智能變電站繼電保護(hù)網(wǎng)絡(luò)可視化研究與應(yīng)用

褚建光

摘要：現(xiàn)當(dāng)今，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，變電站綜合技術(shù)的發(fā)展也在加快，傳統(tǒng)的自動化變電站逐步被智能化變電站所取代，與傳統(tǒng)變電站由確定的電纜組成的電氣回路所不同，智能變電站由光纖組成了虛擬的二次回路，由虛端子取代了實(shí)體二次端子排，這些變化帶來了諸多問題，比如繼電保護(hù)網(wǎng)絡(luò)信息不透明，物理鏈路與報(bào)文聯(lián)系不確定，智能電子設(shè)備（IED）通信鏈路不清楚等，由此增加了智能站運(yùn)行、檢修工作的難度。為了解決這些問題，需要將智能站繼電保護(hù)網(wǎng)絡(luò)可視化，基于變電站配置描述文件（SCD）可以獲取IED之間的通信邏輯關(guān)系，為實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)網(wǎng)絡(luò)可視化提供了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：智能變電站;繼電保護(hù);網(wǎng)絡(luò)可視化;應(yīng)用

引言

隨著科學(xué)的不斷進(jìn)步，電力系統(tǒng)逐漸走向智能化以及集成化的發(fā)展方向。為了較好地提升繼電保護(hù)的效率，促進(jìn)智能變電站更好地為人們服務(wù)，分析了智能變電站中繼電保護(hù)過程出現(xiàn)的故障及問題，并針對故障提出了處理解決的方案，以供參考。

1繼電保護(hù)可視化系統(tǒng)的主要功能

在智能變電站中，存在著數(shù)量眾多的電力電子設(shè)備，為確保智能變電站的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，這些設(shè)備需要長時(shí)間處于高負(fù)荷的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，由此使得設(shè)備的故障幾率隨之增大。而在繼電保護(hù)裝置中，對可視化技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用后，可構(gòu)建起繼電保護(hù)可視化系統(tǒng)，由此可對站內(nèi)電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行可視化監(jiān)控，從而可及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障問題，通知操作人員進(jìn)行處理，為智能變電站的以可靠運(yùn)行提供了保障。

1.1智能報(bào)警

在智能變電站中，可視化系統(tǒng)的智能報(bào)警是較為重要的功能之一，該功能是以站內(nèi)繼電保護(hù)裝置為基礎(chǔ)，按照相關(guān)電力電子設(shè)備的需要，設(shè)計(jì)開發(fā)專用的數(shù)據(jù)庫，對智能變電站運(yùn)行過程中，所有設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行智能分析與處理，由此所得的結(jié)果，會通過顯示器直觀呈現(xiàn)給設(shè)備維護(hù)人員，通過異常數(shù)據(jù)，維護(hù)人員可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備的故障問題，從而為故障處理提供了可靠依據(jù)，處理速度隨之顯著提升。

1.2負(fù)荷控制

對于智能變電站而言，由于其中的電力電子設(shè)備數(shù)量較多，所以在日常運(yùn)行中，繼電保護(hù)裝置可能會出現(xiàn)滿負(fù)荷的情況。通過可視化系統(tǒng)對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測時(shí)，可實(shí)現(xiàn)負(fù)荷控制智能化，當(dāng)可視化系統(tǒng)采集到設(shè)備高負(fù)荷運(yùn)行的信息后，系統(tǒng)會自行完成相關(guān)方案的制定，并對該問題進(jìn)行快速處理，通過優(yōu)化調(diào)整，降低負(fù)荷，避免故障問題的發(fā)生，變電站的運(yùn)行穩(wěn)定得到了保障。當(dāng)問題處理完畢后，可視化系統(tǒng)會自動對相關(guān)信息進(jìn)行存儲，為日后查詢提供依據(jù)。

1.3信息維護(hù)

智能變電站能否保持穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行狀態(tài)，除了與設(shè)備的運(yùn)行情況及配合有關(guān)之外，還與相關(guān)信息的收集、整理和分析有著密切的關(guān)聯(lián)。利用可視化系統(tǒng)，能夠?qū)φ緝?nèi)設(shè)備的運(yùn)行信息進(jìn)行收集，并對不同的信息進(jìn)行分類存儲，由此使得設(shè)備信息得到了有效地維護(hù)，信息的作用得以最大限度地發(fā)揮。

2繼電保護(hù)可視化技術(shù)在智能變電站中的應(yīng)用

為提高智能變電站的運(yùn)行穩(wěn)定性，可對繼電保護(hù)可視化技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用，據(jù)此，本文設(shè)計(jì)開發(fā)了一套繼電保護(hù)可視化系統(tǒng)，當(dāng)變電站內(nèi)的設(shè)備出現(xiàn)故障后，可視化系統(tǒng)能夠?qū)收闲畔⑦M(jìn)行記錄，并完成智能化分析，隨后以圖形或是圖表的形式，對分析結(jié)果進(jìn)行可視化呈現(xiàn)。該系統(tǒng)的應(yīng)用思路如下：可在故障錄波分析設(shè)備中添加一個(gè)可視化模塊，以此來實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障的可視化顯示，按照故障發(fā)生的先后順序，對整個(gè)過程進(jìn)行記錄，同時(shí)，對保護(hù)動作記性回放。故障動作后，系統(tǒng)記錄的文件包括中間節(jié)點(diǎn)、動作簡報(bào)、故障錄波等。

2.1中間節(jié)點(diǎn)文件

該文件中主要包括如下信息：設(shè)備保護(hù)邏輯的動作情況、故障錄波等，這部分信息可用于可視化圖形回放。從記錄的內(nèi)容上看，故障錄波與中間節(jié)點(diǎn)所記錄的內(nèi)容屬于同一類信息，前者以故障概況為主，后者是對故障問題的進(jìn)一步分析，記錄了故障發(fā)生時(shí)的細(xì)節(jié)，由此可為故障的快速處理提供依據(jù)。

2.2分析繼電保護(hù)中故障信息生成情況

一旦在智能變電站中的繼電保護(hù)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，就需要啟動變電站中繼電保護(hù)的系統(tǒng)。在這一過程中無論進(jìn)行何種操作，此系統(tǒng)都能夠自動對歷史操作的情況進(jìn)行完整保護(hù)以及記錄。這些有用的數(shù)據(jù)則可以通過數(shù)據(jù)文件的情況進(jìn)行保存，其中包括動作簡報(bào)文件、故障錄波文件以及中間節(jié)點(diǎn)文件。因此，在實(shí)際繼電保護(hù)中就可以通過此裝置記錄故障情況，即通過DL/T860展開操作。此時(shí)，一旦繼電保護(hù)中的裝置啟動或關(guān)閉，系統(tǒng)都會生成自動故障的錄波文件，在此文件中主要記錄各個(gè)時(shí)間以及中間節(jié)點(diǎn)的時(shí)間都是一致的。然而若發(fā)生故障的情況，錄波文件和中間節(jié)點(diǎn)的文件就會出現(xiàn)差異性，且中間節(jié)點(diǎn)中的文件除了能夠有效可知繼電裝置的邏輯信息外，還能夠有效針對故障中的文件記錄有效信息。工作人員可以十分清晰地將中間節(jié)點(diǎn)的文件顯示在繼電裝置中，進(jìn)而可以通過可視化的方式保護(hù)好對應(yīng)的關(guān)系圖。工作人員可以結(jié)合二者記錄情況找出故障信息，并根據(jù)這一特征更好地分析故障。

2.3加強(qiáng)安全措施

在智能變電站繼電保護(hù)故障可視化系統(tǒng)工作的過程中，相關(guān)工作人員要對系統(tǒng)進(jìn)行定期的檢修，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)，工作人員要及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問題，找到問題形成的原因，并及時(shí)的解決問題，只有系統(tǒng)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，相關(guān)工作人員才能及時(shí)收集到更為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，電力企業(yè)才能給用戶提供更為優(yōu)質(zhì)的供電服務(wù)。變電站一般都設(shè)置在戶外，有的變電站設(shè)置在環(huán)境十分復(fù)雜的地區(qū)，這時(shí)變電站周圍的環(huán)境就會對其產(chǎn)生較大的影響?？梢暬^電保護(hù)裝置能夠保障電網(wǎng)安全、穩(wěn)定的工作，也能在第一時(shí)間解除故障，這對于電力企業(yè)以及用戶來說都有著十分重要的意義。

2.4分析智能變電站中繼電保護(hù)故障的可視化模型

參照分析可知，在繼電保護(hù)中，邏輯關(guān)系圖主要運(yùn)用G語言的開發(fā)以及解析模塊而通過波形分析的方式引入對應(yīng)的G語言開發(fā)模塊。通過此模塊就可以充分運(yùn)用波形工具增加故障的回放作用，并且在相應(yīng)時(shí)間節(jié)點(diǎn)中所生成的文件就可以在錄波的文件打開，此時(shí)工作人員就可以根據(jù)可視化的保護(hù)邏輯圖找出故障波形。因此，在實(shí)際的運(yùn)行中工作人員就能夠啟動繼電保護(hù)的裝置，此時(shí)就會自動生成對應(yīng)的文件，即中間節(jié)點(diǎn)的文件和故障簡報(bào)的文件，然后工作人員結(jié)合這些可視化的模型有效分析故障情況，進(jìn)而有效將故障中的錄波器展開傳輸。通過這一系列的方式就可以使得智能變電站中的繼電保護(hù)故障得到良好解決，同時(shí)通過綜合應(yīng)用的方式提升故障分析的效率。

結(jié)語

綜上所述，故障可視化系統(tǒng)在智能變電站中的應(yīng)用，使故障處理效率大幅度提高，當(dāng)繼電保護(hù)裝置啟動后，系統(tǒng)便會對各種故障信息進(jìn)行記錄，并將信息上傳給主機(jī)，在完成分析后，進(jìn)行可視化呈現(xiàn)。本文開發(fā)的可視化系統(tǒng)已在智能變電站中進(jìn)行試運(yùn)行，自該系統(tǒng)投入后，站內(nèi)設(shè)備的故障處理效率較之以往進(jìn)一步提升?？梢?，該系統(tǒng)具有良好的使用價(jià)值。

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