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摘要：变电站就如同电网的心脏一般，肩负着其所在地区的供电重任。在智能变电站当中，继电保护装置、开关操作、自动化设备的电力供应都是来源于其直流电源系统，因此，直流电源系统在电力系统安全性与稳定性的实现中扮演着十分重要的角色。当前，我国变电站多为无人值班状态，而是通过监控中心对变电站的运行情况进行适时把控。然而，监控中心却很难把握直流电源相关的详细信息，使得直流系统异常初期无法得到应有的预警，而是当异常累积成故障之后才被发现，给智能变电站的稳定性与安全性带来很大的威胁。因此，有必要对智能变电站一体化电源监控系统进行研究和分析。
关键词：智能变电站；一体化；电源监控
一、智能变电站一体化电源监控系统存在的问题
①现有通信电源监控装置的人机界面和变电站的配置、布局、接线是一种强耦合模式，每一个变电站都需要单独开发一套人机界面，不能根据变电站的要求灵活展示每个变电站的人机界面信息，软件可移植性差，不利于集中控制和数字量通讯，不能有效的实现人机对话，运行中不能任意改变运行参数。②目前变电站通信电源设备使用IEC61850-7-420标准实现的61850模型文件建模，IEC61850-7-420标准对变电站通信电源设备的逻辑节点没有列出相关的扩展类。自DL/T860标准推出之后，原有的建模方法不能满足现有标准的规定，不符合国网招标规范。原有的模型文件由于不同的厂家创建不同的逻辑节点LN(logicalnode)，互操作性差。③61850模型文件一直采用手动编辑的方式完成，手动编辑IED性能描述文件对工程人员的技术要求高，工作量大，易出错。如果配置修改后，需要重新编辑IED性能描述文件。④由于不同厂家的通信电源装置存在技术上的脱节不协调，随着系统软件的需求的添加、测点的增多，可能会导致通信电源系统的软件版本与其他电源系统的软件版本不匹配，设备无法正常运行，特别是对于智能变电站和无人值班电站，影响更大。⑤目前通信电源设备的通信机制是先人工手动配置端口信息，然后保存参数重启生效。如果下位机更换其他类型的设备需要重新修改配置，然后保存参数重启生效。这种配置修改-保存-重启的机制对操作人员的技术要求高，灵活性、兼容性差。
二、智能变电站一体化电源监控系统的改进措施
2.1分层式设计
将一体化电源监控系统采用分体式电源监控设计。电源监控由三部分组成，包括信息管理模块、人机交互装置、电源模块。如图1所示。
电源模块负责给信息管理模块和人机交互模块供电。信息管理模块负责系统所有数据信息的采集、保存、处理、传输等工作。人机交互模块负责数据展示和与人交互等工作，与信息管理模块通过串口进行通信和数据的交互。
2.1.1信息管理模块
通信管理模块为以高性能的32位ARM芯片为核心使用linux系统的信息综合处理平台，提供了多种接口（16路串口、2路CAN通讯口、2路USB口、2路网口、1路B码对时口等），支持多种规约。通信管理模块应用软件采用模块化、层次化的设计方式，方便以后代码的移植以及升级维护。本软件设计可分为三层（图2），数据采集层、通讯控制层、业务逻辑层。数据采集层主要负责完成数据的采集功能，与智能采集模块进行通信；通讯控制层是本系统的基础层，它衔接数据采集层与业务逻辑层，实现整个系统的数据管理及信息的上传下达。逻辑业务层是针对一体化监控的逻辑控制功能整合，其中包括充放电管理、开出管理、报警管理、事件管理、自动硅链控制等。
2.1.2人机交互模块
人机交互模块采用MCGS触摸屏。该触摸屏造型小巧，结构简单，便于安装。具有耐高低温、防电磁干扰，运行稳定等特点，能够适应变电站对设备的工业级要求。人机交互模块的软件采用图形化设计，可直观展示变电站的系统结构图、系统接线图，并且可以显示各个单元的实时开关状态，电压电流等模拟量数据和报警提示。根据需要可以产生充放电曲线，电池电压电流等数据的报表。
2.1.3电源模块
电源模块使用AC220V/110V转DC24V开关电源作为监控电源模块给监控信息管理模块和监控人机交互模块供电。
2.2基于认知的自适应的通信方法
智能电网是电网技术发展的必然趋势。通讯、计算机、自动化等技术在电网中得到广泛深入的应用，并与传统电力技术有机融合，极大地提升了电网的智能化水平。目前电力设备的通信机制是先人工手动配置端口信息，然后保存参数重启生效。如果下位机更换其他类型的设备需要重新修改配置，然后保存参数重启生效。这种配置修改-保存-重启的机制对操作人员的技术要求高，灵活性、兼容性差。基于上述问题我们将认知的自适应的通信机制应用到一体化电源监控系统中。从通信系统的角度认知包含的基本功能：观察、学习、记忆、决策，即对获取的信息以及当前观察结果做出响应。本方法满足了用户需求的灵活可靠通信。基于认知的自适应的通信系统，包括：智能系统和外部环境。智能系统通过接口与外部环境通信；外部环境包括下位机模块和后台。智能系统包括观察模块、自学习模块和行为模块。观察模块与自学习模块通信，自学习模块与行为模块通信。观察模块包括消息单元和系统内部状态单元，根据系统的内部状态从自学习模块获取信息向下位机发送消息，并将收到的消息给自学习模块。消息单元指系统与下位机通信的数据，模块之间交互的数据。系统内部状态单元包括端口未配置、配置中、配置完成和启动异常。自学习模块包括依次连接的推理单元、信息库、学习单元和策略库。自学习模块接收观察模块的消息，通过学习和推理制定发送策略，在信息库中查找相应的发送信息。对收发的信息进行学习和推理，制定相应的配置策略。推理单元指对接收到的已知消息进行处理，推断出下位机的类型。信息库指所有系统支持的下位机的消息集合。学习单元指对消息的观察、推理。策略库包含未配置的发送策略、配置成功后的发送策略、配置策略、转发策略、分组策略。行为模块包括自适应配置单元、数据转发单元和分组调度单元。根据学习模块的配置策略对设备进行配置，系统将接收到的测点数据根据不同类型分组向后台转发。自适应配置单元根据系统端口下接设备的不同自动匹配，无需用户手动修改配置文件。数据转发单元用于将测点数据对后台转发。分组调度单元根据数据类型的不同、测点数据的个数分类型分组的发送。
结语
本文分析了智能变电站一体化电源监控系统存在的问题，并提出了智能变电站一体化电源监控系统的改进措施，以供参考。
参考文献
[1]张令意，杨晓旭，王成进，等．基于IEC61850的智能一体化电源监控系统的建模[J]．电源技术应用，2014．
[2]耿建风，徐荥，刘继安，等．直流电源系统中直流控制保护电器的选择[J]．电力系统保护与控制，2009.
作者简介
唐艳波（1969.03.25），籍贯：山东省莱州市，学历：山东工业大学电力系统自动化硕士，单位：国网山东省电力公司青岛供电公司，研究方向：电力系统自动化