邢耀杰 李艷

摘 要：智能變電站（Intelligent substation，IS）提出了多功能測控裝置，從而提高系統(tǒng)的集成度，布局合理性。本文介紹相關的多功能測控裝置的特性以及軟件與硬件的基本框架。該裝置應用在智能變電站示范工程后，變電站應用的二次設備數(shù)目得到簡化，其二次系統(tǒng)的集成度得到大大改進。

關鍵詞：智能變電站；多功能測控裝置；軟硬件

隨著智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展，其智能變電站的要求也在不斷的提高。智能變電站主要負責電網(wǎng)數(shù)據(jù)的采集，電網(wǎng)控制指令的發(fā)布。智能變電站從設計、設備、控制出發(fā)，提高系統(tǒng)集成度，結構布局合理性，裝備的適用性和先進性以及環(huán)保節(jié)能性，最終實現(xiàn)調控一體化。

考慮到當前測控裝置中存在的弊端，本課題引進了功能集成的多功能測控裝置，從而改進系統(tǒng)的集成度，并多功能測控裝置實現(xiàn)過程。

1 多功能測控裝置的總體框架

1.1 功能構成

其功能主要如下：

同期合閘操作、間隔層邏輯閉鎖、量測量以及狀態(tài)量采集等；

其中，非關口計量功能包括：采集、凍結、計算、轉換以及存儲電量；同步相量采集功能包括：實時測量本間隔的接入的開關信息、I以及U等，同時將信息上傳至主站。

1.2 通信接口

通過IEC 61850-9-2網(wǎng)絡模式，過程層中儀器儀表與多功能測控裝置之間建立通信連接。為收集現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)，將SV與GOOSE使用同一個網(wǎng)關，通過 GOOSE收集高壓側和低壓側設備的信息量。

本裝置采用報告及其他IEC 61850 Client/Server的方式，達到站控層MMS口的測控功能通信要求，完成控制指令的下達任務。利用Client/Server 方式的報告、信息上傳等服務，完成計量數(shù)據(jù)、計量凍結資料、遙測數(shù)據(jù)以及狀態(tài)信息的上傳。為保證同步相量傳輸?shù)膶崟r性，本裝置的同步相量數(shù)據(jù)是通過獨立網(wǎng)口傳送的，通信協(xié)議為 IEEE Std C37.118。

1.3 硬件結構

多功能測控裝置采用基于飛思卡爾MPC系列處理器設計的CPU插件作為硬件核心，該CPU在通信、計算性能方面都有出色表現(xiàn)，足夠滿足實際要求。

過程層數(shù)據(jù)處理插件的功能包括：收集SV信息量、傳送GOOSE信號并提供以太網(wǎng)過程總線接口（冗余100M）。實現(xiàn)計算后的過程層數(shù)據(jù)信息發(fā)送至CPU進行進一步運算控制。圖1為本裝置的硬件系統(tǒng)總體方案。

1.4 軟件結構

其軟件結構各模塊包含的具體功能如圖2軟件系統(tǒng)結構所示。

2 示范工程應用

2017年10月，該裝置在內(nèi)蒙古220kV變電站進行現(xiàn)場安裝測試后正式進入運營階段。通過實際數(shù)據(jù)測試，得出該裝置具有以下幾種特點：

2.1 高度裝置功能集成性

站內(nèi)設備，如相量測量和非關口計量裝置等被退役，站內(nèi)設備數(shù)目明顯降低，集成性也得到改進，運行人員工作效率得到改善，同時變電站的運營成本也得到很大的縮減。

2.2 通信接口標準規(guī)范性性

多功能測控裝置各協(xié)議均符合IEC 61850規(guī)定。利用Client/Server 方式的報告、信息上傳等服務，完成計量數(shù)據(jù)、計量凍結資料、遙測數(shù)據(jù)以及狀態(tài)信息的上傳，保證同步相量傳輸?shù)膶崟r性。

2.3 支持狀態(tài)檢修功能

本裝置硬件設計專業(yè)化。其一，其自檢范圍涉及：電源、CPU以及存儲器等易損裝置；其二，通過 IEC-61850 邏輯節(jié)點上送網(wǎng)絡通信接口光模塊等裝置各部位的溫度信息至后臺系統(tǒng)，在此基礎上檢修全站設備。

3 總結

本課題對智能變電站中多功能測控裝置的總體框架，包括功能、通信接口、軟硬件等進行了分析，并將該裝置在應用到現(xiàn)場中，通過實時監(jiān)測，證明該裝置能夠夠有效的改善變電站的集成性，增強電網(wǎng)運行可靠性，降低了運行成本。本項目的投運成果為進一步完善該裝置功能奠定了基礎，為后續(xù)工程拓展積累了豐富的工程應用經(jīng)驗。

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