陸 興，曹 磊

（1.上海市電力公司 檢修公司變電檢修中心，上海 201204；2.上海電力設(shè)計(jì)院有限公司，上海 200025）

隨著智能化電網(wǎng)的不斷發(fā)展，智能化技術(shù)在變電站領(lǐng)域的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。在上海瀘定站的智能化建設(shè)中，設(shè)備模型是實(shí)現(xiàn)信息互相交流、保護(hù)之間聯(lián)系和閉鎖功能聯(lián)系等的核心。本文通過(guò)對(duì)智能變電站設(shè)備模型中的主要原理及調(diào)試中遇到的繼電保護(hù)實(shí)際問題進(jìn)行解讀和分析，旨在形象地闡述設(shè)備模型在應(yīng)用中的重要意義。

1 設(shè)備模型結(jié)構(gòu)

對(duì)象模型的基本元素由邏輯設(shè)備（LD）、邏輯節(jié)點(diǎn)（LN）、數(shù)據(jù)對(duì)象（DO）、數(shù)據(jù)類和數(shù)據(jù)屬性（DA）組成。邏輯設(shè)備是指由邏輯節(jié)點(diǎn)和附加服務(wù)組成的用于設(shè)備特定功能組信息的產(chǎn)生和使用的抽象實(shí)體；邏輯節(jié)點(diǎn)是數(shù)據(jù)功能交換的最小部分，是由它的數(shù)據(jù)和方法所定義的對(duì)象組成，包含特定應(yīng)用功能；數(shù)據(jù)對(duì)象將賦予產(chǎn)生或者使用這個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象值的邏輯節(jié)點(diǎn)；數(shù)據(jù)對(duì)象是按數(shù)據(jù)的特征和性質(zhì)實(shí)例化的數(shù)據(jù)，由數(shù)據(jù)類確定和定義；數(shù)據(jù)屬性是數(shù)據(jù)對(duì)象由其所繼承的數(shù)據(jù)類分配的屬性元素，這些元素也可以由特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組成。LD，LN，DO，DA結(jié)構(gòu)元素，可按描述的先后順序逐級(jí)包容。瀘定站110kV母差保護(hù)出口跳分段的實(shí)例，如圖1所示。

圖1 110kV母差保護(hù)出口跳分段文本

由圖1可知，名為“PI＿PROC”的邏輯設(shè)備包含30個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)，其中名為“BusPTRC1”的邏輯節(jié)點(diǎn)由14個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象組成，每個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象包含了1個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)屬性實(shí)例（DAI），每個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象都有其對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)屬性，數(shù)據(jù)屬性可以為一個(gè)或者多個(gè)。例如：數(shù)據(jù)對(duì)象“Tr”描述為母差保護(hù)動(dòng)作后跳分段的出口接點(diǎn)。

2 數(shù)據(jù)類原理

數(shù)據(jù)類（DC）定義為給定邏輯節(jié)點(diǎn)內(nèi)數(shù)據(jù)對(duì)象的語(yǔ)義，由其屬性（結(jié)構(gòu)）和服務(wù)組成。另外，IEC 61850還定義了公共數(shù)據(jù)類和兼容數(shù)據(jù)類兩個(gè)數(shù)據(jù)類系列。數(shù)據(jù)類、公共數(shù)據(jù)類和兼容數(shù)據(jù)類存在一定的關(guān)系。具有公共結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)類組成公共數(shù)據(jù)類，公共數(shù)據(jù)類是數(shù)據(jù)類的子類；具有特定語(yǔ)義的兼容數(shù)據(jù)類組成公共數(shù)據(jù)類的特例。數(shù)據(jù)類中的數(shù)據(jù)屬性類型（DA Type）也是一個(gè)類，用原始組件和合成組件定義。原始組件直接繼承基本類型 （Basic Type，如INT32、FLOAT32、BOOLEAN等），多個(gè)原始組件可構(gòu)成一個(gè)合成組件。以圖2為例，簡(jiǎn)單闡述數(shù)據(jù)類原理。

圖2 母差保護(hù)中數(shù)據(jù)模型文本摘要

由圖2可知，邏輯節(jié)點(diǎn)“PTRC”（保護(hù)跳閘處理）的數(shù)據(jù)屬性“Tr”是一個(gè)兼容數(shù)據(jù)類，它代表無(wú)方向跳閘，是公共數(shù)據(jù)類“ACT”（保護(hù)激活信息）的特定實(shí)例，屬性“Tr”繼承了“ACT”類屬性和結(jié)構(gòu)。邏輯節(jié)點(diǎn)“ACT”的數(shù)據(jù)屬性“general”表示跳閘總狀態(tài)，它的基本類型為BOOLEAN型，按數(shù)據(jù)變化觸發(fā)（dchg＝1）；“ACT”的數(shù)據(jù)屬性“q”表示“Tr”的品質(zhì)，其類型由“Quality”合成組件派生，并按品質(zhì)變化觸發(fā)（因qchg＝true），“Quality”是由公共數(shù)據(jù)類中品質(zhì)類型規(guī)定的公共合成組件。

3 對(duì)象引用

對(duì)象引用（Object Reference）是數(shù)據(jù)類實(shí)例的絕對(duì)路徑，也是對(duì)對(duì)象名的唯一性約束，邏輯設(shè)備、邏輯節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)屬性，每一個(gè)都有自己的對(duì)象名（即實(shí)例名），另外，它們各自都有一個(gè)絕對(duì)路徑名，對(duì)象名可依次用對(duì)象分隔符（“／”，“.”）串起來(lái)組成對(duì)象引用。例如，圖1中Tr的對(duì)象引用是“PI＿PROC／BusPTRC1.Tr”，實(shí)指“母差保護(hù)動(dòng)作跳分段的出口信息”；對(duì)Tr的屬性q的引用是“PI＿PROC／BusPTRC1.Tr.q”，實(shí)指“母差保護(hù)分段跳閘信息的品質(zhì)”。

4 數(shù)據(jù)集

數(shù)據(jù)集（DATA－SET）是有序排列的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)屬性的對(duì)象引用的集合，建立數(shù)據(jù)集的目的是按特定的規(guī)則對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，實(shí)現(xiàn)快速或慢速傳送數(shù)據(jù)，具有分開傳送保護(hù)、錄波、告警等狀態(tài)信息的功能。某主變智能終端在某一時(shí)刻發(fā)送的GOOSE報(bào)文信息和該GOOSE信息對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)集，如圖3所示。

圖3 GOOSE報(bào)文分析

通過(guò)圖3對(duì)GOOSE報(bào)文予以簡(jiǎn)單分析。

“Control Block Reference［控制塊引用名］：IT1102ARPIT／LLN0＄GO＄gocb1”告訴接收設(shè)備GOOSE信息的來(lái)源是“IT1102ARPIT／LLN0＄GO＄gocb1”控制塊；

“Data Set Reference［數(shù) 據(jù) 集 引 用 名 ］：IT1102ARPIT／LLN0＄dsGOOSE1”表示GOOSE信息中控制塊所引用的數(shù)據(jù)集為dsGOOSE1；

“State Number［狀態(tài)變化序號(hào)］：3”表示數(shù)據(jù)集的值發(fā)生過(guò)變化的此類GOOSE信息有3次；

“Sequence Number［傳送序號(hào)］：2 526”表示這段GOOSE報(bào)文已經(jīng)發(fā)送了2 526次。

“Test［測(cè)試位］：FALSE”表示GOOSE信息在收發(fā)兩側(cè)設(shè)備均運(yùn)行時(shí)有效，Test＝TRUE時(shí)，GOOSE信息在收發(fā)兩側(cè)設(shè)備均改檢修時(shí)才有效；

“Number Dataset Entries［數(shù)據(jù)集個(gè)數(shù)］：102”表示GOOSE信息包中數(shù)據(jù)集包含102個(gè)成員；

“Data

①BOOLEAN：FALSE

②STRING：UTC：1970－1－1 0：0：0.000000，BEIJING：1970－1－1 8：0：0.000000，Timequality：00”分別對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)集中前兩個(gè)數(shù)據(jù)屬性“①RPIT／BinInGGIO1.Ind1.stVal”和“②RPIT／BinInGGIO1.Ind1.t”的實(shí)際值。其中“BOOLEAN：FALSE”是智能終端“檢修狀態(tài)”的實(shí)際值，調(diào)試意義為智能終端處于運(yùn)行狀態(tài)?！癝TRING：UTC：1970－01－01：0：0.000000，BEIJING：1970－1－1 8：0：0.000000，Timequality：00”則表明Time Stamp類實(shí)例信息，表明智能終端的“檢修狀態(tài)”信息由外部時(shí)鐘源標(biāo)記的UTC時(shí)標(biāo)，因?yàn)楸菊綠OOSE未采用外部對(duì)時(shí)同步，故在實(shí)際調(diào)試中無(wú)意義。

5 調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題

1）通用性問題 圖4的實(shí)例模型定義了4把主閘刀和3把接地閘刀的邏輯節(jié)點(diǎn)（XSWI邏輯節(jié)點(diǎn)類，用于為不具備短路遮斷容量的開關(guān)建模）。顯然，如果將這個(gè)實(shí)例作為智能終端的通用模型不具備通用性，因?yàn)樗荒苓m應(yīng)具有4把接地刀的220kV線路變壓器組的接線。建議在智能終端模型的建立時(shí)，考慮配置足夠的閘刀和接地閘刀的備用節(jié)點(diǎn)，以提高模型的通用性。

圖4 220kV線路變壓器組實(shí)例模型

2）遙控?zé)o效 圖5（a）和圖5（b）實(shí)例定義了兩個(gè)不同的遙控?cái)?shù)據(jù)對(duì)象結(jié)構(gòu)，圖5（a）中將用于遙控閉鎖的斷路器位置和遙控命令配置在兩個(gè)不同的邏輯節(jié)點(diǎn)中，圖4則配置在同一個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)中，這兩個(gè)模型對(duì)應(yīng)的設(shè)備同時(shí)運(yùn)行在一個(gè)站控系統(tǒng)時(shí)，其中一個(gè)的斷路器位置將無(wú)法被后臺(tái)解析，從而不能實(shí)現(xiàn)對(duì)其的遙控操作，建議統(tǒng)一按圖5（b）的方式建模。

圖5 兩個(gè)不同的遙控?cái)?shù)據(jù)對(duì)象結(jié)構(gòu)

3）采樣無(wú)效 在分段自切后加速試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，自切保護(hù)動(dòng)作合分段后，后加速不出口，原因?yàn)榉侄魏喜卧o自切裝置的電流無(wú)效（即該電流SMV報(bào)文中品質(zhì)的有效性標(biāo)志為“invalid”），根據(jù)該保護(hù)邏輯可知，電流無(wú)效時(shí)閉鎖后加速功能，不閉鎖自切其它功能，這點(diǎn)符合《智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)規(guī)范》第6.1.5條款的要求，但應(yīng)考慮對(duì)后加速功能的失卻進(jìn)行補(bǔ)救。

4）檢修狀態(tài) 在對(duì)線路保護(hù)調(diào)試時(shí)，投上保護(hù)的檢修壓板，向保護(hù)輸入故障電流后斷開檢修壓板（此時(shí)故障電流仍保持），該保戶裝置向外發(fā)送的SV報(bào)文的Test位鎖定為1，即電流信息保持測(cè)試狀態(tài)，不被運(yùn)行中的其它設(shè)備認(rèn)可，而且復(fù)歸需要較長(zhǎng)時(shí)間，這表明該裝置在某些特定的情況下發(fā)出的報(bào)文是非實(shí)時(shí)、非有效的，之后更改裝置程序恢復(fù)Test位的即時(shí)變化，解決了這個(gè)問題。

6 結(jié)語(yǔ)

謹(jǐn)以此文與讀者對(duì)變電站智能化模型的原理及應(yīng)用進(jìn)行交流，以期更深入理解智能變電站調(diào)試技術(shù)。通過(guò)分析調(diào)試中碰到的新問題，提出合理化解決建議，總結(jié)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，以期對(duì)研究智能化保護(hù)模型的設(shè)備廠家和從事智能化變電站的調(diào)試人員提供一些借鑒和參考。