视等现场作业。3)远程运维支持主要包括远程操作支持、远程画面浏览、远程历史数据查询、实时数据上送等，实现远程巡视、远程诊断等主从两级分布式运维业务。

1.2.2区域平台应用功能

1)远程设备状态监视实现对区域内所有变电站智能设备的远程全景监视，按照地区-站-电压等级-间隔-装置的层级，分层展示区域所有变电站设备运行状态。2)远程控制在区域平台对站内设备进行信号复归、装置复位、软压板投退等控制操作，减少运维人员往返变电站次数。3)远程巡视通过区域平台对区域内所有变电站智能设备进行远方巡视，减少变电站现场巡视次数。4)远程诊断目前变电站设备发生故障时，由运检人员到变电站现场，对设备异常告警、通信状态、内部温度、湿度、光强、光口功率等设备运行状态数据进行分析、追溯，再依据经验进行故障定位。这种处理方式需要运检人员多次往返变电站，且依赖个人经验，故障处理时间长、效率低。远程诊断是在区域端建立设备状态智能诊断专家系统，实时监视分析站端上送的设备运行状态数据，对设备健康状态进行准确诊断和主动预警；设备发生故障时，综合设备运行状态、通信报文、配置文件等多维数据进行智能分析，自动进行设备故障定位。

1.2.3运维班终端应用功能

运维班终端应用功能提供基于运维班的视图管理，各运维班只需关注责任片区内的变电站监控信息，主要功能如下所述。1)变电站信息查看采用分层分级展示的方式，对运维班辖区内的所有变电站设备监视数据进行实时展示；运维人员可随时随地查询、下载设备台账信息、配置参数、设备运行状态、历史数据等。2)辅助变电站巡视辅助运维人员制定巡视计划，编写巡视报告。3)辅助现场作业提供问题解决方案，指导检修过程，编制检修报告。

2远程运维业务实现方案

2.1区域平台建模

数据模型统一在站端进行配置和维护，区域端导入站端数据模型直接使用，站端模型有变更时，通过模型变更服务通知区域端，区域端通过文件服务获取最新站端模型文件，实现模型同步更新，保持区域端与站端模型的一致性。

2.2远程监视及故障告警

按照地区-站-电压等级-间隔-装置的层级，分层展示区域内所有变电站设备运行状态。区域级监视画面以地图的形式展示区域内所有变电站运行状况，将变电站运行状态用故障、运行、检修3个总信号表示，故障表示该站至少有一个设备的健康状态评估为故障，运行表示该站没有设备状态评估为故障，检修表示该站有设备正在检修；在区域级画面点击变电站可以打开该站的监视画面，站级监视画面以主接线图的形式展示智能设备在各间隔的分布，可以看到哪个装置健康状态异常，点击该装置可以打开该装置的监视画面；装置级画面以设备为中心对运行灯状态、异常告警、内部温度、光口光强、网络流量、压板状态、相关二次回路状态、相关物理回路状态等设备相关的多源信息进行多维度集成展示。

2.3远程巡视

子站端提供设备巡视服务，可巡视的内容包括：信号灯状态、异常告警、保护动作、定值、压板、ABC三相差流、开入量、异常事件报告、装置操作报告、装置CRC码等。区域端根据业务需要定制巡视内容，子站巡视服务根据区域端指定的巡视内容，对设备进行巡视，生成巡视报告，以文件的形式上传巡视结果。

2.4远程设备故障定位

利用变电站二次设备运行过程中积累的大量检修记录及状态监测历史数据，根据故障设备类型、故障类型、故障特征信息集合和解决方案构造故障案例，并将故障案例存储在数据库中形成变电站设备故障案例库；设备发生故障时，根据设备的运行状态信息，在变电站设备故障案例库中进行匹配案例检索，根据检索到的故障案例，实现故障快速诊断.

2.5远程操作故障定位

在主站端对智能设备进行远方操作时，站端对主站端的响应只有一个执行结果信号返回，运维人员无法确定遥控操作执行过程情况，若出现执行故障，也无法确定故障点。远程操作控制障碍功能追踪遥控执行过程，通过对遥控流程的各个环节(主站、变电站、监控、保护装置/测控装置、智能终端、交换机)之间的报文进行分析，并结合设备异常告警、链路告警、通信中断、端口流量、光口功率等数据综合判断定位故障节点，并以图形化的方式展示.

结语

本文从变电站运维一体化的需求出发，提出构建统一的变电站远程运维平台，并给出了平台的设计及实现方案。

参考文献

[1]国家电力调度控制中心.电网设备监控人员使用手册［M］.北京：中国电力出版社，2014.

[2]卢强.基于三集五大的绍兴供电公司“大检修”体系优化研究[D].北京:华北电力大学,2017.

[3]黄志高,李妍,李腾,等.智能变电站SCD文件虚回路自动生成技术的设计和实现[J].电力系统保护与控制,2017,45(17):106-109.