新一代智能變電站調(diào)試重點問題

張玉珠　范斗　蘇海霞

【摘 要】隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，新一代智能變電站自動化設備對調(diào)試技術(shù)提出了更高的要求。如何最大的發(fā)揮智能化變電站自動化設備的效能，規(guī)范新一代自動化設備調(diào)試作業(yè)操作流程，提高智能化變電站自動化設備的運行可靠性，直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、可靠運行。本案例主要對智能化變電站綜自系統(tǒng)調(diào)試過程進行深入分析，總結(jié)調(diào)試環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵問題所在，提出智能化變電站自動化設備調(diào)試的標準作業(yè)指導流程。

【關(guān)鍵詞】測控系統(tǒng)；遠動系統(tǒng)；智能終端；合并單元；站控層；過程層；間隔層

1 背景描述

隨著國際電工委員會第57技術(shù)委員會2004年頒布應用于變電站通信網(wǎng)絡和系統(tǒng)的國際標準IEC61850標準，以及網(wǎng)絡、光纖通信技術(shù)的發(fā)展，綜自系統(tǒng)精簡傳統(tǒng)二次回路，建立數(shù)字化變電站綜自系統(tǒng)，后引入變電站高級功能，標準化通信、圖形和監(jiān)控信息采集，實現(xiàn)無人值守變電站，最終建立了新一代智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)。

新一代智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了全網(wǎng)運行數(shù)據(jù)的統(tǒng)一斷面采集、實時信息共享以及電網(wǎng)實時控制和智能調(diào)節(jié)；實現(xiàn)全網(wǎng)運行數(shù)據(jù)的統(tǒng)一斷面采集、實時信息共享以及電網(wǎng)實時控制和智能調(diào)節(jié)，支撐各級電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行和各類高級應用。

2 智能變電站存在的問題

隨著智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)的不斷投入，智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)試過程暴露出許多重要的共性問題，現(xiàn)總結(jié)如下：

2.1 時間同步問題

對于智能變電站，電壓、電流數(shù)據(jù)必須同步采樣。對于采樣不同間隔合并單元的數(shù)據(jù)尤其如此，特別是500kV部分可能出現(xiàn)電壓和電流從不同合并單元采集的情況，若電流合并單元和電壓合并單元對時有誤差，就會導致電壓電流角度不對，有功無功計算錯誤。

2.2 合并單元配置和精度問題

由于智能變電站遙測數(shù)據(jù)大都來源于合并單元，保護和測控是采用不同的計算輸出級，母線保護、線路保護等保護裝置必須配置保護級輸出，測控裝置和電能量計量表計必須配置計量級別輸出。如果配置錯誤，通常無法利用帶電測試檢查出錯誤。

2.3 網(wǎng)絡通信問題

在變電站SCD配置時，它們都是獨立網(wǎng)絡配置。通常出現(xiàn)地址、端口一字之差，導致整個網(wǎng)絡數(shù)據(jù)不通，工作白做等等。

2.4 檢修機制一致性問題

智能化變電站，由于共用合并單元和智能終端等過程層設備，裝置檢修時，檢修壓板只能就地操作，當壓板投入時，表示該裝置處于檢修狀態(tài)，裝置繼續(xù)發(fā)送GOOSE和SV報文的TEST位置位，同時接收裝置將與自身檢修壓板狀態(tài)比較，只有一致時，才作為有效處理，否則無效處理。因此常常發(fā)生在智能變電站因壓板不一致，導致保護運行狀態(tài)錯誤的問題。

2.5 虛端子連接問題

虛端子連接表包含了合并單元與智能終端GOOSE、SV信號的輸入和輸出關(guān)系，它的正確與否直接關(guān)系到四遙信息的正確性，常見因智能變電站SCD文件虛端子連接錯誤直接導致數(shù)據(jù)不可用。

3 改進措施和方法

3.1 針對不同時間同步問題，分類采取有效措施

在正常直采直跳方式的變電站，短時間對時異常影響是很小的，但條件允許時，建議盡快處理。對于網(wǎng)絡采集合并單元設備，要高度重視設備網(wǎng)絡對時問題，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，有條件的可以設置對時失步告警監(jiān)控信息，進一步有效加強監(jiān)控。對于站內(nèi)時間同步裝置可以采用支持北斗/GPS雙星對時，并考慮配備自守時原子鐘等，進一步提高智能變電站時間同步的可靠性。

3.2 規(guī)范投產(chǎn)前配置文件檢查和上報備案，確保不發(fā)生測量精度問題

針對智能變電站遙測數(shù)據(jù)來源于合并單元，合并單元存在多個輸出級容易發(fā)生混淆錯誤，加強投產(chǎn)前配置文件的檢查和校對，適時開展精度驗證，并在投產(chǎn)前將智能變電站配置文件上報備案，同時結(jié)合設備運行情況和設備檢修時，再次檢查、備份、上報校對，進一步提高智能變電站采集的準確性，確保不發(fā)生測量精度問題。

3.3 規(guī)范使用智能變電站網(wǎng)絡標識，結(jié)合網(wǎng)絡通信機理合理配置調(diào)試工具開展調(diào)試

要規(guī)范管理，做好相關(guān)標識和圖紙管理。其次在調(diào)試過程中應該充分了解智能變電站網(wǎng)絡通信機理，合理配置調(diào)試工具開展調(diào)試。針對過程層GOOSE/SV通信中斷，可以進行抓包分析。一是GOOSE/SV報文通信中斷時，首先要定位具體是哪個數(shù)據(jù)塊中斷、哪個裝置發(fā)送出來的；二是如果有端口指示燈的話，首先可以看數(shù)據(jù)燈是否亮，不亮的話首先排除物理連接問題；三是接著要判斷該斷鏈數(shù)據(jù)塊是否有公用，若該數(shù)據(jù)塊有多個裝置接收，且都報出斷鏈，則該發(fā)送裝置出問題的概率相對大一點，可以首先檢查該裝置。若該公用數(shù)據(jù)塊只有一個裝置斷鏈，其余裝置正常，則一般問題在接收端，可以優(yōu)先檢查；四是進一步處理，進行數(shù)據(jù)抓包。需要注意的是，抓取報文時，需要有收發(fā)鏈路，將抓取的報文按照SCD行核對；五是若抓取報文核對配置都一致時，可以考慮更換相應的接收端口，嘗試修改配置更換端口進行測試，以確定接收端口是否故障；六是裝置配置、裝置端口都確定無問題時，可以考慮更換相應的跳線、尾纜備用芯等，或者是測試下光纖損耗，一般光損都在-25db以下，若超過-30db，則可能損耗過大，接收光功率過低也可能導致接收無效異常。

針對站控層MMS通信中斷問題，若需要抓包，需要在交換機上做鏡像處理；無法將裝置網(wǎng)線拔掉進行抓包，裝置與后臺無連接時也沒有報文。因此通常采用方式有：一是當站內(nèi)出現(xiàn)個別裝置通信中斷，或者報出某個數(shù)據(jù)塊使能失敗，首先用后臺ping裝置IP，保證物理通道正常通信，若裝置ping不通，則查找確定裝置網(wǎng)口是否正常；二是進一步處理需要用第三方工具比如clientmmi等工具，對裝置進行數(shù)據(jù)連接，看裝置61850程序是否運行正常，若無法正常連接，則需要裝置進行處理；若能正常連接，則需要查看后臺是否能正常使能，看使能報告號是否正常等，此時需要后臺進行進一步處理；三是抓取MMS報文進行分析，抓包的方式有交換機做鏡像、接入HUB，或者后臺直接抓包等；四是若是公用裝置，特別是消弧線圈、有色譜等小批量裝置通信中斷，大多時候都是裝置61850程序運行異常導致，通過重啟裝置可以恢復，建議嘗試此方法。

3.4 規(guī)范使用智能變電站裝置檢修壓板

在智能變電站自動化設備中使用裝置檢修壓板，需要注意三方面。一是當智能變電站自動化設備處于運行狀態(tài)時，應禁止投入各裝置的檢修壓板；二是在對智能變電站自動化設備進行定檢時，應該事先了解清楚現(xiàn)場相關(guān)設備檢修壓板的配合邏輯，明確檢修壓板置位對保護裝置的影響，做好相關(guān)解決措施，確保不發(fā)生保護裝置被誤閉鎖現(xiàn)象；三是在智能變電站配置時，應該充分了解檢修壓板投退對于自動化和保護的影響，做好相關(guān)預防方案設計，充分發(fā)揮裝置檢修壓板的作用。

3.5 規(guī)范智能變電站調(diào)試流程，完成SCD文件虛端子連接的可靠驗證

按照《智能變電站調(diào)試規(guī)范》執(zhí)行，智能變電站的調(diào)試可按照一下流程：系統(tǒng)組態(tài)→系統(tǒng)測試→系統(tǒng)動模（可選）→現(xiàn)場調(diào)試→投產(chǎn)試驗。

4 結(jié)束語

隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，新一代智能變電站自動化設備大幅度增加，如何最大的發(fā)揮智能化變電站自動化設備的效能，顯得越發(fā)重要，在上述規(guī)范的智能變電站自動化設備調(diào)試作業(yè)操作流程指引下，新一代智能化變電站自動化設備的運行可靠性穩(wěn)步提高，為電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、可靠運行提供了可靠保障。

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