基于透明访问的集中式变电站远程运维系统建设方案探讨

基于透明访问的集中式变电站远程运维系统建设方案探讨

闻玉凤 车雨霞 杨振宇 李运华 焦萍 樊宏伟

国网晋城供电公司  山西省晋城市 048000

摘要：本文针对现阶段变电站运维班组缺少远程运维系统、无法远程巡视设备状态、运维效率低下的问题，分析了现有各种可行的变电站远程运维系统建设方案优缺点，从实际需求出发，设计了一种基于透明访问技术的远程运维系统。该方案依据服务化技术的核心思想，遵循服务化通信协议标准，在主站运维终端和变电站之间构建了变电站侧的数据服务端，为运维终端提供各类资源的透明访问和控制服务，并按照运维业务需求对系统主要模块进行了功能规划与设计，在不改变当前的变电站运行管理模式下满足对多个变电站进行远程运行管理和维护的需求。

关键词：变电站；透明访问；运维操作站；远程运维

引言

随着中国电网建设规模持续推进，新建变电站和升级改造后的旧变电站都是少人值班或无人值班。变电站运行管理模式从有人值班或集中监控模式逐步转变为“调控中心＋运维操作站”模式。调控中心将变电站设备远程集中监视功能部署在调度主站，通过电网技术支持系统实现对区域内多个变电站运行状态的实时监控，由调控中心向运维班组提供现场情况，运维操作队前往现场进行故障排查和反馈。这种模式适应了电网集约化发展需求，缩短了变电站运营管理链条，人力资源利用率得以提高。

1运维业务需求分析

从变电站运检与调控业务职责划分来看，若在运维操作站部署变电站远程运维系统，业务功能上与调控中心的设备监控业务有所重叠，综合考虑多方因素，建设的新系统需满足以下几个方面的要求。

１）在变电站侧不宜进行大规模停电改造，原来已投运的设备尽量维持正常运行状态。运维操作站在接入新的变电站时，接入过程要求尽可能自动、简单便捷。

２）运维操作站可访问的数据应覆盖变电站所采集的全数据，并提供高效、便捷的查询手段，对非关键设备的控制信号提供操作权限，便于遥控操作。

３）对上送的告警和量测等信息，应提供清晰、简单的统计分析结果，使用图表等方式直观展示，降低使用门槛。

４）考虑未来监控中心和运维操作站功能上的重叠，应采用层次化的部署方案，运维操作站系统功能应可灵活移植和部署，最终实现“调控中心—运维操作站—变电站”三层管理体系。

2方案实施

2.1站外布线

在N3与N2之间附设1条光纤，总长约1000m。该光纤起自N3变电站内部交换机处，沿破碎排岩皮带线槽附设，该线槽系排岩皮带沿途监控光纤线槽。沿该线槽可将光纤附设至Y2开关箱，该开关箱距离N2箱变约10米且该开关箱内有交换机入口。Y2开关箱至N2变电站附设一段以太网双绞线。Y2开关箱的光纤延伸至二期机动库房，机动库房距离N5变电站约20米，机动库房光纤通过条线与通往中控室的光纤相连接。机动库房光端盒处通过添加两个光电转换器和1台小型交换机，可以将来自N5变电站的以太网双绞线接入光纤网络。在N4与N1之间安装无线网桥实现N4与N1之间数据的透传。在N4至中控室附设1条光纤，实现两地的互联。中控室内需加装1台交换机和2个光电转换器，并建立交换机、光电转换器、中控电脑之间的网络连接。

2.2站内布线

移动变电站分成3大部分，高压侧舱室，中间变压器，低压侧舱室。以太网交换机位于高压侧舱室，需要采用以太网双绞线在以太网交换机与低压侧舱室各综保装置之间、以太网交换机与高压侧舱室内综保装置之间建立网路连接。2个仓室内各个电度表已经通过ＲS485总线连接到位于高压侧舱室内的前端采集装置，只需要建立以太网交换机与前端采集装置的连接即可采集电度表数据。在N3、N4、Y2开关箱、中控室内需要进行熔纤作业，加装光电转换器，以实现总体网络的互联。

2.3监控界面设计

硬件条件具备后即可实施监控界面的设计。监控界面设计包括IP地址的划分与设置、画面的制作两大部分。由于综保装置的数量较多，注意IP地址的规划设置不要弄混乱。并且每一台综保装置及前端数据采集装置的IP地址都要设置，这是一个比较繁琐的过程。各个设备的IP地址设置完毕即可进行画面的制作，该画面是以移动变电站为基本单位，在该基本单位内设置综保及前端数据采集装置的控件，用来显示数据，实现各个节点电压、电流、电能数据的监控，并进一步可以实现停送电作业。

3关键技术

3.1建立服务架构

在运维班部署远程集中运维系统时，需接入智能变电站和常规变电站，面临着重新绘图、做库和调试对点等困难，而服务化技术正是解决这些问题的有效方案。服务化技术的关键特点在于访问方在访问之前并不知道服务提供方能提供的服务内容，可访问内容都在访问之后获取。作为数据的源头，服务端的改变无需访问者的配合，后续新增的功能在变电站侧增加新的服务功能时即可实现，避免了两端的数据核对过程。

3.2变电站数据服务化

变电站数据服务化对象包括站内主辅设备及其采集数据，考虑智能变电站和常规变电站的差异，变电站数据服务化技术需分别针对两种不同类型的变电站开展研究。

对于智能变电站而言，现阶段新建变电站都遵循ＩＥＣ６１８５０标准，站内的间隔层保护、测控等设备都实现了统一建模，支持数据的灵活访问，只要遵循ＩＥＣ６１８５０标准的客户端都可以便捷地访问间隔层装置。站控层后台监控系统也支持变电站配置描述（ＳＣＤ）文件的导入解析和自动建库，无需按图做信息点表，可直接与装置的模型逐一对应。后台监控系统图形方面，主接线图需要按照设计图纸进行绘制和关联，各间隔图形则支持自动生成，并且生成的图形中数据都与后台库自动关联，这些都为变电站对外服务化奠定了良好的实现基础。

4远程运维系统

4.1系统结构

集中式远程运维系统分为变电站的服务端和运维操作站的运维终端，变电站和运维操作站之间经过纵向加密装置经调度数据网通信交互。在变电站侧，通过部署在安全Ⅱ区的数据通信服务网关，实现生产控制大区的变电站主辅设备运行数据的采集，对外提供各类服务；在运维操作站侧，根据变电站提供的服务按需调用各类服务功能。

4.2主要功能

１）变电站设备状态监视：实时获取变电站端主辅设备的状态信息，支持实时接收所有接入的变电站的告警信息，按事故、异常、越限、告知、变位进行分类。远程监视一次设备相关的温度、湿度、电气量、关键量测等信息；远程监视二次设备的通信状态、软压板状态，并可通过数据服务召唤设备全数据进行查阅。

2）虚端子可视化及实时状态监视：通过文件服务召唤变电站ＳＣＤ文件，解析得到变电站虚端子拓扑结构并绘图，通过数据服务远程调阅各设备虚端子连接情况，实时监视虚端子的连接状态，主动推送断链告警信号。

结语

随着技术的发展，对变电站进行远程监视和管理的各自动化系统终将融合，至少在数据的源端会呈现一体化和平台化的发展趋势。结合互联网技术等其他行业的技术发展趋势来看，信息技术／运营技术（ＩＴ／ＯＴ）融合将加速，数据分布式、服务颗粒化、功能灵活扩展的自动化运行管理模式将广泛应用。本文以基于服务化为核心的透明访问技术为基础，无论今后变电站运行管理模式如何改变，不管是采用集中式监视还是分布式监视，基于服务的技术框架都可以很灵活地适应这种变化，根据新的模式来实现高效便捷地部署。

参考文献

［1］辛耀中，石俊杰，周京阳，等．智能电网调度控制系统现状与技术展望［Ｊ］．电力系统自动化，２０１５，３９（１）：２－８．

［2］王军，张英，黄永烈，等．面向智能变电站仿真技术的移动可视化监控系统设计与研究［Ｊ］．通信电源技术，２０１８，３５（２）：８９－９０．