【摘要】從二次設(shè)備模型關(guān)聯(lián)入庫、保護(hù)裝置狀態(tài)校核兩個(gè)方面入手，開發(fā)一套基于EMS系統(tǒng)的二次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)及狀態(tài)校核系統(tǒng)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)裝置軟、硬壓板及控制字定值進(jìn)行監(jiān)視。減少了運(yùn)維工作量且提升了工作效率，同時(shí)增強(qiáng)了調(diào)控及運(yùn)維人員防御電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的能力。該系統(tǒng)已在鎮(zhèn)江市區(qū)110kV黃山智能變電站運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】二次設(shè)備；在線監(jiān)測(cè)；壓板；建模；狀態(tài)采集；狀態(tài)校核

1、基于EMS系統(tǒng)的二次設(shè)備模型研究

為了將監(jiān)控信號(hào)的告警信息準(zhǔn)確的反映到電網(wǎng)一次設(shè)備上，需要研究多級(jí)分層的監(jiān)控信號(hào)建模方案和標(biāo)準(zhǔn)化分類。建模方案是建立一次設(shè)備、二次設(shè)備、功能類型以及信號(hào)類型的分層模型，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控信號(hào)和一、二次設(shè)備的邏輯關(guān)聯(lián)，而標(biāo)準(zhǔn)化分類研究主要是建立保護(hù)功能類型、動(dòng)作信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)化分類和規(guī)范化描述，為后續(xù)的智能告警和高級(jí)應(yīng)用提供標(biāo)準(zhǔn)化的模型數(shù)據(jù)。二次設(shè)備基本模型包括繼電保護(hù)裝置和故障錄波器以及其它有管理需要的IED設(shè)備的基本信息和配置參數(shù)，包括這些IED設(shè)備的名稱、裝置類型、裝置型號(hào)、軟件版本等。各保護(hù)裝置的配置參數(shù)信息模板，包括保護(hù)動(dòng)作事件、自檢告警、開關(guān)量、模擬量、定值、定值區(qū)號(hào)、軟壓板、故障量等各分組信息的描述、量綱、量程、精度等。二次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)校核系統(tǒng)可通過統(tǒng)一規(guī)范一二次設(shè)備的命名，基于名稱匹配模糊查找的方式實(shí)現(xiàn)一二次設(shè)備的自動(dòng)關(guān)聯(lián)。此外也可以通過解析二次設(shè)備“裝置配置”信息中包含的一次設(shè)備名稱，并與本系統(tǒng)內(nèi)一次設(shè)備的名稱進(jìn)行自動(dòng)匹配，從而生成一二次設(shè)備動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)模型。

1.1二次設(shè)備關(guān)聯(lián)建模

EMS系統(tǒng)提供專用的二次設(shè)備模型管理工具，并支持多種二次設(shè)備模型生成方式，包括召喚廠站端已配置好的規(guī)定格式模型數(shù)據(jù)自動(dòng)建模、導(dǎo)入標(biāo)準(zhǔn)的模型描述文件自動(dòng)建模等。此外系統(tǒng)也支持通過手動(dòng)錄入方式建模。建立的二次設(shè)備模型包括裝置模型、裝置信息模型。

系統(tǒng)具備模型比對(duì)功能，在模型發(fā)生變化時(shí)會(huì)自動(dòng)將新模型與現(xiàn)有模型進(jìn)行比對(duì)并自動(dòng)進(jìn)行更新，并可以保存某一時(shí)間的模型斷面。模型變化時(shí)支持增量更新。

在系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型方面，集控和調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)按照IEC 61970建立的電網(wǎng)一次模型；故障信息系統(tǒng)已經(jīng)具備按照“Q/GDW 273-2009《繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》”（以下簡(jiǎn)稱103通信規(guī)范）建立變電站二次設(shè)備通信模型的能力，為保障故障信息系統(tǒng)將來過渡到能夠支持IEC 61850模型，在103通信規(guī)范的基礎(chǔ)上，對(duì)故障信息系統(tǒng)子站建模信息內(nèi)容提出了更進(jìn)一步的要求。整個(gè)故障信息系統(tǒng)的信息傳輸、模型生成、信息語義的加載過程如圖1所示。其中，屬于子站內(nèi)的虛線部分是目前基于103通信規(guī)范的子站系統(tǒng)所未具備的，為滿足主站系統(tǒng)免維護(hù)的要求，可以逐步對(duì)子站和保護(hù)設(shè)備廠家提出要求。

SCD～變電站配置描述，Substation Configuration Description的縮寫；

ICD一智能電子設(shè)備配置描述，IED Configure Description的縮寫；

M2I一智能裝置映射點(diǎn)表，Modle to Interface的縮寫；

ITB一智能裝置點(diǎn)表，Interface Table的縮寫。

1.2二次設(shè)備建模的研究拓展

通過對(duì)二次設(shè)備（本文主要以保護(hù)設(shè)備為研究對(duì)象）運(yùn)行狀態(tài)、工況特性的研究表明：若以二次設(shè)備傳統(tǒng)建模方式進(jìn)行構(gòu)建數(shù)據(jù)模型，將無法支撐二次設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)校核功能的實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樽鳛樽钪饕倪壿媯€(gè)體，保護(hù)功能邏輯并沒有建立相應(yīng)的模型層，導(dǎo)致主站端獲取的保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、告警自檢信號(hào)、定值實(shí)際值、軟壓板狀態(tài)等信號(hào)僅作為單一個(gè)體存在，且無實(shí)際意義，同裝置內(nèi)的各類信號(hào)之間無對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)關(guān)系。

2、二次設(shè)備狀態(tài)采集及傳輸

二次設(shè)備狀態(tài)采集對(duì)象有空氣開關(guān)、壓板、切換開關(guān)三類；大部分空氣開關(guān)帶輔助位置接點(diǎn)，可以完成位置采集；EMS系統(tǒng)中已經(jīng)對(duì)切換把手進(jìn)行了采集監(jiān)控；而保護(hù)裝置的功能壓板也已經(jīng)完成廠站端采集，只要將相關(guān)信號(hào)上傳二次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)即可，但保護(hù)裝置的出口壓板目前尚未采集。

2.1保護(hù)出口壓板采集方式

保護(hù)出口壓板接入跳閘回路，其重要性不言而喻。為確保不產(chǎn)生寄生回路，不影響原跳閘回路，采用新型帶輔助接點(diǎn)的雙聯(lián)壓板，其輔助接點(diǎn)與壓板無電氣連接且有從動(dòng)關(guān)系，能夠在保持回路獨(dú)立性的基礎(chǔ)上，完成對(duì)壓板狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。

2.2保護(hù)功能壓板采集方式

根據(jù)GDW 273-2009《繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》，保護(hù)功能軟壓板支持主動(dòng)上送和人工召喚兩種方式進(jìn)行采集。人工召喚進(jìn)行功能軟壓板初始化和人工校正，主動(dòng)上送方式保證校核結(jié)果的實(shí)時(shí)性。

3、二次狀態(tài)校核

3.1規(guī)則專家?guī)斓慕?/p>

基于高維模型的調(diào)控一體化系統(tǒng)，將二次設(shè)備模型關(guān)聯(lián)入庫，開發(fā)設(shè)計(jì)面向保護(hù)裝置功能邏輯的專家系統(tǒng)，消除知識(shí)沖突，提高系統(tǒng)推理能力。

在專家?guī)煜到y(tǒng)中，采用優(yōu)先級(jí)配合字典集方式與實(shí)際保護(hù)裝置模型進(jìn)行定位匹配。梳理歸納線路保護(hù)、變壓器保護(hù)、母線保護(hù)（本文主要以前兩類保護(hù)為主要研究對(duì)象）基礎(chǔ)類型及數(shù)據(jù)。

在二次設(shè)備與信號(hào)之間加入匹配定位到的保護(hù)功能邏輯層，將對(duì)應(yīng)的定值、軟壓板、動(dòng)作信號(hào)匹配關(guān)聯(lián)，即通過保護(hù)功能邏輯層將保護(hù)裝置規(guī)則專家?guī)煜到y(tǒng)中的匹配規(guī)則映射到實(shí)際保護(hù)裝置模型。

3.2網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治?/p>

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是狀態(tài)估計(jì)、潮流分析等高級(jí)應(yīng)用的基礎(chǔ)，根據(jù)電力網(wǎng)絡(luò)中開關(guān)的開斷狀況，通過一定的算法計(jì)算出網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)結(jié)構(gòu)拓?fù)?。一般利用圖論中的搜索技術(shù)，如深度優(yōu)先和廣度優(yōu)先搜索法分析節(jié)點(diǎn)的連通性，得到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)果，提煉出與該間隔相關(guān)聯(lián)的間隔和母線等設(shè)備，進(jìn)而獲取到間隔相關(guān)聯(lián)設(shè)備的所有綜合信息進(jìn)行展示。

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作者簡(jiǎn)介

任 萱（1973—），女，江蘇鎮(zhèn)江人，高級(jí)工程師，從事變電運(yùn)維管理工作。

陸 琳（1984—），男，江蘇鎮(zhèn)江人，工程師，從事變電運(yùn)維工作。