任永青

摘要：智能變電站是智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)和支撐，按照國家電網(wǎng)公司“節(jié)約環(huán)保、 功能集成、配置優(yōu)化、工藝一流”的核心理念，智能化變電站的建設(shè)經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)配送式智能化變電站、新一代智能化變電站、裝配式智能化變電站三個階段。在國家電網(wǎng)公司“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、工廠化加工、裝配式建設(shè)” 理念的引領(lǐng)下，智能變電站不斷升級優(yōu)化，使我國電力系統(tǒng)運(yùn)行更穩(wěn)定、智能。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng);二次設(shè)備;運(yùn)維;新技術(shù)

我國智能電網(wǎng)建設(shè)對二次設(shè)備的運(yùn)維非常重視，根據(jù)二次設(shè)備實(shí)際工作需求形成了數(shù)字化、智能化運(yùn)維監(jiān)測體系，對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，有效降低了設(shè)備故障率。同時，針對風(fēng)險項(xiàng)開展對應(yīng)的二次設(shè)備日常巡檢和維護(hù)，大大減少了運(yùn)維人員工作量，提升了設(shè)備運(yùn)行的可靠性，已經(jīng)成為新時期智能電網(wǎng)建設(shè)的重中之重。

1 智能電網(wǎng)二次設(shè)備運(yùn)維現(xiàn)狀需求

傳統(tǒng)的電網(wǎng)監(jiān)測主要通過人工巡檢和視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，不能進(jìn)行關(guān)鍵線路、設(shè)備數(shù)據(jù)的實(shí)時采集，整體監(jiān)測效果較差。而智能電網(wǎng)在傳統(tǒng)電網(wǎng)基礎(chǔ)上進(jìn)行了設(shè)備升級，完成了定點(diǎn)數(shù)據(jù)采集，且借助數(shù)據(jù)采集裝置、繼電保護(hù)裝置、微機(jī)系統(tǒng)等形成高度集成的電網(wǎng)體系，輸配電安全系數(shù)明顯提升。在智能電網(wǎng)中二次設(shè)備的運(yùn)維工作需實(shí)現(xiàn)可視化運(yùn)維、定制化檢修和智能化管理的目標(biāo)，尤其在智能化 中需構(gòu)建虛擬監(jiān)測系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的在線監(jiān)測和智能診斷。

2 智能電網(wǎng)二次設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計

2.1 信息分層

智能電網(wǎng)二次設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)主要包括站控層、間隔層和過程層三部分。站控層主要為監(jiān)控計算機(jī)，能對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行計算和處理;間隔層主要為CSC-101線路保護(hù)裝置，能檢測智能電網(wǎng)線路運(yùn)行狀態(tài);過程層主要為互感接口、操作開關(guān)及輸配電保護(hù)元件，能及時控制異常運(yùn)行線路。目前，我國二次設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)主要通過IEC61850實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化信息分層設(shè)置，借助后臺監(jiān)控系統(tǒng)、運(yùn)動機(jī)、信息保護(hù)系統(tǒng)、主站/廠站系統(tǒng)等完成數(shù)據(jù)集成處理，能在智能電網(wǎng)出現(xiàn)異常信 號后及時閉鎖后臺。

2.2 數(shù)據(jù)描述

智能電網(wǎng)二次設(shè)備監(jiān)控數(shù)據(jù)描述的過程中需要依照數(shù)據(jù)對象進(jìn)行統(tǒng)一建模，從數(shù)據(jù)狀況出發(fā)設(shè)置相應(yīng)的數(shù)據(jù)對象格式，確保系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的順利傳輸。我國二次設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計過程中的一般數(shù)據(jù)描述主要選用IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)，在該基礎(chǔ)上確定各服務(wù)終端的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型，分析變電網(wǎng)中的數(shù)據(jù)對象，并設(shè)置相應(yīng)的邏輯節(jié)點(diǎn)。為此，可以依照數(shù)字化處理要求設(shè)置為“面向點(diǎn)”的抽象描述方式。如依照103規(guī)約中的信息對象描述要求，完成信息數(shù)據(jù)源的匹配，確定數(shù)據(jù)接收方及對應(yīng)的智能電網(wǎng)工作量，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)和交互，以降低數(shù)據(jù)管理的難度，提升系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)效益。除此之外，在描述設(shè)置的過程中還需要強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)自描述標(biāo)準(zhǔn)，依照IEC 61850中面向?qū)ο蟮淖悦枋鲋笜?biāo)設(shè)定對象屬性，以保證智能電網(wǎng)能夠順利實(shí)現(xiàn)信息交互。

2.3 接口服務(wù)

智能電網(wǎng)二次設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)接口服務(wù)設(shè)置的過程中主要通過ACSI標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)。該標(biāo)準(zhǔn)明確了各接口型號標(biāo)準(zhǔn)，并依照通信及應(yīng)用層協(xié)議需求設(shè)置接口通信規(guī)約，以保證其通信能夠順利實(shí)現(xiàn)。智能電網(wǎng)主要為Client/Server通信服務(wù)模式，通過智能數(shù)據(jù)采集完成Peer-to-Peer的信息獲取，確定二次設(shè)備運(yùn)行時的通信數(shù)據(jù)。與此同時，還對監(jiān)測系統(tǒng)中的 GOOSE服務(wù)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)定，確定智能電網(wǎng)中模擬量、數(shù)字量的采集指標(biāo)，以全面提升監(jiān)控系統(tǒng)通信效益。以IEC 61850中的標(biāo)準(zhǔn)而言，二次設(shè)備監(jiān)測工作開展時能夠通過ACSI接口設(shè)定映射，對協(xié)議站進(jìn)行訪問，從而完成各項(xiàng)服務(wù)需求。

3 智能電網(wǎng)二次設(shè)備運(yùn)維工作的開展

3.1 狀態(tài)檢查

對間隔裝置檢修狀態(tài)進(jìn)行檢查，確定TEST位保護(hù)狀態(tài)的有效性。對存在問題的TEST位要重新設(shè)置GOOSE發(fā)送，觀察GOOSE狀態(tài)，確定GOOSE是否能夠?qū)崿F(xiàn)二次設(shè)備的防誤動。在系統(tǒng)接入電子式傳感器后可以適當(dāng)對智能電網(wǎng)旁路進(jìn)行調(diào)整，將旁路代替主路，保持雙套運(yùn)行，以最大限度降低主變系統(tǒng)故障對智能電網(wǎng)運(yùn)行的影響。此外，還需要強(qiáng)調(diào)母差保護(hù)。一般母差保護(hù)過程中首先要對線路中的光纖進(jìn)行調(diào)整，將其與母差保護(hù)柜和母差保護(hù)子站之間連接，完成通信網(wǎng)的構(gòu)建。

3.2 診斷報告

二次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)智能監(jiān)測過程中需要依照狀態(tài)檢查結(jié)果形成相應(yīng)的智能告警，可以結(jié)合具體狀況分別設(shè)計為分級分類告警、重要告警、頻繁告警等。該告警信息中需要包括故障定位數(shù)據(jù)、區(qū)域異常數(shù)據(jù)、風(fēng)險評估數(shù)據(jù)三部分內(nèi)容。故障定位數(shù)據(jù)主要借助GPRS和GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)，通過現(xiàn)場裝置和系統(tǒng)裝置快速定位;異常數(shù)據(jù)一般為開關(guān)量狀況數(shù)據(jù)、正常倒閘操作回路數(shù)據(jù)、模擬量數(shù)據(jù)、錄波數(shù)據(jù)、保護(hù)動作數(shù)據(jù)、GOOSE返校數(shù)據(jù)等;風(fēng)險數(shù)據(jù)主要是依照專家系統(tǒng)評估對上述異常情況導(dǎo)致智能電網(wǎng)運(yùn)行中斷的可能性，從風(fēng)險項(xiàng)、風(fēng)險程度、風(fēng)險嚴(yán)重性等多維度實(shí)現(xiàn)快速風(fēng)險評估，形成風(fēng)險預(yù)案。

3.3 分析存儲

網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測的過程中需要設(shè)置好網(wǎng)絡(luò)報文檢測器，依照新時期智能電網(wǎng)運(yùn)行需求實(shí)現(xiàn)改造和升級，以全面提升通信監(jiān)測效益。一般網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測過程中要對通信記錄及分析系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建，通過以太網(wǎng)將通信記錄儀和分析儀連接，形成完整的網(wǎng)絡(luò)報文監(jiān)測系統(tǒng)，對智能電網(wǎng)運(yùn)行過程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。上述網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)χ髡局蠱MS網(wǎng)的報文進(jìn)行實(shí)時分析，確定報文的有效性、可靠性，并多層監(jiān)測GOOSE網(wǎng)狀態(tài)，確定特殊SMV數(shù)值，進(jìn)行故障區(qū)域評估，實(shí)現(xiàn)故障實(shí)時定位。

結(jié)束語：

二次設(shè)備作為智能電網(wǎng)的重要組成部分，對電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行具有非常積極的意義。在二次設(shè)備運(yùn)維過程中需要利用好智能電網(wǎng)的自我監(jiān)測和調(diào)控功能，形成系統(tǒng)化、集成化的監(jiān)測體系，在可視化技術(shù)和智能診斷技術(shù)基礎(chǔ)上完成設(shè)備狀態(tài)的檢查，從根本上提升智能電網(wǎng)二次設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益和安全效益，實(shí)現(xiàn)我國智能電網(wǎng)建設(shè)的優(yōu)化和升級。

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