基于南瑞继保辅控系统的包钢变电站智能化升级方案研究

基于南瑞继保辅控系统的包钢变电站智能化升级方案研究

杨雄1  ,张丽春2 ,王晓平3, 蔡夏4

（包钢股份动供总厂  内蒙古包头市  014010）

摘要：包钢变电站作为包钢集团的关键基础设施，为包钢电网提供了全方位的电力保障。然而，随着中国经济的快速发展，包钢集团电网用电量不断增加，对包钢变电站的稳定运行和管理提出了更高的要求。而包钢变电站建设时间不尽相同，因此，自动化程度也各不相同。过去，包钢变电站采用人员值守的方式进行数据采集和巡视，但这种方式存在的问题越来越严重。本文针对该问题，提出了一种基于南瑞继保辅控管理系统的智能化升级方案，以提高包钢变电站的自动化程度、工作效率和精细化管理水平。

关键字：自动化   能源管理 智能化

一、 问题描述

包钢变电站是包钢集团电力保障的重要基础设施。然而，随着中国经济的快速发展，包钢集团电网用电量不断增加，对包钢变电站的稳定运行和管理提出了更高的要求。而包钢变电站建设时间不尽相同，因此，自动化程度也各不相同。过去，包钢变电站采用人员值守的方式进行数据采集和巡视，但这种方式存在的问题越来越严重。

二、原因分析

1、 人工值守无法保证数据的及时性和准确性。包钢变电站数据采集和巡视靠人员进行值守，人工操作有可能造成数据遗漏或误操作问题。

2、 人工值守无法满足长时间的连续运行的需要。在人员退休或者疲劳的情况下，新的人员无法及时熟悉现场设备的状况和操作规程，可能会出现误操作或者数据遗漏问题。

三、 解决方案

    南瑞继保PCS-9000辅助设备集中监控系统是南瑞继保总结多年主站系统研究成果及现场运行经验的基础上，结合辅助设备子系统的功能需求及相应的技术规范，研制出的辅控系统主站软件系统。采用先进的分布式网络技术、智能控制技术、传感和物联网技术、远程图形服务技术等，精心设计和开发，全面满足大规模辅助设备集中监控需求。

南瑞继保PCS-9000辅助设备集中监控系统软件采用布式、可扩展、可异构的体系架构，由统一应用支撑平台和基于该平台一体化设计开发的辅助设备监控子系统应用组成。系统部署在安全II区，实现对变电站消防、安防、环境、SF6监测、照明、智能锁控等子系统的集中监控。系统通过接收安全I区调度系统转发的主设备数据实现智能联动及全面数据展示，经过正向隔离装置向安全IV区发送主辅数据实现视频与机器人联动。通过在运维班部署支持远程图形服务的客户端软件，实现运维班轻量化运行，满足远程窄带宽及通道加密的要求。

基于南瑞继保辅控管理系统，提出了一种智能化升级方案。南瑞继保辅控管理系统利用现代的通信技术，实现了对包钢变电站的远程监控和数据采集管理。南瑞继保辅控管理系统不仅可以对变电站的设备和线路的状态进行实时监测，更能实现对整个电网的综合管理和控制。当变电站发生故障或异常时，南瑞继保辅控管理系统可以及时发出警报，并提供详细的数据和分析报告，帮助维护人员对问题进行快速准确的判断和处理。

四、 实施效果

1）实时数据库管理

实时库是数据平台的组成部分，但在以实时应用为主的辅助设备集中监控集控系统中，实时数据库非常重要，因此作为单独一节阐述。

数据库管理系统是一个面向对象的分布式实时数据库管理系统。它采用面向对象的数据模型，支持类之间的继承、聚集关系以及对象标识等面向对象的特性，能够构造复杂的结构模型，支持用户自定义数据类型和方法。具有开放性和实时性的完美统一。

系统的分布式体系结构使得数据库在系统的任意结点可配置，每个实时库只有一个主本，其他都是副本。数据库管理系统负责主副本之间的同步，应用程序既可以通过紧耦合方式直接存取本地库，获得内存指针级的访问速度；也可通过客户/服务器方式访问任一结点的数据库。

数据库访问是通过连接实现和管理的，在系统中，数据库的连接对应用而言是透明的，应用通过连接管理可以与分布于系统中任何节点的数据库建立连接，从而实现了对数据库的透明访问。当应用不指定节点与某个数据库建立连接时，服务器按照一定的原则选择一个数据库，灵活的连接分发策略实现了系统的负载平衡。在对连接的管理中，系统还采用了先进的连接池技术, 实现了数据库连接的复用，大大降低系统的开销。在数据库服务器故障情况下，系统将根据连接分发策略自动重连到负载较轻的服务器；一旦本地服务器恢复可用，连接又将转至本地，保持高的数据访问速度。

2）历史数据库管理

系统采用实时库与历史库相统一管理的模式，以满足实时应用对数据库实时性、一致性、完整性和开放性的特殊要求。系统通过历史库模式定义工具，可保证历史库与实时库模式定义的一致性；通过通用、统一访问接口，可实现跨实时、历史的透明数据访问，从而将实时库和历史库很好地融合为一个整体。

系统充分利用商用关系数据库安全性高、处理速度快、保存容量大、具有标准开放的SQL数据访问接口等特点，提供对大量历史信息的存储、处理和检索的平台。

历史数据库中的数据能由用户定义，数据取样间隔也能自由调整。一般数据存储间隔用5～15分钟，典型时和典型日能被用户整定。对历史数据库的数据在实时数据库中有缓存机制，以保障当所有历史数据库服务器退出运行后，只要七天内恢复，都能自动恢复历史数据。

当存储容量余额低于系统运行要求容量的80%时发出告警信息。

3）图形管理系统

图形平台作为电力软件开发平台体系的重要组成部分，主要功能是通过计算机将系统的信息通过图形，表格，多媒体等直观，形象的方式有机地表现出来，使系统的维护人员或操作人员了解系统的运行状况后，作出决策，人机子系统通过鼠标，键盘和多媒体接受命令，去控制系统的运行状况。图形是对整个系统功能最直观、最形象的表达方式，能充分体现系统先进性和“科技以人为本”的设计理念。

图形平台采用面向对象的方法设计，基于CIM的图库一体化，图模一体化，采用先进的图形制导系统，图形和数据库录入一体化。

图形平台支持全图形、高分辨率、多窗口、快速响应的图形显示，具有平滑移动、无级缩放和移动画面的功能，以及画面分层显示、画面分平面显示、画面显示覆盖、画面提取、画面显示自动去繁等功能。提供窗口的导航操作。

图形平台主要功能包括：图元制作工具、图形编辑工具、在线运行工具以及包括一组包括曲线、报表、告警在内的图形工具，并支持相应的WEB发布功能。图形平台是直接面向最终用户的建模和运行平台。

基于南瑞继保辅控管理系统的智能化升级方案实施后，包钢电力公司获得了以下显著的好处：

1、 提高自动化水平。南瑞继保辅控管理系统实现了对变电站设备的自动化监测和控制，并通过数据采集和管理模块，实现综合管理和控制，从而提高电网的自动化水平，确保变电站的安全、可靠以及高效运行。

2、 提高工作效率。南瑞继保辅控管理系统能够快速响应变电站的异常情况，并通过警报系统发送通知等提示，避免因人的疏忽或者漏监控导致设备故障或者安全隐患。同时，南瑞继保辅控管理系统充分利用物联网、云计算和大数据等先进技术，在数据采集、分析、处理和管理方面实现了高效化和智能化，提高工作效率和水平。

3、 实现精细化管理。南瑞继保辅控管理系统能够实时、准确地收集大量数据，并进行数据分析和挖掘，以快速掌握运营情况和相关KPI，帮助运营商实现精细化管理和智能化决策。

五、 结论

基于南瑞继保辅控管理系统的智能化升级方案，可以有效提高包钢变电站的自动化程度、工作效率和精细化管理水平。在实际应用中，用户可以根据实际情况对方案进行调整和优化，以获得更好的效果和价值。