智能變電站網(wǎng)絡(luò)二次系統(tǒng)及其在線監(jiān)測(cè)研究

梁材

摘 要：隨著電力系統(tǒng)智能化水平的不斷提升，智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，它將常規(guī)的電氣二次回路用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行替代，不僅為在線監(jiān)測(cè)提供了基礎(chǔ)，更加提升了電力網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性。但是，隨著智能變電站網(wǎng)絡(luò)二次系統(tǒng)的不斷應(yīng)用及其在線監(jiān)測(cè)中發(fā)揮作用的日益重要性，隨之而來(lái)產(chǎn)生了很多問(wèn)題，既影響了智能化水平的進(jìn)一步提高，也對(duì)現(xiàn)行電網(wǎng)系統(tǒng)造成潛在威脅。因此，在總結(jié)過(guò)去智能變電站網(wǎng)絡(luò)化二次系統(tǒng)基礎(chǔ)上，對(duì)其存在的問(wèn)題和不足進(jìn)行分析，并進(jìn)一步探究造成這些不足的原因，以為其在在線監(jiān)測(cè)工作中的優(yōu)化應(yīng)用提供參考意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：智能變電站 網(wǎng)絡(luò)二次系統(tǒng) 在線監(jiān)測(cè)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）03（a）-0220-02

1 智能變電站網(wǎng)絡(luò)二次系統(tǒng)應(yīng)用概述

1.1 智能變電站網(wǎng)絡(luò)二次系統(tǒng)概念及其功能

所謂網(wǎng)絡(luò)二次系統(tǒng)，就是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)建，替代傳統(tǒng)的電氣二次回路，從而為電力網(wǎng)絡(luò)提供需求和服務(wù)，例如在線監(jiān)測(cè)的服務(wù)。在該系統(tǒng)中，過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、過(guò)程層組網(wǎng)、可靠性和實(shí)時(shí)性分析、全站通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及在此基礎(chǔ)上建立的網(wǎng)絡(luò)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)共同協(xié)調(diào)運(yùn)作，完成了監(jiān)測(cè)工作。在該系統(tǒng)中，智能變電站網(wǎng)絡(luò)二次技術(shù)得到了充分應(yīng)用，涵蓋了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、智能二次設(shè)備配置、模型報(bào)文輸出以及各類(lèi)電力技術(shù)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)。隨著技術(shù)水平的不斷提升，智能變電站網(wǎng)絡(luò)化二次系統(tǒng)已經(jīng)不再拘泥于傳統(tǒng)形式，迫切需求建立全景信息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)優(yōu)化，并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)目標(biāo)。

1.2 智能變電站網(wǎng)絡(luò)化二次系統(tǒng)及其在線監(jiān)測(cè)研究的重要性

雖然，我國(guó)從二十世紀(jì)九十年代就開(kāi)始了變電站智能系統(tǒng)和自動(dòng)化系統(tǒng)的研究和應(yīng)用，并不斷進(jìn)行了技術(shù)創(chuàng)新和提升。但是變電站自動(dòng)化系統(tǒng)及其在線監(jiān)測(cè)工作仍然出現(xiàn)了很多問(wèn)題。

（1）智能站二次設(shè)備互操作性差。在該系統(tǒng)中，二次設(shè)備是重要的組成部分，普通互感器是所謂的一次設(shè)備，而有源式電子式互感器，如ECT、EVT、ECVT等則是具有消除傳統(tǒng)鐵心線圈磁飽和問(wèn)題，進(jìn)一步抗干擾等功能的二次設(shè)備。然而，在系統(tǒng)中，這些二次設(shè)備的互操作性卻很差，很難充分發(fā)揮整體功效。

（2）網(wǎng)絡(luò)化二次系統(tǒng)的可擴(kuò)展性差。一般來(lái)說(shuō)，在系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和層次是有限度的，不可能進(jìn)行無(wú)限延伸，而且系統(tǒng)在保障原有作業(yè)績(jī)效基礎(chǔ)上的進(jìn)一步擴(kuò)展難度也很大。

（3）信息共享難度大。智能變電站網(wǎng)絡(luò)二次化及其在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)雖然與過(guò)去相比，已經(jīng)有了很大的優(yōu)勢(shì)，但是當(dāng)將其應(yīng)用在大范圍、大區(qū)域時(shí)，信息間溝通就會(huì)形成障礙，很難進(jìn)行全面共享。

（4）網(wǎng)絡(luò)二次化在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可靠性差，安全問(wèn)題堪憂。相對(duì)來(lái)說(shuō)，該系統(tǒng)的可靠性較之過(guò)去有了質(zhì)的飛越，但是面對(duì)不斷變化的外部環(huán)境，仍然難以抗拒不確定性因素的影響，加之受不同區(qū)域自然條件、社會(huì)條件、人文條件等的綜合影響，使用過(guò)程的安全性和可靠性難以確保。

基于以上問(wèn)題，有必要也有義務(wù)在總結(jié)過(guò)去網(wǎng)絡(luò)化二次系統(tǒng)及其在線監(jiān)測(cè)工作，并就其存在的問(wèn)題和原因進(jìn)行深度分析，為實(shí)現(xiàn)更好地應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

2 智能變電站網(wǎng)絡(luò)二次系統(tǒng)及其在線監(jiān)測(cè)研究

2.1 智能變電站網(wǎng)絡(luò)二次系統(tǒng)解析

要對(duì)網(wǎng)絡(luò)二次化系統(tǒng)及其在線監(jiān)測(cè)問(wèn)題進(jìn)行研究，首先要對(duì)智能變電站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)容進(jìn)行把握。一般來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)化二次系統(tǒng)及其應(yīng)用主要包括了四個(gè)主要部分，分別是：變電站系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、變電站二次設(shè)備、變電站模型與報(bào)文、變電站工程調(diào)試與應(yīng)用。在此對(duì)于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其與在線監(jiān)測(cè)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行進(jìn)一步分析。

（1）智能變電站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。從目前來(lái)看，一般智能變電站具有三層結(jié)構(gòu)，即是過(guò)程層、間隔層、站控層。過(guò)程層包括了合并單元和智能終端。而間隔層則包括了保護(hù)裝置、測(cè)控裝置、網(wǎng)絡(luò)分析儀等重要設(shè)備和儀器。站控層則主要是監(jiān)控主機(jī)、操作員主機(jī)、五防主機(jī)、遠(yuǎn)動(dòng)裝置、保信子站等內(nèi)容。這三個(gè)層次都具有十分重要的影響，并決定著智能化的高低。但是在其實(shí)際的在線監(jiān)測(cè)工作中，如何調(diào)度好不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)本身就十分困難，且系統(tǒng)內(nèi)部互感器、控制裝置、各類(lèi)主機(jī)等的性能和應(yīng)用如果不當(dāng)，輕則無(wú)法發(fā)揮其最大成效，提供更準(zhǔn)確更全面的監(jiān)測(cè)信息，對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行智能化的控制和信息反饋以及故障排除，重則形同虛設(shè)，沒(méi)有成效。

（2）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的二次設(shè)備。眾所周知，要實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)，不僅要構(gòu)建最優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，還應(yīng)該關(guān)注二次設(shè)備的配置和調(diào)試。在傳統(tǒng)互感器基礎(chǔ)上添加有源式電子式互感器，大大解決了系統(tǒng)中遇到的電磁問(wèn)題，降低工作過(guò)程的損耗，加強(qiáng)了合并單元工作成效。如何實(shí)現(xiàn)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的最優(yōu)結(jié)合是未來(lái)系統(tǒng)提升和監(jiān)測(cè)工作改善的重難點(diǎn)。

2.2 智能變電站網(wǎng)絡(luò)二次系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)難題

雖然網(wǎng)絡(luò)二次系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)一步提升了智能變電站的技術(shù)水平和工作成效，但是理想的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不僅滿(mǎn)足當(dāng)前需要，應(yīng)該構(gòu)成雙網(wǎng)冗余結(jié)構(gòu)的獨(dú)立過(guò)程網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步達(dá)到變電站信息采集、傳輸、處理、輸出過(guò)程的全部數(shù)字化，從而滿(mǎn)足設(shè)備智能化、通信網(wǎng)絡(luò)化、運(yùn)行管理自動(dòng)化等需求，實(shí)現(xiàn)信息的全面共享?？偨Y(jié)目前其在在線監(jiān)測(cè)工作中遇到的問(wèn)題，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）信息的分類(lèi)歸集難度大。過(guò)去，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)我們能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行信息的自動(dòng)化記錄，并依據(jù)記錄信息進(jìn)行邏輯判斷。但是這種記錄是有局限性的，其局限性就在于沒(méi)法對(duì)信息進(jìn)行分類(lèi)，無(wú)法根據(jù)設(shè)備功能或是性能差異進(jìn)行自動(dòng)歸集，以方便應(yīng)用者的使用。

（2）自動(dòng)定位巡查能力差。目前的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還不具備追蹤查找的指令和能力，或者說(shuō)這方面的技術(shù)還是不成熟的，當(dāng)我們需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)內(nèi)的某個(gè)信息或某片區(qū)域進(jìn)行定位查詢(xún)時(shí)，智能站就無(wú)法完成我們提交的任務(wù)。

（3）信息冗雜，辨識(shí)能力差。目前的網(wǎng)絡(luò)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)更多是提供大量信息的顯示，一方面這些信息中沒(méi)有直接定位異?；蚴枪收蠄?bào)警的內(nèi)容，更多的是全部展示；另一方面，當(dāng)工作人員進(jìn)行相關(guān)設(shè)備和系統(tǒng)的調(diào)試、運(yùn)行時(shí)需要依據(jù)這些信息開(kāi)展工作，但是過(guò)多信息造成辨識(shí)能力差，無(wú)法快速高效地找出有效信息，大大降低了工作效率。

（4）監(jiān)測(cè)的安全性有待提高。安全問(wèn)題對(duì)于電力網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)尤為重要，現(xiàn)實(shí)生活中電力應(yīng)用安全事故以及與之相關(guān)的犯罪行為屢見(jiàn)不鮮，這都需要我們提升監(jiān)測(cè)工作的安全性。但是，當(dāng)前的能力和資源很難支撐大范圍甚至是部分區(qū)域的監(jiān)測(cè)工作。

3 智能變電站網(wǎng)絡(luò)二次系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)提升

為了提升網(wǎng)絡(luò)二次系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)功能，作為電力系統(tǒng)重要組成部分，我們要團(tuán)結(jié)一致，不斷克服問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新與改革。

3.1 以技術(shù)為主，強(qiáng)化在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)改善

在智能變電站網(wǎng)絡(luò)二次系統(tǒng)中，最為核心的就是技術(shù)。目前，國(guó)內(nèi)外同行業(yè)間的交流日益增多，以在線監(jiān)測(cè)為目標(biāo)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件正不斷被研發(fā)和改善。最重要的一點(diǎn)在于注重信息平臺(tái)的構(gòu)建，通過(guò)技術(shù)應(yīng)用建立網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，并在平臺(tái)支撐基礎(chǔ)上，進(jìn)行適度地拓展。并通過(guò)系統(tǒng)接口改善，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一訪問(wèn)，提高數(shù)據(jù)共享能力。與此同時(shí)，應(yīng)該增強(qiáng)系統(tǒng)間的互操作性，不同監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)信息能夠?qū)崿F(xiàn)共享，從而有助于日常數(shù)據(jù)的分類(lèi)保存、分析、在線診斷和評(píng)估等。

3.2 加強(qiáng)多種技術(shù)的綜合應(yīng)用

在新的歷史時(shí)期，要特別注重多種技術(shù)的結(jié)合，才能更好地完成網(wǎng)絡(luò)二次系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)工作。例如通過(guò)GIS在配電網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，能夠更好進(jìn)行地理信息探測(cè)和相關(guān)的模擬試驗(yàn)，從而對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部故障或是重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確定位和數(shù)據(jù)搜集。此外，通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等日新月異，只有從電力系統(tǒng)、地理系統(tǒng)、信息系統(tǒng)等多角度進(jìn)行技術(shù)應(yīng)用，才能更好實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)目標(biāo)。

3.3 加強(qiáng)智能變電站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)人才的培養(yǎng)

人才是監(jiān)測(cè)工作的基礎(chǔ)，只有具備專(zhuān)業(yè)知識(shí)的技術(shù)人才才能夠在實(shí)際工作開(kāi)展時(shí)應(yīng)對(duì)各種挑戰(zhàn)。但當(dāng)前，無(wú)論是電力系統(tǒng)人才還是監(jiān)測(cè)管理人才都十分缺乏。在現(xiàn)有條件下，只有加強(qiáng)人才培養(yǎng)，對(duì)員工進(jìn)行職業(yè)培訓(xùn)，幫助他們更好學(xué)習(xí)智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，教會(huì)他們判斷問(wèn)題和解決問(wèn)題的方式方法，才能夠更好結(jié)合實(shí)踐需求，提升監(jiān)測(cè)工作的水平和質(zhì)量。

3.4 強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

雖然智能變電站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和實(shí)際的運(yùn)行工作存在不同程度的差異，但是從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化出發(fā)，將系統(tǒng)內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行層次設(shè)置，重點(diǎn)部位重點(diǎn)關(guān)注，并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)二次設(shè)備的合理布局和應(yīng)用，在提升系統(tǒng)性能基礎(chǔ)上，做好維護(hù)和記錄工作，在線監(jiān)測(cè)才能健康持續(xù)運(yùn)行下去。

4 結(jié)束語(yǔ)

智能變電站網(wǎng)絡(luò)二次系統(tǒng)的出現(xiàn)和應(yīng)用，大大提高了工作效率，借助通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了信息的共享，為在線監(jiān)測(cè)工作奠定了基礎(chǔ)。未來(lái)，我們需要不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和研究，爭(zhēng)取通過(guò)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級(jí)，實(shí)現(xiàn)信息最大限度的共享，從而為我們?cè)诰€監(jiān)測(cè)工作的提升創(chuàng)造條件。

參考文獻(xiàn)

[1] 高翔.智能變電站技術(shù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2012.

[2] 杜振華.基于MMS與GOOSE網(wǎng)合一的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)保護(hù)設(shè)計(jì)[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2010.

[3] 陳亦平.基于IEC61850-9-2數(shù)字化變電站的二次檢修[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2011.