智能变电站辅助综合监控系统发展趋势

中国的智能电网技术研究起步较晚，但发展迅速，这得益于中国经济社会的快速发展对电网建设的巨大需求和推动作用。进入21世纪以来，科学技术发展日新月异，数字化技术成了当今世界科技发展的前沿技术，随着我国智能化电气的不断发展，尤其是电子式互感器和智能化开关等机电一体化设备的出现、现代计算机高速网络技术在实时系统中的开发利用以及变电站运行操作培训仿真等技术的日趋成熟等，变电站进入了数字化的新阶段。

中国电科院和各大电力设备制造企业从一开始就高度关注iec 61850标准在电网和变电站系统中的应用，并在智能变电站技术研究中取得了显著成果。2009年，国家电网公司提出了立足自主创新，以统一规划、统一标准、统一建设为原则，建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，具有信息化、自动化、互动化特征的统一坚强智能电网的发展目标，智能变电站作为统一坚强智能电网的重要基础和节点支撑，是必不可少的建设内容。

　　2005 年“智能电网(smart grids)欧洲技术论坛”正式成立，并提出了智能变电站的概念，其目标是将当前电网转换成运营者和电力用户能够实现互动的服务网，以提高欧洲输配电系统的可靠性、安全性及工作效率，并为分布式和可再生能源发电的大规模整合提供保障。2007年，欧洲委员会发布的第七框架计划中能源子项目就包括智能变电站建设、智能能源网络等，该计划的发布进一步促进了智能变电站在欧洲的发展。2008年底，欧洲公用事业电信联合会发布了一份名为“智能电网—构建战略性技术规划蓝图”的报告，以帮助公用事业公司做好充分地规划准备工作，进而更好地制定智能变电站发展规划，实现智能变电站的发展目标。

　　根据国家电网的智能电网“十二五”规划，“十二五”期间，国家电网计划投资1.6万亿元建设智能电网，按照智能变电环节占比约20%份额计算，智能变电环节投资额度将达到3200亿元。智能化变电站对电气设备行业影响巨大，且以iec 61850标准为纽带将促进一次设备和二次设备企业的相互合作与渗透。未来智能化变电站将实现一次设备的智能化和二次设备的信息化，通过在变电站的站控层、间隔层以及过程层采用全面的标准iec 61850通信协议，避免设备的重复投入。

　　目前很多变电站的视频监控、环境监测、安全防范、消防报警、门禁等辅助子系统，大多还独立运行，通过不同通道上传数据，甚至每套系统都配有独立的管理人员，很难做到多系统的综合监控、集中管理，无形中降低了系统的集成度和可用性，增加了系统的管理成本。通过本项目的研发，将最大限度地挖掘现有辅助系统的潜力、节约成本、提高系统效率。

　　智能变电站辅助综合监控系统将智能变电站的视频监控、环境监测、安全防范、消防报警、门禁等辅助子系统进行整合，实现综合监控和一体化集成联动，并降低智能变电站的综合管理成本。

　　智能变电站视频及辅助监控系统的发展

　　安防视频监控技术在电力行业很早就得到了应用，其主要原因是输电网中变电站地理位置较分散，在几百甚至上千平方公里内星罗棋布，迫切需要联网视频监控。利用电力2m专用通信线路可以较为方便地进行视频监控组网，早期的变电站网络视频监控系统又可称为：变电站远程图像监控系统(遥视系统)。经过若干年的发展，变电站遥视系统不仅仅局限于网络视频监控应用，将变电站周界防范、环境监控、灯光控制、门禁控制、消防联动等应用一体化整合，按照智能变电站发展趋势，向智能变电站辅助系统不断演进发展。南京南自信息技术有限公司自主设计研发了变电站遥视系统、变电站视频及环境监控系统、智能变电站综合辅助监控系统，具有完全的自主知识产权，广泛应用于国内电网的近万个变电站(750kv、500kv、220kv、110kv、66kv、35kv各电压等级均有应用案例)。

　　目前很多变电站的视频监控、环境监测、安全防范、消防报警、门禁等辅助子系统，大多还独立运行，通过不同通道上传数据，甚至每套系统都配有独立的管理人员，很难做到多系统的综合监控、集中管理，无形中降低了系统的集成度和可用性，增加了系统的管理成本。通过智能辅助监控系统的应用，将最大限度地挖掘现有系统的潜力、节约成本、提高系统效率。

　　变电站的视频监控、环境监测、安全防范等系统在国内建设发展了很多年，总体上尚有一些需要解决的问题和挑战，归纳如下：

　　(1) 标准化问题

　　国家电网公司推出了《智能变电站辅助系统综合监控平台技术规范》，南方电网以广东电网为代表，推出了《变电站视频及环境监控系统技术规范》，电力行业的标准化相对于安防系统的其他行业，是走在前列的。但不容忽视的是，在系统互联互通、设备互相兼容、协议信令一致性方面，还有很长的路要走。

　　(2) 适应电力系统应用环境挑战问题

　　智能变电站辅助综合监控系统

　　近几年来，随着iec 61850标准的应用和光电互感器的研发和投入使用，我国智能电网的发展迅速。数字化智能变电站概念已在工程实践中得到应用，全国已建成一定数量的数字化智能变电站。

　　数字化智能变电站使变电站的所有信息采集、传输、处理、输出过程由过去的模拟信息转换为数字信息，并建立与之相适应的通信网络和系统。数字化智能变电站自动化系统的结构在物理上可分为两类，即智能化的一次设备和网络化的二次设备；在逻辑结构上可分为三个层次，根据iec通信协议草案定义，这三个层次分别称为“过程层”、“间隔层”、“站控层”。新型数字化智能变电站主要由为全数字和光纤的信号采集系统、数字化继电保护和综合自动化系统、数字化视频及环境监测(智能辅助)系统构成。

　　智能变电站综合辅助监控平台主要在国家电网得到了大规模应用，通常包含7大子系统，分别是视频监控子系统、环境监测子系统、智能控制子系统、安全警卫子系统、门禁子系统、消防子系统、四遥联动子系统。变电站中存在强电磁场干扰，对设备电磁兼容性能、外壳防护等级均提出了较高要求。

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