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交流特高压变电站的监控系统建设来源：人大经济论坛论文库 作者：南庵 时间：2015-05-10
交流特高压变电站的监控系统建设
摘要：变电站监控信息系统作为全站生产运行的核心监视、测量、控制、管理的一个综合性系统，是变电站生产运营的重要组成部分，随着信息技术的不断发展、设备的智能化趋势以及监控领域技术标准的更新完善，变电站监控系统目前正朝着数字化、智能化、分层分布化、标准化以及远程化的方向发展。关键词：交流特高压 变电站 监控系统
前言
随着经济的发展，用电需求越来越大，考虑到交流特高压变电站相对恶劣的电磁环境和在未来主干电网中的核心地位，在未来，必须配套建设坚强可靠、先进、经济实用的和符合未来发展要求的变电站监控信息系统。本文针对目前交流变电站监控系统的发展状况，结合特高压变电站监控系统的建设需求以及相关建设计划，阐述了一些对于交流特高压变电站监控系统架构建设的观点，以期对交流特高压变电站的监控系统建设和运行起到一定的参考作用。
一、主要设计原则
计算机监控系统在220、500kV变电站以及750kV变电站经历近10年的工程实践应用，在方案配置、技术性能指标、功能实现等方面已有成熟的应用。因此，总结高压、超高压变电站工程建设经验，结合1 000kV特高压变电站信息量大、测点多、突发事件多以及电磁环境复杂的特点，在确定特高压变电站计算机监控系统的方案时，应首先拟定监控系统的主要设计原则。
1、采用成熟先进的全分布、开放式系统结构，站控层各计算机均直接接入站级主干网，采用跨平台操作系统，以获得高速通讯、资源共享和界面友好的效果。
2、采用国际标准的通信体系，产品条件成熟时优先选用基于IEC61850系列标准构建的计算机监控系统网络结构。
3、除实现变电站常规监控功能外，还应完成自动电压无功控制、顺序控制和自动操作票等应用功能。
4、间隔层测控装置按一次设备间隔配置，并具有点对点或对多点通信功能，开关防误操作闭锁将考虑就地闭锁、间隔层闭锁、后台软件闭锁3层结构。
5、站控层设备布置在主控楼，容量按全站最终规模考虑，间隔层设备下放布置各配电装置保护小间，按本期建设规模考虑，站控层与间隔层设备通过双光纤以太网相连。
6、GPS时钟系统按集中方式设置，双重化冗余配置并自动切换，保证监控系统的同步对时精度和对时接口要求。
7、鉴于继电保护的安全可靠、灵敏、快速和选择性要求，保护装置均应独立设置.并与测控装置分开组屏。
8、保护和故障录波信息单独组网传输。各保护装置通过以太网口直接接人站控层保护故录子站。
9、设备抗扰度等级适于特高压变电站的电磁环境。
二、监控系统方案设计
1、网络结构
面向对象的分层分布式体系结构已成为变电站监控系统应用的理想模式，但在具体实现上又存在多种方案。对于特高压变电站计算机监控系统设计方案，首推两层设备单层网结构，网络采用双光纤百兆以太网。该网络结构简单清晰，由于取消了站控层与间隔层之间的通信控制单元，减少了环节，使整个通信体系更加高效、可靠，大大提高了数据的传输速率和容量，并使全站数据共享成为可能。
2、组网方式
变电站监控信息、保护信息、故录信息的组网方式通常有如下几种（其中监控均为双以太网，保护、故录信息为单以太网）：
（1）监控信息单独组网、保护与故录信息合并组网：
（2）监控与保护信息合并组网、故录信息单独组网；
（3）监控信息、保护信息、故录信息均单独组网。
以上组网方式由于运行习惯、管理模式的不同，在工程设计中均有采用。随着保护装置网络化性能的日益完善，大多数保护设备厂商均可提供多以太网口的继电保护装置，故障录波装置也均配有以太网口，因此在特高压变电站计算机监控系统方案设计中，推荐采用上述第1种组网方式，即监控信息单独组网、保护信息和故录信息合并组网方式，要求所有保护装置配设3个以太网口，其中2个以太网口与监控网相连，另1个以太网口与保护故录网相连。
该方案不仅使所有物理接口一致、数据传输不经过任何中间转换环节，而且与传统的RS485网或保护管理机方式相比，信息承载量大。通信可靠性高。其中继电保护的简要信息和装置故障告警信息通过监控以太网传送至操作员工作站，实现运行监视要求，继电保护和故障录波的详尽信息包括分散录波信息则通过保护故录信息网传送至保护故录工作站，使运行人员对故障性质、故障位置等的判断和分析更加准确和方便。
与第2种组网方式相比，监控系统与保护故录信息系统在间隔层即分开，两系统彼此相对独立，系统不仅安全性高，并可避免在电力系统发生故障、保护跳闸的情况下，网上数据流量突增可能导致的数据丢失，和对监控以太网传输信息实时性的影响。
3、电压无功控制AVQC功能要求
电压无功控制AVQC功能在500 kv变电站计算机监控系统的实现，是根据预设定的电压无功控制策略和允许电压变化范围，通过投切低压并联电容器、电抗器和调整主变压器有载调压分接头的位置实现电网无功功率的就地平衡。对于特高压交流输电系统，由于1 000 kv输电线路充电功率为500kv线路的4～5倍，为限制工频过电压和降低线路轻载时电压水平，需在输电线路两端的变电站内安装一定比例的高压并联电抗器。但在线路重载时，高抗补偿度过高又会对无功平衡产生不利影响，并引起电压水平的降低。
合理的方案是采用可控并联高抗，使并联电抗器补偿容量可随线路负载和电压的变化进行调整。可控并联高抗虽然暂未在特高压变电站一期工程中采用，但不能排除工程远期应用的可能性。因此，特高压变电站计算机监控系统方案设计除需实现500kv变电站电压无功控制AVQC的所有功能外，还应统筹考虑远期采用1 000kv可控并联高抗或分组投切高抗协调控制要求的适应性，实现动态无功补偿和电压控制。
参考文献：
杨天秀.浅议水利水电工程项目人力资源管理[J].水利经济，2005，04：56-57+68.
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