福建省電力有限公司泉州電力技能研究院 林培玲 梁超泳

中國國際人才開發(fā)中心 萬志遠

為改善智能變電站給系統(tǒng)調(diào)試的巨大工作量，研究智能變電站設(shè)備集成運維仿真。通過信號的狀態(tài)序列仿真，驗證信號正確性，設(shè)計集成運維仿真操作平臺，建立運維仿真流程，完成智能變電站設(shè)備集成運維仿真研究。通過仿真實驗對設(shè)備配置標準一致性檢查后，測試設(shè)備裝置信號調(diào)試，驗證發(fā)送點與接收點是否一致，發(fā)現(xiàn)文中設(shè)備集成運維仿真方法的保護配置功能正常，可為智能變電站的安全穩(wěn)定和可靠運行提供保障。

1 智能變電站設(shè)備集成運維仿真研究

1.1 信號的狀態(tài)序列仿真

仿真參數(shù)管理是允許根據(jù)仿真需求設(shè)置相關(guān)的仿真參數(shù)，如在控制仿真過程中手動設(shè)置控制對象的位置信號與控制信號的對應(yīng)關(guān)系，控制的正向和反向響應(yīng)行為對象，以及遠程控制失敗錯誤代碼。遠程信號模擬是指利用智能設(shè)備模擬設(shè)備的信號輸出，并將其發(fā)送到監(jiān)控系統(tǒng)。此仿真替代了傳統(tǒng)的驗證信號正確性的方法，即通過實際設(shè)備動作發(fā)送信號或?qū)⑿盘柟捕伺c輸入部分短路。研究信號的狀態(tài)序列仿真中，展開遙控模擬操作，值得是對智能變電站設(shè)備的模擬，操作步驟為，首先接收到遙控操作請求，而后隔離設(shè)備開關(guān)以及軟壓板，用新的操作方式代替原有的方式，完成信號的序列仿真。信號的序列仿真計算，如公式(1)所示：

公式(1)中：di表示信號狀態(tài)序列；f表示操作請求次數(shù)；Gi表示斷路器；θ表示隔離開關(guān)；xij表示軟壓板。在信號仿真中，變電站信號的初始狀態(tài)是為設(shè)備剛啟動時的初始化過程而設(shè)計的。如果在運行過 程中信號運行值發(fā)生變化，設(shè)計信號運行狀態(tài)。在智能變電站設(shè)備中信號仿真支持的信號類型，主要包括、質(zhì)量、整數(shù)、浮點、布爾時間戳等數(shù)據(jù)類型，滿足各種應(yīng)用信號的仿真需求。綜合信息平臺系統(tǒng)提供變電站設(shè)備配置信息查看、一次接線圖查看、保護、實時通知、設(shè)備呼叫信息等功能。支持查看動作、報警、錄波通知、通訊狀態(tài)等實時事件。根據(jù)既定的測試目標確定初始和運行狀態(tài)信號值。假設(shè)在模擬設(shè)備上遇到信號變化的復雜情況，提出采取設(shè)置運行狀態(tài)下的信號變化曲線，達到模擬信號情況的實現(xiàn)，并支持遠程控制保護裝置。支持以文件格式在本地保存模型數(shù)據(jù)。如果遠程網(wǎng)絡(luò)無法連接到數(shù)據(jù)庫，則支持直接從本地模型文件啟動。此舉對于查詢和引用歷史數(shù)據(jù)很有效，信號仿真中最重要的是實時監(jiān)測信號的位移，在監(jiān)測到信號位移不對等時，及時處理。并檢測信號經(jīng)過處理后是否呈現(xiàn)對等狀態(tài)。

1.2 設(shè)計集成運維仿真操作平臺

在運維仿真操作平臺設(shè)計中，考慮到使用本平臺的人員并非全部都是專業(yè)人士，因此，采用大眾能接受的簡單、方便、快捷的方式設(shè)計平臺的各個界面，使非專業(yè)人士，也能輕易操控本文設(shè)計的集成運維平臺。在設(shè)計好操作界面的同時，在變電站中應(yīng)用新型技術(shù)及設(shè)備，將變電站之間的系統(tǒng)由關(guān)聯(lián)集成更換為相互關(guān)聯(lián)集成，此舉對變電站技術(shù)提出了更高的技術(shù)要求。

在智能變電站集成運維平臺搭建中，首先需要的是相關(guān)技術(shù)的支持，以及智能變電設(shè)備的先進程度。在變電站設(shè)備建設(shè)過程中，變電站信息安全保障系統(tǒng)需要實時監(jiān)控，保證變電站設(shè)備的安全運行，以及一些運行管理環(huán)境、風險研究等重要信息的安全性，在進行監(jiān)控的同時，還需要保證以上幾個重點信息的準確性和數(shù)據(jù)的完整性。與此同時，如果這些數(shù)據(jù)是來自多個信息系統(tǒng)，很難確保這些數(shù)據(jù)是否具有統(tǒng)一性、完整的功能。因此，提出一個功能強大的智能化變電站信息技術(shù)管理的工作站，以及全套與其相關(guān)經(jīng)營管理技術(shù)，為建立智能化變電站重要的信息系統(tǒng)部門所支撐。

1.3 建立運維仿真流程

隨著全球智能電網(wǎng)的發(fā)展，中國的電網(wǎng)公司面臨著更大的挑戰(zhàn)，需要將變電站電網(wǎng)運行的變化，實時監(jiān)控并做出快速的反應(yīng)。而目前，我國的智能電網(wǎng)公司面對龐大的電網(wǎng)數(shù)據(jù)，面臨著技術(shù)不足的問題，雖然近些年電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，但是，在技術(shù)上仍然沒有重大突破。因此，本文提出建立運維仿真流程，針對智能變電站中設(shè)備出現(xiàn)的問題，通過仿真的形式模擬解決。智能變電站的設(shè)備使用數(shù)量越來越多，隨之而來的就是研發(fā)出的各種新型設(shè)備，根據(jù)新型設(shè)備的特性，需要將越來越多的控制命令，精細化到每個設(shè)備的操作步驟中。如此龐大的工程，使我們開始思考，一種新的適用于現(xiàn)代變電站電網(wǎng)整體運行的控制方式。這種控制方式需要在最大程度上解放電網(wǎng)調(diào)度員，并對變電站中的電網(wǎng)的細節(jié)進行精準控制，使電網(wǎng)調(diào)度員將全部工作精力放在電網(wǎng)的整體運行操控上。本文研究此種控制方式，需要將每個節(jié)點的基本操作以及操作示意圖轉(zhuǎn)化成基本的操作指令，最后以反饋的形式發(fā)送給電網(wǎng)調(diào)度管理人員。與此同時，還需要對電網(wǎng)運行狀態(tài)進一步跟蹤分析，對可能存在的電網(wǎng)風險或者可能發(fā)生的變電站設(shè)備故障風險實時預(yù)測監(jiān)督，最大限度地滿足我國對智能變電站中電網(wǎng)安全運行的管控要求。目前，電網(wǎng)運行采用集中控制方式，所有設(shè)備運行指令均由調(diào)度部門下達。調(diào)度人員操作電網(wǎng)時，需要執(zhí)行特定的操作指令，操作流程如圖1所示。

圖1 集中控制模式下電網(wǎng)操作流程

如圖1所示，在變電站中，智能電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)運行以及分配模式，由電網(wǎng)調(diào)度員和電網(wǎng)調(diào)度管理系統(tǒng)負責，以此來確保電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性。運行精度取決于電網(wǎng)變電站工作人員和電網(wǎng)相應(yīng)的規(guī)章制度。在一定程度上對電網(wǎng)運行的調(diào)度準確性和運行精細化過程進行控制。

2 仿真應(yīng)用測試

2.1 配置標準一致性檢查

配置的檢查，首先需要準備一個仿真系統(tǒng)的上位機設(shè)備，該仿真系統(tǒng)的服務(wù)器是為了提供一種高性能服務(wù)，硬件的架構(gòu)上是采用了Power PC作為處理器，同時還具備了PGA、MPC8247的多個處理器功能。

利用仿真方法的SCL校檢功能來檢查變電站SCD模型文件一致性以及標準化檢查，首先進入SCL校檢界面，選擇SCL文件，并加載要校檢的模型文件，選擇模板并選擇靜態(tài)檢查，得到文件校檢報告。查看檢查輸出報告，確認SCD配置不存在錯誤項或者告警項，保證實驗測試的準確性。

2.2 設(shè)備裝置信號測試

為驗證文中方法的有效性，測試以仿真的形式，對SCD中的某一220線路，進行保護裝置調(diào)試，調(diào)試完畢后啟動信號配置仿真，驗證發(fā)送點與接收點是否一致，測試結(jié)果一致表示正確。測試結(jié)果如表1所示。

表1 保護裝置信號測試統(tǒng)計表

根據(jù)表1所示，斷路器總斷路器位置、保護用信號閉鎖重合閘、開關(guān)量輸入HWJ等發(fā)送點與接收點都一致，因此，得出文中設(shè)備集成運維仿真方法的保護配置功能正常。

結(jié)束語：本文研究的基于智能變電站的設(shè)備集成運維仿真技術(shù)，在一定程度上促進了仿真測試技術(shù)的發(fā)展，促進了智能變電站系統(tǒng)的安全運行。實驗以仿真的方式測試了文中方法的有效性，得出，文中方法在智能變電站系統(tǒng)設(shè)備集成運維中保護配置功能正常。此次研究還有一些不足之處，今后將對不足之處進一步研究改善，為智能變電站設(shè)備集成運維研究，提供有效參考。