1. 首页
  2. 智慧系统
  3. 智慧电力

“智慧变电站”基本概念

SCHIELE“智慧变电站”系统是专为中国大陆各电压等级变电站设计的智能化全面解决方案,该方案构建了一个统一的变电站安全防范管理、智能化管理和整体服务平台。

中国大陆变电站的发展特点与欧洲和北美地区相比,变电站自动化程度虽然不低,但智能化管理水平不高,与无人值守变电站的要求存在距离。SCHIELE“智慧变电站”系统是一种高度智能化的变电站辅助监控系统,应用的主要目的是人身安全、设备安全、环境安全、变电站现场的操作过程控制等,可根据需要,与既有变电站监控系统进行对接。


 

目前多数变电站已经建立外围安全防范系统以及动力环境监控系统等,但绝大多数变电站的智能化系统是由若干个可实现单项功能的小系统组合而成,是相互独立的信息孤岛,并不是一个完整的变电站智能化系统,远远不能满足无人值守变电站对安全和智能化程度的实际需求:

    1)无法实现互联互通:视频监控、门禁、入侵报警、消防、动力环境监控等各系统独立运行,无法实现互联互通,整体系统运行效率低下,运行效果差,降低了投资价值。

    2)无法实现联动和事故预防:由于无法实现系统的联动,主要依靠人力监控而导致安全性降低,并且增加值守人员的负担和工作压力。比如视频几十路甚至数百路的视频图像需要监控,视觉的疲劳和人力的懈怠会导致事故发生而无法被捕捉到,视频分析的结果无法充分发挥应用价值,更无法被预防。系统的其它状态和数据也无法进行综合分析进行趋势预测,消防等紧急事件更是缺乏紧急联动和预测预防功能。

    3)环境监控智能化水平低:多数变电站都是通过温度计测量环境温度,没有实现对温湿度、漏水等环境的实时监测,无法做到危险事件的监控和预防,更无法做到根据温湿度调节空调温度,实现节能增效。

    4)缺乏对盗窃事件的即时干预能力和预防措施。

    5)缺乏门禁自动控制和自动记录功能,可能导致未获授权人员进入工作禁区不仅可能出现物品被盗,甚至可能误入带电间隔,出现人员伤亡的事故。

    6)无法实现变电站巡视的自动记录、自动统计以及实时监控和管理。

 “智慧变电站”系统以SCHIELE专有IGnet网络技术为核心,以数据集成为基础,无需再通过网络系统集成、应用系统集成将各子系统集成为一个的整体系统,而是直接构建一个统一完整的智能系统。通过智能识别算法及预警技术、嵌入式组件架构技术、IEC61850规约转换技术以及音视频编解码等核心技术,通过对变电站环境、图像、火灾报警、消防、照明、采暖通风、安防报警、门禁识别控制等在线监测,不但实现预警,而且还可以实现对警情的管理和控制。系统通过监测、预警和控制三种手段,为变电站的安全运行提供更加可靠的保障。通过各功能模块间的数据共享和互操作,实现“信息孤岛”一体化,功能互动全面化。其中视频数据全部储存到本地、市调或省调数字视频存储中心统一管理。

 

“智慧变电站”系统特性

兼容欧洲及其它国际标准的智能系统通信协议IGnet,约定了远程通信、远程控制、数据交换、声音及图像传输等相关信息传输的协议,并且符合IEC61850规约要求。可以解决变电站智能化的一体化技术难题,提升变电站智能化水平,满足大区域无人值守变电站统一管理的应用需求。

“智慧变电站”系统具有许多鲜明特色,其中最有特色的为六大特性为:

1、以局域互联网为基本网络架构,以总线或无线或电力线载波为扩展架构,兼容KNX、Modbus、BACnet等现行协议,多功能标准化接口和通信规约,充分保障系统兼容性和可扩展性,可以在后期有需求时进行扩充和升级,使得“智慧变电站”系统成为可生长的智慧系统。

在变电站互联网技术已得到普遍应用的的背景下,这一技术特点对构建“智慧变电站”将具有重要意义。

    2、IGnet协议是SCHIELE的核心技术,可打通从底层硬件到工作平台的全程通信。

这一特点使得“智慧变电站”这一概念可以不再局限于单个变电站,可以便捷地扩展到一个大的地理范围,让变电站与所在地区市调省调或其它变电站实现互联互通,更好地满足国家电网对变电站统一监控、统一调度、统一配置、统一报表的“四统一”要求。

3、运用普适计算技术,实现智能系统智慧化。

    全方位运用普适计算技术,使得各种智能化模块具有相对独立运行的特点,使得互联互通更加快捷和深入,使得系统可以成长为“学习型”、“思想型”的智慧化系统。

4、摒弃子系统拼接技术,构建一体化的单系统架构。

这一技术特点使得变电站智能化系统不必再着重于单个子系统功能的实现,而是立足于整个变电站区域内全面功能的建设,大大简化了网络系统架构。

5、实现变电站全部智能化功能的一体化管理。

 可在统一界面下进行视频、门禁、环境、SF6、火灾消防、安全防范、现场操作所有状态的监控与配置管理。实现了信息数字化、功能集成化、结构紧凑化和状态可视化的智能变电站“四化”要求。

6、应用灵活,成本可控。

    主控设备不需要其它设备配合就可独立工作和脱机运行,能够满足从小开闭所到35KV至1000KV变电站、从改造站到新建站、从单站式到大规模集中联网等各种类型的需求,不需另配服务器,能够兼容并利用现有绝大部分设备,有效保护已有投资,使系统具备较大的灵活性和成本可控性。

 

“智慧变电站”系统功能

SCHIELE“智慧变电站”系统,以其系统所拥有的强大技术优势,可为中国大陆地区的变电站提供多方位的高级智能化服务。

 

A.  构建高级智能安全体系

一体化的“智慧变电站”系统可以提供以下的重要的安全防范功能:

 

1人身安全

对所有工作区域,根据危险性、重要性、必要性等进行分类,对所有人员根据工作需要进行严格的出入授权设置,并实施严格的门禁管控,避免非专业人员出现在不必要的区域,减少人身安全事故的发生。

人员须进入检修区域,门控系统通过与既有变电站监控系统的信息联动受控动作,确保检修人员不会进入带电间隔。

    所有重要区域的人员进出记录,即时人员数量、姓名都能够随时查询。一旦遇到紧急情况,可迅速启动应急预案,以利于快速准确的撤离。

以可控、可闻、可视的通信方式,作为人身安全管理的主要措施。

 

2设备安全

从变电站监控系统获取实时工作状态监测,根据主要电气设备的特性和历史运行经验,进行设备工作状态分析预测,若有潜在隐患,做出预警判断,实时传送至运行管理中心,根据多种处理预案进行处理,防患于未然。

应用图像分析技术,监视重要设备运行数据、指示灯等运行状况,作为独立的监控手段,提高设备运行的安全性。

 

3电缆安全

1)变电站电缆温度监测预警

采取接触式测量原理,实时监测电缆的运行温度。在主站上通过数值、曲线、棒图、模拟图等形式显示温度的测量值及变化趋势,发出预警信号,为故障的判断提供依据,可对故障发生点进行定位。

    2)小动物隐患探测

可以侦测电缆沟及其它电缆分布区域小动物入侵,并发出报警信号。

 

    4环境安全

1)六氟化硫监控报警

在变电站内35KV SF6开关室及500KV、220KV、110KV GIS室等安装有SF6设备的配电装置室,系统可以检测环境空气中SF6气体含量和氧气含量,当环境中SF6气体含量超标或缺氧,能实时在线监测预警及报警,同时自动开启通风机进行通风,并具有温湿度检测、工作状态提示、远传报警、历史报警数据查询等诸多丰富功能。提供健康安全可靠的工作环境。

2)视频监视记录

以视频方式监视变电站现场的重要设备和监控点,并且实现和其他系统的联动。当其他安防设备报警时,自动把相近的监视设备的图像切换到监控主屏幕。重点布控区域实现移动目标自动跟踪功能。

    3)安全报警

实时监测重要场所和设备的工作环境(如:电压、电流、温度、湿度、漏水、水位、有害气体、含氧量、风速风向、烟雾、明火等等),发现非安全因素并进行预警或报警,将数据上传至市级和省级调度中心,还可以联动变电站现场各种声光设备、显示设备、应急设施、消防设施。

4)消防报警联动

发生烟雾、明火等消防报警警示信号时,可以自动联动相应位置的监控摄像机;消防报警与车辆管理联动,可实现有消防报警时车辆的无阻通行;对于有人值守变电站,消防报警与巡更系统联动,可实现有消防报警时显示最近的值守人员位置,并与值守人员互动。

    5)电力隧道环境监测

电力隧道水位、有害气体(一氧化碳、硫化氢及甲烷等)、含氧量、烟雾等环境监控;

6)安全巡逻评估

对于有人值守变电站,严谨的安全巡逻管理措施非常重要,图形化显示巡更员巡更线路轨迹及到达每个巡更点的时间,系统可自动生成分类记录报表并打印,对脱岗、被盗、失职进行分析。

7)周界安全检视

当设在变电站周界的防非法攀越报警装置被触发时,集成平台弹出报警的图形界面和相应区域的摄像视频,可进行声光震慑、电子高压威慑或其它处理预案。

8)车辆安全出入

系统采用车辆视频监视、驾驶员图像对比,感应卡远距离身份自动识别等技术,实现变电站车辆高安全性的出入。防止未经授权的车辆进入变电站。

 

B.构建高效智能节能体系

系统提供空调、风机、照明以及水泵等设备的各种自动控制功能。虽然变电站自用电电量数目不大,但由于变电站是24小时不间断运行,日积月累也存在着极大的浪费,与“绿色变电站”的建设要求不符。

智能控制是解决这一问题的重要手段。通过物联技术、将能耗设备互联起来,采用各类智能控制方式进行控制和调节,以达到减少浪费、节约能源的目的。

可采用的智能控制方式有:就地控制、情景控制、系统控制、远程控制、时钟控制、照度控制和感应控制等....,可以控制到具体状态和参数,比如在监控中心可以远程控制空调开机、关机、升温、降温等,并能够直接调整空调的温度值,等等。

所有能耗设备只在需要的时段和状况开启并调整到需要的状态,比如值班、检修、报警等情况,以达到最节约的工作状态。

   

 C.构建严谨智能管理体系

变电站管理的严谨性涉及到安全、工作质量、工作效率、变电站整体运行的可靠性等方方面面。在管理规范的基础上实行智能化程序管理,将会最大可能地提高严谨性。

 

1.现场操作管控

现场操作的管控对于杜绝安全事故、保证工作质量至关重要,可采取以下智能管控措施:

1)专有区域管控:只有被授权开放的区域才能在指定时间开放;

2)专有人员管控:只有被授权身份的人员才能在指定时间通行或在岗;

3)专有路线管控:根据作业目标指定并且是仅有的通行路线;

4)专有目标管控:根据作业计划指定并且是专门的工作目标;

5)专有流程管控:根据作业标准指定并且是仅有的工作流程;

6)多种管控措施交叉并行运用,可彻底解决现场操作的管控难题。

 

2.机电设备运行管理

加热器、声光报警器(有可能扰民)、空调、通风,给排水、照明、绿化灌、或其它需要控制的公用机电设备的监视,进行监控和自动化运行管理,提供图形的管理界面和设备工作状态指示,在设备故障时,产生警告,并提供故障处理预案。

通过自动管理各种机电设备,达到最佳使用效果;减少设备不必要的工作时间,提高设备使用寿命;减少不必要的浪费,达到最佳节能效果。

 

    3.物流管理

现代变电站物资(包括工具仪器)的流转量并不大,但物资的识别、存储、出入库等全过程的自动化,对变电站安全运行的重要性非常大,物联技术的应用已经可以很好地解决这一问题。

 

4.信息管理

虽然电力MIS已经有多年的发展,但变电站自身环境和现场操作相关的信息管理还处于相对薄弱的状况,因此也是变电站长期稳定运行的隐患之一。SCHIELE“智慧变电站”系统的应用,可以从根本上解决这一问题,由于对变电站自身环境和现场操作全方位的监控和监测,信息全面并且及时,可以很好地改善这一薄弱环节的状况。

 

D.实现多层次多方位变电站智能化运行管理

通过在系统中分设客户端工作站,实现变电站智能化系统及运行状况的多层次多方位管理。客户端工作站用于非值守系统进行日常的数据的采集、传递、处理、查询等操作,并可作为值守工作站的在线式热冗余备份系统运行。根据被授权人权限不同,使用者可以是运行维护人员、电气工程师、运行管理人员、电力企业高管等相关人员。

 

E.实现电网企业集团全球化智能管理

整个系统基于Web平台,利用电力专网及Internet网络或其它公用通信网络,具有远程多系统组网运行功能。一个市调可以集中管理辖区内的所有变电站,同一个电网企业集团公司,可以将处于不同城市甚至不同国家的多个变电站的智能化管理系统进行统一组网运行,实现统一管理。

 

 

智慧变电站架构框图

 

 


关于施勒智能