智能变电站一体化信息平台(监控系统)介绍(通用内部)

2022年1月2日智能变电站一体化信息平台智能变电站一体化信息平台( (监控系统监控系统) )张建华内容提要内容提要n项目背景项目背景n项目目标项目目标n系统技术方案系统技术方案n一体化信息平台一体化信息平台n基本使用基本使用n 2010-20112010-2011年年, ,国家电网公司一系列设计规范要求在站国家电网公司一系列设计规范要求在站控层建立一体化信息化平台。控层建立一体化信息化平台。n 20092009年底，国家电网公司颁布了年底，国家电网公司颁布了智能变电站技术导则智能变电站技术导则Q/GDW383Q/GDW383。n “智能电网智能电网”过程中，一系列改造站从常规站、数字变过程中，一系列改造站从常规站、数字变电站到智能变电站演变过程。电站到智能变电站演变过程。n 20112011年，国家电网公司通过了年，国家电网公司通过了智能变电站一体化监控智能变电站一体化监控系统系统相关规范。相关规范。n 20112011年，南方电网公司通过了年，南方电网公司通过了南方电网一体化电网智南方电网一体化电网智能运行系统能运行系统一系列规范、一系列规范、智能化变电站驾驶舱智能化变电站驾驶舱相应相应技术方案。技术方案。项目背景项目背景n CSC2000CSC2000变电站监控系统已经发展了变电站监控系统已经发展了V1V1（WizconWizcon）、）、V2 (UnixV2 (Unix跨平台跨平台) )两代系统。两代系统。n 基于智能变电站对站控层提出的要求，研发智能变基于智能变电站对站控层提出的要求，研发智能变电站一体化信息平台，并以此为基础，形成一体化电站一体化信息平台，并以此为基础，形成一体化监控系统、变电站运行驾驶舱等一系列针对智能站监控系统、变电站运行驾驶舱等一系列针对智能站的产品。的产品。项目背景项目背景项目目标项目目标n 适应站控层系统从单一的监控向一体化、集成化方向发适应站控层系统从单一的监控向一体化、集成化方向发展，实现远动、监控、保信、状态监测等子系统的可伸缩展，实现远动、监控、保信、状态监测等子系统的可伸缩、可扩展性。、可扩展性。n 适应统一采集电网及电力设备的多种状态数据，建立变适应统一采集电网及电力设备的多种状态数据，建立变电站数据中心，全面反映一、二次设备运行信息，并建立电站数据中心，全面反映一、二次设备运行信息，并建立一、二次设备之间关联。一、二次设备之间关联。n 按照步骤，逐步实现最终方案。按照步骤，逐步实现最终方案。2010开发一体化开发一体化信息平台信息平台2011V2+一体化一体化信息平台信息平台2012统一到一体统一到一体化信息平台化信息平台2013推广一体化监控推广一体化监控/变电站驾驶舱变电站驾驶舱n 在产品定位上应有明显区分在产品定位上应有明显区分 CSC-2000(Wizcon) 定位在中低压、常规变电站; CSC-2000(V2)定位于常规、61850及数字化变电站； 一体化信息平台定位于国网一体化监控系统、变电站运行驾驶舱等智能变电站；项目目标项目目标项目目标项目目标n 重点实现集成化、高级应用。重点实现集成化、高级应用。 集成多个子系统(后台、远动、故障信息、PMU)； 智能告警、源端维护； 事故综合分析、状态估计； 顺控、操作票、五防、VQC等；技术方案-典型架构图一n 当地监控采用当地监控采用CSC2000V2 CSC2000V2 系统，实现监视、控制等系统，实现监视、控制等、远动交互、操作票等实时性强的操作；、远动交互、操作票等实时性强的操作；n 一体化信息平台采用一体化信息平台采用CSGC3000/SACSGC3000/SA系统，实现故障信系统，实现故障信息子站、源端维护、智能告警、状态监测可视化等息子站、源端维护、智能告警、状态监测可视化等操作；操作；技术方案-典型架构图一技术方案-典型架构图二n 当地监控、一体化信息平台统一采用一体化监控系当地监控、一体化信息平台统一采用一体化监控系统统V3V3，实现监视、控制、与远动交互、一体化五防，实现监视、控制、与远动交互、一体化五防、操作票、故障信息子站、源端维护、智能告警、操作票、故障信息子站、源端维护、智能告警、状态监测可视化等操作；可根据具体要求实现功能状态监测可视化等操作；可根据具体要求实现功能组合；组合；n 一体化监控系统一体化监控系统V3V3以以CSGC3000/SACSGC3000/SA为基础发展而来。为基础发展而来。技术方案-典型架构图二技术方案-典型架构图三技术方案-典型架构图四n 当地监控、一体化信息平台统一采用一体化监控系统当地监控、一体化信息平台统一采用一体化监控系统V3V3，实现监视、控制、与远动交互、一体化五防、操，实现监视、控制、与远动交互、一体化五防、操作票、故障信息子站、源端维护、智能告警、状态监作票、故障信息子站、源端维护、智能告警、状态监测可视化等操作；测可视化等操作；n 在现有的一体化监控系统在现有的一体化监控系统V3V3基础上，推广一体化监控基础上，推广一体化监控系统，并支持南网驾驶舱系统。系统，并支持南网驾驶舱系统。n 远动装置升级为通信网关机、智能远动机，加强与调远动装置升级为通信网关机、智能远动机，加强与调度端的数据交互。度端的数据交互。技术方案-典型架构图三四技术方案-物理配置一体化平台数据服务器 采集装置上送数据；采集装置上送数据； 支持多机主备运行；支持多机主备运行； 高级分析；高级分析；支持冗余配置 数据实时同步；数据实时同步； 主备切换；主备切换；可布置在安全I区或安全II区； n 系统特征系统特征 后台监控、故障信息子站一体化； 一、二次设备同一画面显示； 后台监控上直接完成故障信息子站原有功能（定值、录波、故障综合分析报告）；技术方案-总体设计 后台监控可接入WAMS子站； 相量动态数据直接进入实时库； 可实现站端的状态估计，并进行数据比对； 后台监控、远动工作站一体化； 支持后台监控直接出远动规约； 在中、低压站实现一体化；技术方案一体化信息平台n 统一的信息平台统一的信息平台 实现了稳态数据、暂态数据在信息平台的统一；实现了稳态数据、暂态数据在信息平台的统一； 以电力通用标准为基础，建立统一信息模型；以电力通用标准为基础，建立统一信息模型；n 实现变电站监控、故障信息子站功能整合实现变电站监控、故障信息子站功能整合 监控系统；监控系统； 故障信息子站；故障信息子站； 兼容传统兼容传统IED装置；装置；n 基于统一模型的故障分析等高级功能基于统一模型的故障分析等高级功能 智能告警及故障分析；智能告警及故障分析； 故障报告；故障报告；技术方案一体化信息平台n 基于四方公司研制的通用软件平台，监控子系统、故障基于四方公司研制的通用软件平台，监控子系统、故障信息子系统在统一平台上实现；信息子系统在统一平台上实现；n 配置灵活，可实现一体化系统与两套系统的互为转换；配置灵活，可实现一体化系统与两套系统的互为转换；n 功能模块以组件服务方式表现，集成灵活，通过配置可功能模块以组件服务方式表现，集成灵活，通过配置可实现功能升级及扩展；实现功能升级及扩展；n 一主多备冗余技术、实现负载分担；一主多备冗余技术、实现负载分担；n 跨平台、异构系统，支持多操作系统；跨平台、异构系统，支持多操作系统；技术方案一体化信息平台n 站控层数据源信息统一，数据符合相关标准；站控层数据源信息统一，数据符合相关标准；n 一次设备模型遵循一次设备模型遵循IEC61970IEC61970标准，二次设备模型符合标准，二次设备模型符合IEC61850IEC61850标准，兼容传统保护装置；标准，兼容传统保护装置；n 建模过程中可实现一、二次设备的自动关联；建模过程中可实现一、二次设备的自动关联；n 站内通讯支持站内通讯支持IEC61850/MMSIEC61850/MMS，对时采用，对时采用NTP/SNTPNTP/SNTP协议协议; ;n 符合符合智能变电站技术导则智能变电站技术导则等相关标准中关于建立等相关标准中关于建立统一信息平台的论述。统一信息平台的论述。技术方案一体化信息平台n支持支持IEC61850IEC61850通讯标准，支持同时接入通讯标准，支持同时接入IEC61850IEC61850装装置、传统装置；置、传统装置；n数据采集、监视控制、数据转发；数据采集、监视控制、数据转发；n人机界面兼有一次接线图及二次设备、告警显示可人机界面兼有一次接线图及二次设备、告警显示可同时报告一次设备、二次信息及分析后信息，更加同时报告一次设备、二次信息及分析后信息，更加直观；直观；nGPSGPS时钟同步，时钟同步，NTPNTP网络对时；网络对时；n分析统计、历史存储及报表查询；分析统计、历史存储及报表查询；n事故反演；事故反演；n公式计算及脚本支持；公式计算及脚本支持；一体化信息平台 全景数据中心集成保护信息子站中的所有二次设备操作功能：集成保护信息子站中的所有二次设备操作功能：n 当前定值召唤、当前定值区召唤、切换定值区、下当前定值召唤、当前定值区召唤、切换定值区、下传定值并固化、保存为标准定值、在线定值校核传定值并固化、保存为标准定值、在线定值校核；n 软压板召唤、投退软压板召唤、投退；n 录波列表召唤，录波文件查询召唤录波列表召唤，录波文件查询召唤；n 装置版本召唤；装置版本召唤；n 装置模拟量查询装置模拟量查询；n 故障信息报告故障信息报告； 跨平台、异构系统，支持多操作系统；跨平台、异构系统，支持多操作系统； 大容量实时库、高速通信总线；大容量实时库、高速通信总线； 采用服务采用服务/ /代理的方式，实现功能即插即用；代理的方式，实现功能即插即用； 支持支持IEC61850IEC61850、IEC61970IEC61970模型导入、转换模型导入、转换 ; ; 一体化配置工具一体化配置工具; ;一体化信息平台 全景数据中心 支持电网稳态支持电网稳态( (保护测控保护测控) )、暂态、暂态( (故障录波器故障录波器) )、动态、动态(PMU)(PMU)三态数据的分布式采集；三态数据的分布式采集； 支持电网运行数据的统一管理、统一存储；支持电网运行数据的统一管理、统一存储； 支持在线监测数据的接入；支持在线监测数据的接入； 相量动态数据直接进入实时库相量动态数据直接进入实时库, ,可实现站端的状态估可实现站端的状态估计，并进行数据比对；计，并进行数据比对； 支持传统规约、支持传统规约、MMSMMS、C37.118C37.118等通信规约的接入；等通信规约的接入； 具有传统规约、具有传统规约、MMSMMS等出站功能；等出站功能； 一体化的配置工具，实现模型、图形、公式、系统一体化的配置工具，实现模型、图形、公式、系统的集中配置。的集中配置。 模型库与运行库相互隔离，独立编辑，增量更新模型库与运行库相互隔离，独立编辑，增量更新,保保证模型的完整性；证模型的完整性； 一体化信息平台 全景数据中心一体化信息平台 61850建模及导入n 独立的61850模型系统配置器，建模、建库分离，提高了系统的灵活性；n 支持多批次的SCD文件导库操作；一体化信息平台 图形绘制n 支持间隔组合图元为基础搭建主接线图；n 一次建模完成所有工作； 间隔图元-测控装置匹配关联的方式实现图模库一体化及主接线图的自动对点； 以间隔容器为单位，可实现一、二次设备的自动匹配； 自动生成电气连接关系；n 图形可以无级缩放，支持SVG文件的导入及导出；一体化信息平台 高级应用高级应用一体化五防顺序控制（程序化控制）故障信息综合分析决策辅助系统智能化一体化电源接入智能报警源端维护全景信息平台及分布式建模一次设备可视化程序化控制（顺控操作） 智能变电站技术导则智能变电站技术导则中定义：发出成批指令，由中定义：发出成批指令，由系统根据设备状态信息编号情况判断每步操作是否到位，系统根据设备状态信息编号情况判断每步操作是否到位，确认到位后自动执行下一指令，直至执行完所有指令。确认到位后自动执行下一指令，直至执行完所有指令。 可接收和执行调度（集控中心）和本地监控系统发出的可接收和执行调度（集控中心）和本地监控系统发出的控制命令，经安全校核正确后，自动完成相关运行方式编控制命令，经安全校核正确后，自动完成相关运行方式编号要求的设备控制，支持遥控、保护压板投退、急停和单号要求的设备控制，支持遥控、保护压板投退、急停和单步执行等控制方式。步执行等控制方式。程序化控制（顺控操作）-附图变电站监控系统发起调度发起源端维护 智能变电站技术导则智能变电站技术导则强调应由变电站侧维护数据强调应由变电站侧维护数据模型，标准配置文件及标准图形格式，提供给集控模型，标准配置文件及标准图形格式，提供给集控/ /调度调度系统。系统。 源端维护将实现变电站侧为集控源端维护将实现变电站侧为集控/ /调度中心提供必要调度中心提供必要的模型、图形维护，通过源端提供的可自描述的模型文的模型、图形维护，通过源端提供的可自描述的模型文件，以实现模型的件，以实现模型的“统一维护，共同使用统一维护，共同使用”，来避免系，来避免系统模型的冗余建设、提高建模效率，减轻建模强度，减统模型的冗余建设、提高建模效率，减轻建模强度，减少人为错误。少人为错误。 集控集控/ /调度中心模型遵循调度中心模型遵循IEC61970/CIMIEC61970/CIM模型，图形导模型，图形导入遵循入遵循SVGSVG文件格式。变电站自动化系统建设完成后，需文件格式。变电站自动化系统建设完成后，需要将自身的图形资源导出要将自身的图形资源导出SVGSVG图形文件图形文件、CIMCIM模型文件模型文件，并，并提供给集控提供给集控/ /调度中心。调度中心。源端维护智能告警综合分析决策 智能告警及分析决策系统根据变电站逻辑和推理模型，智能告警及分析决策系统根据变电站逻辑和推理模型，实现对告警信息的分类和信号过滤，对变电站的运行状态实现对告警信息的分类和信号过滤，对变电站的运行状态进行在线实时分析和推理，自动报告变电站异常并提出故进行在线实时分析和推理，自动报告变电站异常并提出故障处理指导意见，协助运行人员及时地分析和处理事故，障处理指导意见，协助运行人员及时地分析和处理事故，削弱事故对电网的影响和异常的危害性。削弱事故对电网的影响和异常的危害性。智能告警综合分析决策故障信息综合分析决策 在故障情况下对包括时间顺序记录信号及保护装置、故在故障情况下对包括时间顺序记录信号及保护装置、故障录波等数据进行数据挖掘、多专业综合分析，并经变电障录波等数据进行数据挖掘、多专业综合分析，并经变电站故障分析结果以简洁明了的可视化界面综合展示。站故障分析结果以简洁明了的可视化界面综合展示。可视化展示变电站值班人员以简洁、准确为准监控画面故障推图显示本次故障简报事故分析人员、继保运行人员信息全面装置动作报告厂站动作报告录波波形展示和分析故障信息综合分析决策设备状态可视化 系统采集主要一次设备（变压器、断路器等）状态监测结果信息、重要二次设备（测控装置、保护装置、合并单元、电子式互感器、智能终端等）的告警和自诊断信息、二次设备检修压板信息以及网络设备状态信息，进行设备状态可视化展示为实现优化电网运行和设备运行管理提供基础数据支撑。设备状态可视化n 系统分为工程管理、建模绘图、监视运行三个子系统。基本使用讲解基本使用讲解 通过工程管理器gcproject，点击运行，可以启动运行子系统； 通过工程管理器gcproject，点击组态，可以启动组态子系统； 通过双击gcide，在设置了缺省工程的情况下，启动组态子系统； 通过双击localconsole，在设置了缺省工程的情况下，启动运行子系统；基本使用讲解基本使用讲解n 工程管理器gcproject功能 实现建库环境启动、运行系统启动； 实现工程校验； 实现了多工程管理，管理/usr下各个工程目录； 实现了工程的远程获取、分发； 实现了本机的系统配置； 启动方式； 缺省启动工程； 系统类型； 缺省IP、组播地址、相关端口； 显示风格、 字体等配置； 基本使用讲解基本使用讲解n 建库绘图功能 由gcide/gcd组成，gcide建立组态实时库，gcd负责绘 制图形； 实现了节点、启动进程的管理； 实现了实时数据的导入，建库； 实现了计算点管理、公式管理； 实现了历史库、历史数据的配置； 实现了图形绘制、关联； 实现了工程编译、增量更新；基本使用讲解基本使用讲解n 监视运行子系统 由localconsole、netserver、gci、gcalarm、sub61850、fep等组成； 实现了运行系统的建立、建立多个节点之间的通信（网络版）； 实现了IED数据的采集、处理； 实现了图形监视、控制、曲线等； 实现了告警提示；基本使用讲解基本使用讲解n 项目新建过程 通过gcproject,选定一个项目； 启动建模工具gcide； 选择”节点配置器”, 配置本机节点； 选择“厂站配置器”，使用61850导入界面装载SCD文件，执行导入； 选择“图形编辑器”，启动gcd,绘主接线图及间隔分图；。