智能電網(wǎng)二次設(shè)備運維新技術(shù)研討

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)過標準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“標準化設(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)運行更穩(wěn)定、智能。

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

我國智能電網(wǎng)建設(shè)對二次設(shè)備的運維非常重視，根據(jù)二次設(shè)備實際工作需求形成了數(shù)字化、智能化運維監(jiān)測體系，對設(shè)備運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，有效降低了設(shè)備故障率。同時，針對風險項開展對應的二次設(shè)備日常巡檢和維護，大大減少了運維人員工作量，提升了設(shè)備運行的可靠性，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)實現(xiàn)，不能進行關(guān)鍵線路、設(shè)備數(shù)據(jù)的實時采集，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)上進行了設(shè)備升級，完成了定點數(shù)據(jù)采集，且借助數(shù)據(jù)采集裝置、繼電保護裝置、微機系統(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)備的運維工作需實現(xiàn)可視化運維、定制化檢修和智能化管理的目標，尤其在智能化 中需構(gòu)建虛擬監(jiān)測系統(tǒng)，以實現(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，能對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行計算和處理;間隔層主要為CSC-101線路保護裝置，能檢測智能電網(wǎng)線路運行狀態(tài);過程層主要為互感接口、操作開關(guān)及輸配電保護元件，能及時控制異常運行線路。目前，我國二次設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)主要通過IEC61850實現(xiàn)網(wǎng)絡化信息分層設(shè)置，借助后臺監(jiān)控系統(tǒng)、運動機、信息保護系統(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)對象進行統(tǒng)一建模，從數(shù)據(jù)狀況出發(fā)設(shè)置相應的數(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標準，在該基礎(chǔ)上確定各服務終端的結(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)置相應的邏輯節(jié)點。為此，可以依照數(shù)字化處理要求設(shè)置為“面向點”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)接收方及對應的智能電網(wǎng)工作量，實現(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)運行維護效益。除此之外，在描述設(shè)置的過程中還需要強調(diào)數(shù)據(jù)自描述標準，依照IEC 61850中面向?qū)ο蟮淖悦枋鲋笜嗽O(shè)定對象屬性，以保證智能電網(wǎng)能夠順利實現(xiàn)信息交互。

2.3 接口服務

智能電網(wǎng)二次設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)接口服務設(shè)置的過程中主要通過ACSI標準實現(xiàn)。該標準明確了各接口型號標準，并依照通信及應用層協(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現(xiàn)。智能電網(wǎng)主要為Client/Server通信服務模式，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服務內(nèi)容進行設(shè)定，確定智能電網(wǎng)中模擬量、數(shù)字量的采集指標，以全面提升監(jiān)控系統(tǒng)通信效益。以IEC 61850中的標準而言，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)議站進行訪問，從而完成各項服務需求。

3 智能電網(wǎng)二次設(shè)備運維工作的開展

3.1 狀態(tài)檢查

對間隔裝置檢修狀態(tài)進行檢查，確定TEST位保護狀態(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對智能電網(wǎng)旁路進行調(diào)整，將旁路代替主路，保持雙套運行，以最大限度降低主變系統(tǒng)故障對智能電網(wǎng)運行的影響。此外，還需要強調(diào)母差保護。一般母差保護過程中首先要對線路中的光纖進行調(diào)整，將其與母差保護柜和母差保護子站之間連接，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)、保護動作數(shù)據(jù)、GOOSE返校數(shù)據(jù)等;風險數(shù)據(jù)主要是依照專家系統(tǒng)評估對上述異常情況導致智能電網(wǎng)運行中斷的可能性，從風險項、風險程度、風險嚴重性等多維度實現(xiàn)快速風險評估，形成風險預案。

3.3 分析存儲

網(wǎng)絡監(jiān)測的過程中需要設(shè)置好網(wǎng)絡報文檢測器，依照新時期智能電網(wǎng)運行需求實現(xiàn)改造和升級，以全面提升通信監(jiān)測效益。一般網(wǎng)絡監(jiān)測過程中要對通信記錄及分析系統(tǒng)進行構(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)絡報文監(jiān)測系統(tǒng)，對智能電網(wǎng)運行過程中的各項數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測。上述網(wǎng)絡監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)χ髡局蠱MS網(wǎng)的報文進行實時分析，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，進行故障區(qū)域評估，實現(xiàn)故障實時定位。

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)定運行具有非常積極的意義。在二次設(shè)備運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)備運行的經(jīng)濟效益和安全效益，實現(xiàn)我國智能電網(wǎng)建設(shè)的優(yōu)化和升級。

參考文獻

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