前言
中國(guó)的智能電網(wǎng)技術(shù)研究起步較晚，但發(fā)展迅速，這得益于中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展對(duì)電網(wǎng)建設(shè)的巨大需求和推動(dòng)作用。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，科學(xué)技術(shù)發(fā)展日新月異，數(shù)字化技術(shù)成了當(dāng)今世界科技發(fā)展的前沿技術(shù)，隨著我國(guó)智能化電氣的不斷發(fā)展，尤其是電子式互感器和智能化開(kāi)關(guān)等機(jī)電一體化設(shè)備的出現(xiàn)、現(xiàn)代計(jì)算機(jī)高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的開(kāi)發(fā)利用以及變電站運(yùn)行操作培訓(xùn)仿真等技術(shù)的日趨成熟等，變電站進(jìn)入了數(shù)字化的新階段。中國(guó)電科院和各大電力設(shè)備制造企業(yè)從一開(kāi)始就高度關(guān)注IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)在電網(wǎng)和變電站系統(tǒng)中的應(yīng)用，并在智能變電站技術(shù)研究中取得了顯著成果。2009年，國(guó)家電網(wǎng)公司提出了立足自主創(chuàng)新，以統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一建設(shè)為原則，建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，具有信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特征的統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)，智能變電站作為統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)和節(jié)點(diǎn)支撐，是必不可少的建設(shè)內(nèi)容。
2005 年“智能電網(wǎng)(Smart Grids)歐洲技術(shù)論壇”正式成立，并提出了智能變電站的概念，其目標(biāo)是將當(dāng)前電網(wǎng)轉(zhuǎn)換成運(yùn)營(yíng)者和電力用戶(hù)能夠?qū)崿F(xiàn)互動(dòng)的服務(wù)網(wǎng)，以提高歐洲輸配電系統(tǒng)的可靠性、安全性及工作效率，并為分布式和可再生能源發(fā)電的大規(guī)模整合提供保障。2007年，歐洲委員會(huì)發(fā)布的第七框架計(jì)劃中能源子項(xiàng)目就包括智能變電站建設(shè)、智能能源網(wǎng)絡(luò)等，該計(jì)劃的發(fā)布進(jìn)一步促進(jìn)了智能變電站在歐洲的發(fā)展。2008年底，歐洲公用事業(yè)電信聯(lián)合會(huì)發(fā)布了一份名為“智能電網(wǎng)—構(gòu)建戰(zhàn)略性技術(shù)規(guī)劃藍(lán)圖”的報(bào)告，以幫助公用事業(yè)公司做好充分地規(guī)劃準(zhǔn)備工作，進(jìn)而更好地制定智能變電站發(fā)展規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)智能變電站的發(fā)展目標(biāo)。
根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)的智能電網(wǎng)“十二五”規(guī)劃，“十二五”期間，國(guó)家電網(wǎng)計(jì)劃投資1.6萬(wàn)億元建設(shè)智能電網(wǎng)，按照智能變電環(huán)節(jié)占比約20%份額計(jì)算，智能變電環(huán)節(jié)投資額度將達(dá)到3200億元。智能化變電站對(duì)電氣設(shè)備行業(yè)影響巨大，且以IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)為紐帶將促進(jìn)一次設(shè)備和二次設(shè)備企業(yè)的相互合作與滲透。未來(lái)智能化變電站將實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備的智能化和二次設(shè)備的信息化，通過(guò)在變電站的站控層、間隔層以及過(guò)程層采用全面的標(biāo)準(zhǔn)IEC 61850通信協(xié)議，避免設(shè)備的重復(fù)投入。
目前很多變電站的視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測(cè)、安全防范、消防報(bào)警、門(mén)禁等輔助子系統(tǒng)，大多還獨(dú)立運(yùn)行，通過(guò)不同通道上傳數(shù)據(jù)，甚至每套系統(tǒng)都配有獨(dú)立的管理人員，很難做到多系統(tǒng)的綜合監(jiān)控、集中管理，無(wú)形中降低了系統(tǒng)的集成度和可用性，增加了系統(tǒng)的管理成本。通過(guò)本項(xiàng)目的研發(fā)，將最大限度地挖掘現(xiàn)有輔助系統(tǒng)的潛力、節(jié)約成本、提高系統(tǒng)效率。
智能變電站輔助綜合監(jiān)控系統(tǒng)將智能變電站的視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測(cè)、安全防范、消防報(bào)警、門(mén)禁等輔助子系統(tǒng)進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)綜合監(jiān)控和一體化集成聯(lián)動(dòng)，并降低智能變電站的綜合管理成本。
智能變電站視頻及輔助監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展
安防視頻監(jiān)控技術(shù)在電力行業(yè)很早就得到了應(yīng)用，其主要原因是輸電網(wǎng)中變電站地理位置較分散，在幾百甚至上千平方公里內(nèi)星羅棋布，迫切需要聯(lián)網(wǎng)視頻監(jiān)控。利用電力2M專(zhuān)用通信線(xiàn)路可以較為方便地進(jìn)行視頻監(jiān)控組網(wǎng)，早期的變電站網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)又可稱(chēng)為：變電站遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控系統(tǒng)(遙視系統(tǒng))。經(jīng)過(guò)若干年的發(fā)展，變電站遙視系統(tǒng)不僅僅局限于網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控應(yīng)用，將變電站周界防范、環(huán)境監(jiān)控、燈光控制、門(mén)禁控制、消防聯(lián)動(dòng)等應(yīng)用一體化整合，按照智能變電站發(fā)展趨勢(shì)，向智能變電站輔助系統(tǒng)不斷演進(jìn)發(fā)展。南京南自信息技術(shù)有限公司自主設(shè)計(jì)研發(fā)了變電站遙視系統(tǒng)、變電站視頻及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、智能變電站綜合輔助監(jiān)控系統(tǒng)，具有完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)電網(wǎng)的近萬(wàn)個(gè)變電站(750KV、500KV、220KV、110KV、66KV、35KV各電壓等級(jí)均有應(yīng)用案例)。
目前很多變電站的視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測(cè)、安全防范、消防報(bào)警、門(mén)禁等輔助子系統(tǒng)，大多還獨(dú)立運(yùn)行，通過(guò)不同通道上傳數(shù)據(jù)，甚至每套系統(tǒng)都配有獨(dú)立的管理人員，很難做到多系統(tǒng)的綜合監(jiān)控、集中管理，無(wú)形中降低了系統(tǒng)的集成度和可用性，增加了系統(tǒng)的管理成本。通過(guò)智能輔助監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，將最大限度地挖掘現(xiàn)有系統(tǒng)的潛力、節(jié)約成本、提高系統(tǒng)效率。
變電站的視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測(cè)、安全防范等系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)建設(shè)發(fā)展了很多年，總體上尚有一些需要解決的問(wèn)題和挑戰(zhàn)，歸納如下：
(1) 標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題
國(guó)家電網(wǎng)公司推出了《智能變電站輔助系統(tǒng)綜合監(jiān)控平臺(tái)技術(shù)規(guī)范》，南方電網(wǎng)以廣東電網(wǎng)為代表，推出了《變電站視頻及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》，電力行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化相對(duì)于安防系統(tǒng)的其他行業(yè)，是走在前列的。但不容忽視的是，在系統(tǒng)互聯(lián)互通、設(shè)備互相兼容、協(xié)議信令一致性方面，還有很長(zhǎng)的路要走。
(2) 適應(yīng)電力系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境挑戰(zhàn)問(wèn)題
變電站中存在強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾，對(duì)設(shè)備電磁兼容性能、外殼防護(hù)等級(jí)均提出了較高要求。
(3) 實(shí)用化問(wèn)題
解決方案需要滿(mǎn)足用戶(hù)的實(shí)用化需求，符合用戶(hù)安全生產(chǎn)和輔助監(jiān)控的需要。
