±500kV常规换流站智能化建设

周旭,曹显武,周亚树,陈佳欢

摘要：基于目前±500kV常规换流站单站的现场控制模式和监控系统情况，智能化水平不高，无法满足无人值班或少人值班的目标，研究探索±500kV常规换流站智能化建设的可行性思路，供±500kV常规换流站监控系统智能化建设和运行参考。

关键词：换流站；监控系统；智能化；集中控制中心；在线监控系统

1改造常规换流站监控系统

目前，±500kV常规换流站监控系统仅实现控制层和操作人员控制层的网络化，而现场层尚未实现网络化信息共享。除了直流互感器输出数字信号并通过光纤与直流保护设备点对点连接外，传统电流/电压互感器还通过二次电缆向监控、控制和保护设备提供测量值，必须进行数字升级。其辅助监控系统不完善。大量常规定期工作仍需复制、维护和检查，不符合无人值班或少人值班的目标。为进一步提高常规换流站监控系统性能和换流站运行指标，为未来智能电网换流站建设提供可行性思路，建设±500kV换流站/变电站集中控制中心。

2完善辅助监控系统

2.1远程图像监控系统

±500kV常规换流站图像监控系统的主要功能是检查室外设备，摄像机容易受到电磁干扰，恶劣天气影响？镜头容易出现黑屏，雾，应升级换流站摄像头，提高电磁干扰、防水、防雾能力，增加摄像头数量，双极阀厅安装轨道摄像头，提升定期全自动红外温度测量。监控系统可以全方位监控系统状态（电源开关、闸刀开关状态）和辅助工具设备，发现过热点和过热点。

时间警报，提醒监管工作人员图像，监控系统还能够与电源开关、闸刀开关等设施的操作联动，完成机器设备操作后具体位置的远程控制检查。其电子巡更监控系统应与当地公安局联动，完成±500kV常规换流站/变电站安全的快速响应。最后，图像监控系统应与集中化监测中心的自动控制系统相互配合。

2.2智能机器人巡检系统完成集中监控。

与传统的人工查验对比，服务机器人查验体系可以即时采集和监控系统本体和接插件的温度，并选用相近分析、三相机器设备比较和历史变化趋势，对上述参数开展数据分析系统和确诊，完成常见故障的鉴别和全自动警报，并选用自主远程遥控方式替代或辅助人工查验，根据有效规划智能机器人查验线路，定期维护室外机器设备，服务机器人查验系统可及时处理渗油、外观设计毁坏、瓷瓶开裂等机器设备异常现象，填补高空监控摄像头没法检查设备低盲区和少数值班后查验的次数降低，未及时发现异常情况。

2.3保护和故障信息管理系统

500kV交流保护装置的远程测试、远程信号、动作信号、设备报警信号、通信状态、固定值？通过一个故障和信息管理子站工业控制机上传到调度，通信中断或子站故障，将影响数据上传和查看，应升级故障和信息管理子站。子站和通信网络采用双系统冗余配置，连接到集中控制中心，提高可靠性。同时，在集中控制中心配置两台高性能微机作为保护和故障记录信息工作站，接收和处理各保护和故障记录管理信息子站传输的数据，方便远程故障记录分析、远程呼叫保护固定值、远程回归信号、软件压板远程投降和远程切换保护固定值区等功能。

2.4在线监控系统

±500kV常规换流站在线监控系统主要实时监控换流站各电气设备的运行状态，显示各电气设备的模拟量、开关状态等数据，并将采集的数据信息提供给操作人员，界面友好。在线监控设备的监控量在不同的显示终端上。例如，一些避雷器在线监控、换流变压器在线监控、各设备室温湿度实时监控、电池在线监控、工业水池水位监控等必须完善所有避雷器的在线监控功能，增加500kV开关动作次数和SF6压力在线监控功能。同时，应将分散的在线监控数据传输到集中控制中心，以达到现场检查的效果，完成各电气设备和辅助操作系统的电流量、工作电压、频率、温度和电源开关状态、电源开关动作频次和SF6压力、高压避雷器姿势频次、水位、温度和湿度、保护动作信息的分析和监控。

2.5智能监控管理系统

目前，运营商工作站已发布异常报警和跳闸事件记录。运营商应结合现场检查、故障记录波图，参照历史异常综合判断和处理，编写短信报告主管生产部门，建立和完善智能监督管理。

系统应根据报警等级将典型的报警事件记录和故障处理步骤输入数据库，并采用高清摄像机。实时扫描事件记录和系统运行模式，直接读取扫描的报警记录。

根据情况，设置声音报警提示和短信联动发送功能，节省操作人员参考历史异常情况或事故处理计划的时间，编写和发送短信，提高工作效率和事故处理的正确性。

2.6电能计量管理系统

±500kV常规换流站电能计量系统采用一台数据采集器采集电能数据，无法自动复制。记录和电力计算应升级电能计量系统，增加后台电能计费管理系统，实现集控中心远程在线数据复制、数据报告、电力计算和异常监控功能，满足±500kV常规换流。

3建立集中控制中心

±500kV常规换流站采集装置、控制装置、保护装置、通信装置要求高度可靠，能集中控制中心监控系统的安全防误操作必须由值准确、实时地发送、接收和转换各种远动信号。集中控制中心监控系统是一个实时性高的系统，应具有较高的处理容量和处理速度，以确保系统响应时间的指标满足要求。遵循开放原则，即采用一般、主流的软硬件和通信协议。

为了升级系统和重建系统。通过添加功能模块文件来扩展功能，提供函数接口，以方便其他程序共享数据集中控制中心和换流站。变电站之间的通信通道要求高度可靠，抗干扰能力强。为了满足电力系统的不断发展，集中控制中心应具有安全操作功能、在线计算和制表功能、系统自我诊断和主要设备的运行监控功能，实现所辖换流站和变电站的视频和安全监控和运行监控。

4监控采集和处理数据

电网调度智能监控系统的应用，其基本功能包括监控数据的收集和处理。使用智能电网监控系统，可以收集现场监控装置的实际模拟量和开关量，也可以处理收集到的数据，形成直观的监控数据，并显示在计算机屏幕上，通过存储重要数据，也可以满足及时更新处理。实时数据收集后，根据数据的波动和变化，电源参数曲线将自动生成，并合理显示。这样，电流、三相电压等具体信息就可以清晰，然后通过比较，可以掌握当前电力设备的实际运行情况。它主要包括历史趋势和实时数据两种曲线，利用相应的电路实时曲线分析截面，可以显示电路的电力负荷和相应的运行情况。例如，对于一个配线电路的实时波动。对于历史曲线数据，可以根据数据库中的历史数据趋势曲线，全面处理和分析历史数据，查看数据波动趋势，最终获得分析配电网络的性能和质量。

结语

本文在分析±500kV常规换流站监控系统的基础上，从进一步提高换流站监控系统稳定性的角度，发现站监控系统、在线监控系统和辅助监控系统的潜在不足，提出了改进和优化所有监控系统的方案和措施，促进±500kV常规换流站的智能化和数字化发展，提供实际应用参考价值。

参考文献

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