智能變電站二次安措診斷方法的研究與應(yīng)用

胡玉金

摘要：相對(duì)于常規(guī)變電站，智能變電站保護(hù)裝置的出口、功能回路采用軟壓板和虛端子連接，其可視性和直接操作性有所降低。該方法制定了保護(hù)裝置、合并單元和智能終端在不同場(chǎng)景狀態(tài)下的安措規(guī)則，設(shè)計(jì)了二次安措規(guī)則專家?guī)?以二次安措專家?guī)鞛榛A(chǔ)，解析SCD文件，分析出需要檢修的裝置與相關(guān)二次設(shè)備的虛端子連線，給出操作票制定提示，并在操作票執(zhí)行前后分別對(duì)操作票和執(zhí)行結(jié)果進(jìn)行分析診斷，給出診斷結(jié)果;在操作票診斷的基礎(chǔ)上，實(shí)時(shí)監(jiān)視檢修過(guò)程中壓板的狀態(tài)變化，在誤操作改變裝置場(chǎng)景狀態(tài)時(shí)及時(shí)給出告警提示。該方法在現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用取得了良好的防誤效果，對(duì)二次安措的執(zhí)行有積極的作用。

關(guān)鍵詞：二次設(shè)備;安措;智能變電站;專家?guī)?/p>

隨著智能變電站大規(guī)模的發(fā)展，智能變電站的安全運(yùn)行備受關(guān)注。智能變電站全站采用IEC 61850規(guī)約，二次回路采用光纖網(wǎng)絡(luò)傳遞數(shù)字信號(hào)，取代了常規(guī)變電站的電纜回路。智能變電技術(shù)高度網(wǎng)絡(luò)化的同時(shí)也使得二次回路模糊化，給二次設(shè)備檢修帶來(lái)了新問(wèn)題。常規(guī)變電站開出回路的安措有明顯電氣斷點(diǎn)，在跳合閘、遙控、啟失靈等開出回路分別串入硬壓板。運(yùn)行設(shè)備檢修時(shí)，退出線路保護(hù)裝置啟動(dòng)失靈壓板、保護(hù)出口壓板，能有效確保不發(fā)生誤出口。與傳統(tǒng)變電站不同，智能變電站的二次回路安全隔離措施多采用斷開光纖回路、投退保護(hù)裝置的軟壓板、投退智能終端設(shè)備的出口硬壓板、投退檢修壓板等方式。不同的安全隔離措施具有不同隔離機(jī)制和優(yōu)缺點(diǎn)。多次拔插光纖易損壞光纖，軟壓板的投退依賴于軟件的可靠性，不直觀，易出錯(cuò)，而單一的安全隔離措施可靠性不高，因此智能變電站的二次安措多采用雙重安全隔離措施模式。大量文獻(xiàn)對(duì)智能變電站檢修二次安措提出了優(yōu)化方案，利用投退軟壓板斷開數(shù)字通道，斷開光纖回路形成物理回路斷點(diǎn)，橫向確定隔離范圍，縱向制定操作順序。也有文獻(xiàn)提出建立合理的安措規(guī)則數(shù)據(jù)庫(kù)以提高安措分析效率和可靠性，自動(dòng)生成二次安措策略。安措輔助預(yù)警防誤操作一定程度上能提高檢修操作的安全性。智能變電站的安全隔離措施比常規(guī)站更智能、更靈活，同時(shí)也更復(fù)雜。研究有效方法、合理運(yùn)用安全隔離措施，對(duì)提高智能變電站的檢修操作的安全和效率，保障人身及設(shè)備的安全具有重要意義。

一、智能變電站安措防誤介紹

智能變電站保護(hù)裝置的二次回路用光纜進(jìn)行連接，其模擬量的采樣和開關(guān)量的采樣、出口，分別通過(guò)SV和GOOSE報(bào)文進(jìn)行傳輸。圖1中，線路保護(hù)裝置獲取線路合并單元發(fā)送過(guò)來(lái)的電流SV報(bào)文、母線電壓SV報(bào)文及線路智能終端發(fā)送過(guò)來(lái)的GOOSE報(bào)文，進(jìn)行保護(hù)邏輯判斷，若符合跳閘條件則通過(guò)智能終端進(jìn)行跳閘。安全措施主要是指在變電運(yùn)行及檢修工作中為了人身、電網(wǎng)及設(shè)備安全，將待檢修設(shè)備與運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行安全隔離的措施。智能變電站改、擴(kuò)建及裝置檢修時(shí)，二次設(shè)備的安全措施操作由跳閘出口軟壓板、GOOSE發(fā)送/接收軟壓板、SV接收軟壓板、檢修壓板等多種安措技術(shù)組合而成。由于軟壓板是存在于保護(hù)裝置中的虛擬壓板，數(shù)量多、不直觀且無(wú)“明顯電氣斷開點(diǎn)”，因此在操作過(guò)程中易造成漏投退、誤投退等。同時(shí)，智能變電站裝置新增加了檢修機(jī)制。裝置投入檢修壓板后，上送報(bào)文中的檢修狀態(tài)位置，此報(bào)文為檢修態(tài)報(bào)文。處于正常運(yùn)行狀態(tài)的保護(hù)裝置接收到檢修態(tài)報(bào)文，會(huì)判別開入量或采樣信息“狀態(tài)不一致”，丟棄該檢修態(tài)報(bào)文，并閉鎖相關(guān)保護(hù)。處于正常運(yùn)行狀態(tài)的智能終端收到“狀態(tài)不一致”的遙控或跳合閘指令后，也會(huì)丟棄該檢修態(tài)報(bào)文，不進(jìn)行跳合閘動(dòng)作。變電站典型線路間隔保護(hù)裝置與母線保護(hù)裝置、合并單元/智能終端之間的二次回路連接關(guān)系。正常運(yùn)行時(shí)，線路保護(hù)裝置接收線路合并單元和母線合并單元發(fā)送的模擬量，并配合母線保護(hù)和對(duì)側(cè)線路保護(hù)進(jìn)行保護(hù)邏輯判斷，對(duì)智能終端進(jìn)行跳合閘控制。線路保護(hù)裝置進(jìn)行檢修時(shí)，需要斷開與上述裝置之間的邏輯連接關(guān)系，以免誤動(dòng)。

二、關(guān)鍵技術(shù)

1.智能推理機(jī)原理

變電站二次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)與診斷采用“模型驅(qū)動(dòng)”模式來(lái)實(shí)現(xiàn)智能推理。智能推理機(jī)自身不包含任何推理邏輯，而是通過(guò)加載智能診斷模型庫(kù)（文件）來(lái)獲得智能診斷邏輯，根據(jù)從數(shù)據(jù)庫(kù)獲取的二次設(shè)備屬性，與所加載的智能診斷模型id進(jìn)行匹配，生成智能診斷實(shí)例，加載腳本進(jìn)行邏輯計(jì)算并生成結(jié)論，獲得推理結(jié)果。

2.二次設(shè)備專家診斷庫(kù)

規(guī)則對(duì)于不同類型和不同制造廠商的保護(hù)設(shè)備，診斷規(guī)則存在明顯差異。如線路保護(hù)無(wú)GOOSE接收壓板，母線保護(hù)則需要診斷GOOSE接收壓板，不同類型保護(hù)的主保護(hù)功能壓板也不同。不同制造廠商的保護(hù)設(shè)備在保護(hù)壓板配置、Ref描述上也存在差異。診斷規(guī)則根據(jù)變電站一、二次設(shè)備的配置可能有所變化。為此，二次安措智能診斷無(wú)論是建模還是功能實(shí)現(xiàn)應(yīng)具備靈活性和可擴(kuò)展性，以適應(yīng)復(fù)雜多變的診斷規(guī)則。

三、基于在線監(jiān)測(cè)與診斷的二次設(shè)備檢修安措策略

智能變電站二次設(shè)備檢修前需明確變電站一、二次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，采取合理的安全隔離措施。通過(guò)對(duì)二次安措智能診斷技術(shù)的研究，利用知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出規(guī)則，經(jīng)過(guò)邏輯運(yùn)算推理得到結(jié)果，形成安措規(guī)則，從而建立變電站二次安措專家智能診斷庫(kù)。對(duì)變電站的二次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)分析和診斷，反映出裝置和相關(guān)壓板狀態(tài)，展示包括異常原因、影響范圍及解決建議在內(nèi)的診斷結(jié)果。安措執(zhí)行過(guò)程是否準(zhǔn)確，需通過(guò)系統(tǒng)邏輯判斷，一旦操作不當(dāng)就需告警提示，禁止操作，確保安措執(zhí)行到位。智能變電站二次設(shè)備運(yùn)行中首先啟動(dòng)一次設(shè)備拓?fù)?，獲取一次設(shè)備運(yùn)行信息，并基于一次設(shè)備拓?fù)溆?jì)算一次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài);啟動(dòng)二次設(shè)備拓?fù)?，獲取二次設(shè)備信息（包括相關(guān)壓板信息）;智能推理機(jī)根據(jù)二次設(shè)備的類型，依次從智能診斷模型庫(kù)中調(diào)用相應(yīng)的智能診斷模型，通過(guò)字符型關(guān)鍵字模塊并基于一次拓?fù)浜投瓮負(fù)涞男畔⑸芍悄茉\斷實(shí)例庫(kù)。智能推理機(jī)計(jì)算智能推理實(shí)例，判別裝置狀態(tài)和診斷置壓板狀態(tài)，從而生成診斷報(bào)告，實(shí)現(xiàn)二次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的在線監(jiān)測(cè)與診斷。智能變電站二次設(shè)備安措智能診斷過(guò)程關(guān)鍵在于智能推理機(jī)，一次設(shè)備拓?fù)?、二次設(shè)備拓?fù)?、字符型關(guān)鍵字模塊等是進(jìn)行智能診斷的基礎(chǔ)，在多模塊的支持下智能推理機(jī)判斷二次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并給出相應(yīng)報(bào)告。若安措操作符合規(guī)則，則順利進(jìn)行，否則告警提示，防止誤操作。

結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)智能變電站二次安措特點(diǎn)的分析，提出了二次安措診斷方法，變電站10kV母線增加小電源并網(wǎng)運(yùn)行，對(duì)變電站的一、二次設(shè)備及回路提出了新的要求，在改造過(guò)程中變動(dòng)較大。

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