变电站智能一体化综合管理系统解决方案

博思凯

一、        概述
传统的变电站监控系统受传统理念的影响，只能进行现场监视，简单的报警信息传输，无法实现远距离智能化控制，对于前端具体情况的了解、现场控制和事件的确认是非常困难的，无形中降低了系统的实用性、稳定性和安全性。随着计算机技术和网络通信技术的快速发展，电力系统自动化建设发展越加完善，尤其是在电力系统变电站远程监控中，广泛采用了最新的计算机技术、通讯技术和图像处理等技术。对于变电站这样的行业来说，远程、实时的智能化监视和控制是行业系统安全运作必备的前提条件。
     对于常规无人值守变电站来说，如何将远程的监视、遥控、环境、防盗、消防、油、电、气在线监测和报警联网系统有机的结合起来，做到既可以远程监视、遥控和图像的传输，又具备远程门禁管理和环境的整体监控，并且具有通常联网报警的功能。并且投入费用合理，能够更加有效地预防、打击犯罪，保障财产安全。确保系统运行稳定，将安全防范技术提高到一个新的水平，这已经成为现代化变电站监控应用发展的主要方向。BOSK变电站智能一体化综合管理系统可解决变电站分散难管理的问题，大大提高变电站的自动化管理水平。
二、        设计思路及技术原则
项目以XX地区中心站为核心,构建主子站互动的变电管理综合智能一体化系统，在XX地区中心站设置控制中心，实现对所管辖的所有子站管控功能；
1.        设计基本思路
（1）、以控制中心（设置在地区中心站）、工作站（设置在各变电站）及功能实现终端三层级构建项目系统。基于电力信息专网实现控制中心与工作站的联系，工作站与功能实现终端以站内专网连接。工作站、功能终端综合智能控制模块均设置为可独立脱机运行模式，以保障网络故障时的基本功能执行；
（2）、功能管控分层级实现，即：由工作站控制完成本站内的设定的自动功能，并执行控制中心的人工指令；控制中心实现信息集中管理使用及远程管控；
（3）、系统须具有很好的开放性和可拓展性，以便新增功能的接入及构建更高层级的系统。
2.        系统设计原则
该系统的设计原则包括：可靠性原则、实时准确的原则、先进性与实用性相结合的原则、灵活可扩充性原则、便于维护原则、安全性原则、标准化开放性原则、易操作性原则、针对性原则。
针对变电站使用的工作环境比较特殊,特别是外界电磁干扰比较大的特点,系统设计中除能够满足工作特点外,还须满足以下要求：1、系统所有硬件设备要有效的屏蔽外界高频及低频电磁场对设备的干扰；2、在室外设备要具有抗雷击、抗静电、电源短路保护等方面的可靠性；所有子站工作站都具备独立运作能力，在网络异常情况下可以脱机自动运行并保存事件记录，正常后数据自动上传中心站控制中心。
三、系统结构及技术特征
1.        系统结构
根据变电管理运行情况及项目要求，在X地区中心站设置系统控制中心，管辖各子站设置系统工作站，由控制中心—工作站—功能子系统及终端器件构成变电管理综合智能一体化系统。


   
变电管理综合智能一体化系统软件结构图

变电管理综合智能一体化系统功能层次结构图




各子站系统硬件连接结构图




四、控制中心及子系统功能设计
1.        控制中心功能
控制中心是整个系统的控制核心，具有最高的管理权限。其实现的主要功能有：通过下属的工作站实现对所辖变电站的远程管理监控,包括：信息的实时采集监测、实施对门禁卡授权及开关门、视频监控、远程喊话；在控制中心实现：门禁卡发放管理、各工作站及子系统权限的设置、信息的储存/汇总统计/输出、信息上传等功能。
2.        发卡子系统功能
发卡子系统是设置在控制中心服务器端的工作系统，为门禁系统通行卡的管理系统，负责系统智能卡的发行管理，系统还可进行远程授权发卡，可将门禁卡集成入电网员工CPU卡内，实现一卡多用。
为了便于对无人值守变电站内临时施工人员的管理，在本系统集成中还特定集成了国家二代身份证及深圳暂住证卡的识读能力。可以做到对临时施工人员必要的监控，做到站内施工人员的可知、可控，从而减少事故或不必要的事件发生概率。
五、工作站及子系统功能设计与实施
1.        工作站工作原理及功能
工作站是对本站系统主要功能实施的控制核心，由操作平台及设置在功能终端的综合智能控制模块构成，设置在各子站内。依据设定程序负责管理本地综合系统的运行，自动完成各前端子系统的联动功能、综自告警及联动功能，并实时采集各功能子系统及在线监测的信息，汇集储存及上传至控制中心，同时可对其进行必要的人工控制。工作站服务器及系统软件设计，可在授权的情况下，在系统内的任何工作站可通过控制中心实现控制中心所具有的控制功能。
2.        门禁子系统功能
门禁系统作为变电管理智能一体化系统的重要部分，除具备现有功能外，针对电力系统的要求扩展了站内人员巡视管理、临时施工人员工作票管理等功能。实现门禁与报警、视频、环境等其他子系统实施联动，智能化管控的有机结合。
3.        视频监控子系统功能
视频系统接入各子站视频控制模块，通过网络可以由子站和中心站视频管理软件实施管控，并与站内其他子系统实现智能联动，可实现实时图像监视；灯光控制；远程喊话；本地及远程控制；移动侦测等录像功能。
4.        安保联动子系统功能
（1）站内周界防范报警功能：在现有子站周界报警设备的基础上，一旦出现情况，可联动视频监控子系统进行报警点视频监控及录像，控制中心可开启远程喊话系统实施远程警告或指挥。
（2）紧急情况报警功能：在每个子站的主控室内明显位置，安装一个紧急破碎报警按钮，当遇到紧急情况可以人为击破此按钮（此为最高报警权限），使站内所有安装门禁系统的门都自动打开，同时视频系统开始录像，控制中心综合智能一体化软件系统会实时显示现场报警情况，并可以通过视频和语音进行远程指挥及时处理。
5.        消防报警联动子系统功能
消防系统报警信号经综合智能控制模块接入工作站控制系统，警情发生时，控制中心监控端实时声光告警，同时联动视频监控子系统和门禁控制子系统，视频监控系统对现场进行监控/录像，并输出报警信号/现场图像至控制中心监控终端，门禁控制子系统可以根据需要远程遥控打开或系统自动打开原设置需要开启的所有门锁，并且可以利用综合控制系统网络，进行远程通话指挥，达到远程应急指挥处理警情。
6.        环境监测联动控制子系统功能
环境监测预警系统可以对站内某些重要场所和设备的工作环境进行信息采集；根据设定值，当工作环境出现异常时，可及时显示、报警，并可通过通信网络将数据上传。通过在特定区域安装前端探测仪器（如温度仪、湿度仪、风速仪、水浸仪、水电控、电磁辐射监测仪等），将采集数据信号接入综合智能控制器，通过电力专网上传到控制中心一体化综合管理软件平台进行实时监控，工作人员在中心站或子系统客户端可以实时了解现场监测设备的实际状态，给予综合判断并做出相应的控制。此系统能在环境非正常的情况下自动或远程人为地控制各种环境调节设备（如空调、通风设备等）使工作环境恢复正常，这样就能够及时发现无人值守变电站设备的工作环境准确状态，即时排除故障，减少不必要的事故发生几率。
六．综合自动化及在线监测的联动控制子系统功能         
（1）GIS室SF6氧量仪在线监测
（2）主变油、电能电量、蓄电池等在线监测及综自系统信号接入与联动控制：
   七．结束语
变电站综合智能一体化管理，是目前电力公司对远程无人值守电站管理方式的急切需求，是电力生产管理自动化的一种发展趋势，电力行业的安危无时不关系着人民的生活的每一个环节。BOSK变电站智能一体化综合管理系统，充分考虑电站工作环境的特殊性和重要性，是一整套全面、可靠、高效的综合智能化解决方案，使各个变电站置于可知、可视、可控的有效管理范围，有效的保证电力电站的安全运行，为高效快捷的电力生产保驾护航。
博思凯电子（BOSK）专注于一卡通系统研究开发、生产和销售的高科技企业，在公司发展壮大的过程中，公司除充分利用自身技术所长外，还积极与同行企业互通有无， 通过几年的不断努力和市场开拓，产品在电力、银行、政府及大型集团企业的综合管理领域都得到了不同程度的首肯。公司无论整体智能集成技术还是整体产品水平在智能一卡通综合安防集控中，已处于明显领先地位。