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【摘 要】 随着科学技术的发展，变电站自动化水平越来越高。智能变电站是智能电网的重要组成部分，一体化监控系统是智能变电站自动化系统各种功能优化及辅助应用的高度集成。本文从智能电网的发展角度出发，通过分析一体化监控系统的架构、功能，对一体化监控系统的应用及一体化监控系统关键技术进行探讨，以供参考。
【关键词】 自动化系统;一体化;监视系统
一、引言
智能变电站是实现能量的转换和智能电网核心控制的平台之一，它是智能电网的重要组成部分。它是智能电网的发电、输电、配电和调度六大环节，也是风能、太阳能等新能源接入电网的重大支撑。根据智能变电站试点建设工程的经验总结，变电站自动化系统目前存在子系统繁多且独立建设、集成度不高等问题，本文依据国家电网公司组织编写的《智能变电站一体化监控系统功能规范》和《智能变电站一体化监控系统建设技术规范》要求，分析了一体化监控系统体系架构和功能，对一体化监控系统组网方案进行了重点研究。
二、智能变电站一体化监控系统地位
智能变电站自动化由一体化监控系统和输变电设备状态监测、辅助设备、时钟同步、计量等共同构成。一体化监控系统纵向贯通调度、生产等主站系统，横向联通变电站内各自动化设备，是智能变电站自动化的核心部分。一体化监控系统是智能电网调度控制和生产管理的基础，是备用调度体系建设的基础，是大运行体系建设的基础。
三、智能变电站一体化监控系统组成
智能变电站一体化监控系统由监控主机、操作员站、工程师工作站、Ⅰ区数据通信网关机、Ⅱ区数据通信网关机、Ⅲ/Ⅳ区数据通信网关机及综合应用服务器等组成，如图表1。图表1一体化监控系统的基本构成图表2一体化监控系统的基本构成。
图表1
图表2
其中各部分的功能如下：
（1）监控主机：负责站内各类数据的采集、处理，实现站内设备的运行监视、操作与控制、信息综合分析及智能告警;集成防误闭锁操作工作站和保护信息子站等功能。
（2）操作员工作站：站内运行监控的主要人机界面，实现对全站一、二次设备的实时监视和操作控制;具有事件记录及报警状态显示和查询、设备状态和参数查询、操作控制等功能。
（3）工程师工作站：实现智能变电站一体化监控系统的配置、维护和管理。
（4）Ⅰ区数据通信网关机：直接采集站内数据，通过专用通道向调度（调控）中心传送实时信息，具有数据优化、告警直传、远程浏览等功能;接收调度（调控）中心的操作与控制命令。
（5）Ⅱ区数据通信网关机：实现Ⅱ区数据向调度（调控）中心的数据传输;具备调度（调控）中心对变电站Ⅱ区数据的远方查询和浏览功能。
（6）Ⅲ/Ⅳ区数据通信网关机：按照在线监测、辅助应用等功能模块划分;实现与PMS、输变电设备状态监测等其他主站系统的信息传输。
（7）数据服务器：满足变电站全景数据的分类处理和集中存储需求，并经由消息总线向主机、数据通信网关机和综合应用服务器提供数据的查询、更新、事务管理及多用户存取控制等服务。
（8）综合应用服务器：接收在线监测、计量、电源、消防、安防、环境监测等信息采集装置（系统）的数据，进行综合分析和统一展示，对外提供在线监测分析结果以及辅助应用监视与控制功能。
四、智能变电站一体化监控系统应用功能
智能变电站一体化监控系统涵盖五类应用功能：运行监视、操作与控制、信息综合分析与智能告警、运行管理和辅助应用。
（1）运行监视：通过可视化技术，实现对电网运行信息、保护信息、一、二次设备运行状态等信息的运行监视和综合展示。包括运行工况监视、设备状态监视以及远程浏览。
（2）操作与控制：实现智能变电站内设备就地和远方的操作控制。包括调度控制、站内控制、无功优化、负荷控制、顺序控制、防误闭锁、智能操作票等。
（3）信息综合分析与智能告警：通过对智能变电站各项运行数据的综合分析处理，提供告警简报、故障诊断及故障报告等结果信息。包括站内数据辨识、故障综合分析以及智能告警。
（4）运行管理：通过人工录入或系统交互等手段，建立完备的智能变电站设备基础信息，实现一、二次设备运行、操作、检修、维护工作的规范化。包括源端维护、权限管理、设备管理和检修管理。
（5）辅助应用：通过标准化接口和信息交互，实现对站内电源、安防、消防、视频、环境监测等辅助设备的监视与控制。包括电源监视、安全防护、环境监测、辅助控制等。
五、智能变电站一体化监控系统关键技术
智能变电站一体化监控系统基本技术原则为“告警直传远程浏览，数据优化，认证安全”。这些也正是一体化监控系统的关键技术。
（1）“告警直传”：变电站设备告警信息是设备监控业务的主要关注对象。以变电站监控系统的单一事件或综合分析结果为信息源，经过规范化处理，生成标准的告警条文。告警信息筛选以监控业务需求为依据，以相关告警分类为标准，应注重信息的完整性与传输的可靠性。
（2）“远程浏览”：提供远程浏览的手段实现变电站全景信息监视。调度监控值班员或大检修运维人员需要详细检查变电站运行信息时，可以通过“kVM、远方终端、图形网关”等方式直接浏览变电站内完整的图形和实时数据。
（3）“数据优化”：调控实时数据要求及时、准确和可靠。调控实时数据可分为电网运行数据、电网故障信号、设备监控数据三大类，由厂站端远动工作站完成直采直送，直接关联调度主站系统电网结构设备模型、实时数据库和图形画面等。
（4）“认证安全”：为加强控制命令的安全性，需要在控制类命令的传输过程加强和增加安全认证机制。安全认证涉及控制命令的全过程，包括人机、SCADA應用、采集模块以及变电站等环节。主站与变电站之间通信，采用纵向加密传输的安全防护方式。
六、二次系统安全防护
电网施工人员必须按照《电力二次系统安全防护规定》、《电力二次系统安全防护总体方案》和《变电站二次系统安全防护方案》的要求安全分区，通信边界安全防护，保证控制功能安全。按照以上要求，将智能变电站一体化监控系统分为安全Ⅰ区和安全Ⅱ区。安全Ⅰ区的设备包括一体化监控系统监控主机、Ⅰ区数据通信网关机、Ⅰ区图形通信网关机、数据服务器、操作员工作站、工程师工作站、保护装置、测控装置、PMU等。安全Ⅱ区的设备包括综合应用服务器、计划管理终端、Ⅱ区数据通信网关机、Ⅱ区图形通信网关机、变电设备状态监测装置、视频监控、一体化电源、环境监测、安防、消防、计量等。安全Ⅰ区设备和安全Ⅱ区的所有设备间的相互通信均应该利用防火墙来进行隔离。而智能变电站一体化监控系统就是利用正反向隔离装置向Ⅲ/Ⅳ区数据通信网关机传送数据，这就实现了和其它主站之间的信息传输。此外，智能变电站一体化监控系统和远方调控（调度）中心之间的数据通信必须设置纵向加密认证装置，以确保信息的安全性。
七、结语
综上所述;我国的智能变电站正值于全面建设阶段，通过建设一些试点工程项目，在运行维护、关健设备研制、核心技术、标准制定等很多方面已经获得了相当大的进展，同时也积累了大量的实践经验，然而在高级应用的模块化和精细化、一体化监控系统的协同互动、深入整合、设备的高度集成等一些方面上还应该得到进一步的完善，并且在建设时还将存在很多新的问题。因此，只有在日常的每一项的工作中积累丰富的经验，并进一步改进和完善变电站一体化监控系统的设计，加强智能化设备的制造能力，通过对变电站设备的高度智能化和数据信息的标准化、数字化，而能更深入地挖掘变电站自动化系统的潜在功能，以能够建立水平非常高的智能变电站。
参考文献：
[1]卿小毅.智能变电站一体化监控系统设计方案研究[J].中国新技术新产品，2012，18：12～14.
[2]王冬青，李刚，何飞跃.智能变电站一体化信息平台的设计[J].电网技术，2010，10：20～25.
[3]周勋甜.智能变电站的技术应用研究[D].浙江大学，2012.10;11～13.
【关键词】 自动化系统;一体化;监视系统
一、引言
智能变电站是实现能量的转换和智能电网核心控制的平台之一，它是智能电网的重要组成部分。它是智能电网的发电、输电、配电和调度六大环节，也是风能、太阳能等新能源接入电网的重大支撑。根据智能变电站试点建设工程的经验总结，变电站自动化系统目前存在子系统繁多且独立建设、集成度不高等问题，本文依据国家电网公司组织编写的《智能变电站一体化监控系统功能规范》和《智能变电站一体化监控系统建设技术规范》要求，分析了一体化监控系统体系架构和功能，对一体化监控系统组网方案进行了重点研究。
二、智能变电站一体化监控系统地位
智能变电站自动化由一体化监控系统和输变电设备状态监测、辅助设备、时钟同步、计量等共同构成。一体化监控系统纵向贯通调度、生产等主站系统，横向联通变电站内各自动化设备，是智能变电站自动化的核心部分。一体化监控系统是智能电网调度控制和生产管理的基础，是备用调度体系建设的基础，是大运行体系建设的基础。
三、智能变电站一体化监控系统组成
智能变电站一体化监控系统由监控主机、操作员站、工程师工作站、Ⅰ区数据通信网关机、Ⅱ区数据通信网关机、Ⅲ/Ⅳ区数据通信网关机及综合应用服务器等组成，如图表1。图表1一体化监控系统的基本构成图表2一体化监控系统的基本构成。
图表1
图表2
其中各部分的功能如下：
（1）监控主机：负责站内各类数据的采集、处理，实现站内设备的运行监视、操作与控制、信息综合分析及智能告警;集成防误闭锁操作工作站和保护信息子站等功能。
（2）操作员工作站：站内运行监控的主要人机界面，实现对全站一、二次设备的实时监视和操作控制;具有事件记录及报警状态显示和查询、设备状态和参数查询、操作控制等功能。
（3）工程师工作站：实现智能变电站一体化监控系统的配置、维护和管理。
（4）Ⅰ区数据通信网关机：直接采集站内数据，通过专用通道向调度（调控）中心传送实时信息，具有数据优化、告警直传、远程浏览等功能;接收调度（调控）中心的操作与控制命令。
（5）Ⅱ区数据通信网关机：实现Ⅱ区数据向调度（调控）中心的数据传输;具备调度（调控）中心对变电站Ⅱ区数据的远方查询和浏览功能。
（6）Ⅲ/Ⅳ区数据通信网关机：按照在线监测、辅助应用等功能模块划分;实现与PMS、输变电设备状态监测等其他主站系统的信息传输。
（7）数据服务器：满足变电站全景数据的分类处理和集中存储需求，并经由消息总线向主机、数据通信网关机和综合应用服务器提供数据的查询、更新、事务管理及多用户存取控制等服务。
（8）综合应用服务器：接收在线监测、计量、电源、消防、安防、环境监测等信息采集装置（系统）的数据，进行综合分析和统一展示，对外提供在线监测分析结果以及辅助应用监视与控制功能。
四、智能变电站一体化监控系统应用功能
智能变电站一体化监控系统涵盖五类应用功能：运行监视、操作与控制、信息综合分析与智能告警、运行管理和辅助应用。
（1）运行监视：通过可视化技术，实现对电网运行信息、保护信息、一、二次设备运行状态等信息的运行监视和综合展示。包括运行工况监视、设备状态监视以及远程浏览。
（2）操作与控制：实现智能变电站内设备就地和远方的操作控制。包括调度控制、站内控制、无功优化、负荷控制、顺序控制、防误闭锁、智能操作票等。
（3）信息综合分析与智能告警：通过对智能变电站各项运行数据的综合分析处理，提供告警简报、故障诊断及故障报告等结果信息。包括站内数据辨识、故障综合分析以及智能告警。
（4）运行管理：通过人工录入或系统交互等手段，建立完备的智能变电站设备基础信息，实现一、二次设备运行、操作、检修、维护工作的规范化。包括源端维护、权限管理、设备管理和检修管理。
（5）辅助应用：通过标准化接口和信息交互，实现对站内电源、安防、消防、视频、环境监测等辅助设备的监视与控制。包括电源监视、安全防护、环境监测、辅助控制等。
五、智能变电站一体化监控系统关键技术
智能变电站一体化监控系统基本技术原则为“告警直传远程浏览，数据优化，认证安全”。这些也正是一体化监控系统的关键技术。
（1）“告警直传”：变电站设备告警信息是设备监控业务的主要关注对象。以变电站监控系统的单一事件或综合分析结果为信息源，经过规范化处理，生成标准的告警条文。告警信息筛选以监控业务需求为依据，以相关告警分类为标准，应注重信息的完整性与传输的可靠性。
（2）“远程浏览”：提供远程浏览的手段实现变电站全景信息监视。调度监控值班员或大检修运维人员需要详细检查变电站运行信息时，可以通过“kVM、远方终端、图形网关”等方式直接浏览变电站内完整的图形和实时数据。
（3）“数据优化”：调控实时数据要求及时、准确和可靠。调控实时数据可分为电网运行数据、电网故障信号、设备监控数据三大类，由厂站端远动工作站完成直采直送，直接关联调度主站系统电网结构设备模型、实时数据库和图形画面等。
（4）“认证安全”：为加强控制命令的安全性，需要在控制类命令的传输过程加强和增加安全认证机制。安全认证涉及控制命令的全过程，包括人机、SCADA應用、采集模块以及变电站等环节。主站与变电站之间通信，采用纵向加密传输的安全防护方式。
六、二次系统安全防护
电网施工人员必须按照《电力二次系统安全防护规定》、《电力二次系统安全防护总体方案》和《变电站二次系统安全防护方案》的要求安全分区，通信边界安全防护，保证控制功能安全。按照以上要求，将智能变电站一体化监控系统分为安全Ⅰ区和安全Ⅱ区。安全Ⅰ区的设备包括一体化监控系统监控主机、Ⅰ区数据通信网关机、Ⅰ区图形通信网关机、数据服务器、操作员工作站、工程师工作站、保护装置、测控装置、PMU等。安全Ⅱ区的设备包括综合应用服务器、计划管理终端、Ⅱ区数据通信网关机、Ⅱ区图形通信网关机、变电设备状态监测装置、视频监控、一体化电源、环境监测、安防、消防、计量等。安全Ⅰ区设备和安全Ⅱ区的所有设备间的相互通信均应该利用防火墙来进行隔离。而智能变电站一体化监控系统就是利用正反向隔离装置向Ⅲ/Ⅳ区数据通信网关机传送数据，这就实现了和其它主站之间的信息传输。此外，智能变电站一体化监控系统和远方调控（调度）中心之间的数据通信必须设置纵向加密认证装置，以确保信息的安全性。
七、结语
综上所述;我国的智能变电站正值于全面建设阶段，通过建设一些试点工程项目，在运行维护、关健设备研制、核心技术、标准制定等很多方面已经获得了相当大的进展，同时也积累了大量的实践经验，然而在高级应用的模块化和精细化、一体化监控系统的协同互动、深入整合、设备的高度集成等一些方面上还应该得到进一步的完善，并且在建设时还将存在很多新的问题。因此，只有在日常的每一项的工作中积累丰富的经验，并进一步改进和完善变电站一体化监控系统的设计，加强智能化设备的制造能力，通过对变电站设备的高度智能化和数据信息的标准化、数字化，而能更深入地挖掘变电站自动化系统的潜在功能，以能够建立水平非常高的智能变电站。
参考文献：
[1]卿小毅.智能变电站一体化监控系统设计方案研究[J].中国新技术新产品，2012，18：12～14.
[2]王冬青，李刚，何飞跃.智能变电站一体化信息平台的设计[J].电网技术，2010，10：20～25.
[3]周勋甜.智能变电站的技术应用研究[D].浙江大学，2012.10;11～13.