智能站繼電保護(hù)遠(yuǎn)程控制方案的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

胡華志 董世歡

摘要：隨著我國(guó)電力系統(tǒng)的不斷完善，變電站建設(shè)開(kāi)始成為了電力行業(yè)所關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容，當(dāng)前已經(jīng)在變電站建設(shè)過(guò)程中融入了智能化技術(shù)，提高了變電站的工作效率，推動(dòng)了電力行業(yè)的快速發(fā)展。在智能變電站建設(shè)過(guò)程中繼電保護(hù)模式的改進(jìn)成為了重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容，現(xiàn)階段多數(shù)是以離線就地的操作模式實(shí)施繼電保護(hù)，供電可靠性水平有所降低，人力資源和財(cái)力資源的投入較多。因此為了保證智能變電站的穩(wěn)定運(yùn)行、優(yōu)化繼電保護(hù)效果，需要針對(duì)智能變電站的特點(diǎn)設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程控制方案，分析遠(yuǎn)程控制的原理和內(nèi)容，以此來(lái)保證供電的穩(wěn)定性和可靠性。

關(guān)鍵詞：智能站繼電保護(hù);遠(yuǎn)程控制方案;設(shè)計(jì)與應(yīng)用

引言

近年來(lái)，智能電網(wǎng)建設(shè)不斷推進(jìn)，使得智能電站出現(xiàn)在大眾視野，逐漸在市場(chǎng)中廣泛應(yīng)用，電網(wǎng)進(jìn)入了智能時(shí)代，工作人員可遠(yuǎn)程操作，減少了人力資源的投入，但在享受便利的同時(shí)，也伴隨著問(wèn)題。以往工作中，應(yīng)用的技術(shù)可稱為繼電保護(hù)運(yùn)維，所有工作都集中在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，和現(xiàn)階段的智能化技術(shù)存在差距?？偨Y(jié)了變電站繼電保護(hù)運(yùn)檢工作現(xiàn)階段的難題，分為以下3項(xiàng)：①電網(wǎng)規(guī)模不斷增加，繼保人員與保護(hù)設(shè)備的數(shù)量存在矛盾。②智能變電站構(gòu)造更加多元，二次運(yùn)維方面需要專業(yè)技術(shù)人員加入，對(duì)工作人員的專業(yè)能力要求提高。③當(dāng)變電站值守人員撤去后，難以在第一時(shí)間接收到信息，對(duì)故障處理的時(shí)間延后。

1整體思路

當(dāng)今，在線現(xiàn)場(chǎng)情況監(jiān)測(cè)、自動(dòng)評(píng)估和糾正現(xiàn)實(shí)中的問(wèn)題和錯(cuò)誤等新興的高科技手段，使現(xiàn)場(chǎng)信息隨時(shí)隨地都能完整準(zhǔn)確地反饋。工作原理是快速分析電網(wǎng)中出現(xiàn)問(wèn)題的位置，然后將問(wèn)題提交給維修機(jī)，在屏幕上顯示，然后具體分析并遠(yuǎn)程修復(fù)。這是一次質(zhì)的飛躍，從需要先訪問(wèn)網(wǎng)站到現(xiàn)在為止，只需使用所需的工具就可以遠(yuǎn)程操作一切。只要需要實(shí)施繼電保護(hù)和安裝自動(dòng)安全裝置，就必須有明確的軟消息信息。當(dāng)這種軟報(bào)文信息可以遠(yuǎn)程傳輸，并與設(shè)備和站內(nèi)的保護(hù)變電站建立連接時(shí)，該保護(hù)站可在電力自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行下連接到保護(hù)屏障設(shè)備。只要兩個(gè)設(shè)備之間的接觸能夠完成完整的操作過(guò)程，就可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

2繼電保護(hù)運(yùn)行管控存在的問(wèn)題

電力系統(tǒng)中元件發(fā)生短路或異常情況時(shí)，繼電保護(hù)設(shè)備可以根據(jù)故障時(shí)刻的電氣量進(jìn)行邏輯分析并對(duì)一次設(shè)備發(fā)出控制命令，從而快速切除電網(wǎng)中的故障部分。繼電保護(hù)設(shè)備的作用是保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)其進(jìn)行運(yùn)檢十分重要。實(shí)際工作中，繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)檢工作還存在以下問(wèn)題。a）變電站遠(yuǎn)程運(yùn)維問(wèn)題。目前變電站已逐漸實(shí)現(xiàn)站內(nèi)無(wú)人值守，這給運(yùn)檢人員帶來(lái)了“距離遠(yuǎn)、監(jiān)控難、響應(yīng)慢”的問(wèn)題，降低了運(yùn)檢人員的工作效率，一定程度上增加了運(yùn)維成本。b）變電站遠(yuǎn)程管控問(wèn)題。目前，站內(nèi)繼電保護(hù)設(shè)備的軟硬件不斷完善成熟，絕大多數(shù)情況下都能保證穩(wěn)定可靠運(yùn)行，但繼電保護(hù)設(shè)備需長(zhǎng)時(shí)間不間斷運(yùn)行，偶爾也會(huì)出現(xiàn)應(yīng)用軟件或系統(tǒng)崩潰問(wèn)題。目前該故障的解決辦法是運(yùn)檢人員直接到站內(nèi)對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行重啟電源操作，缺乏遠(yuǎn)程管控手段來(lái)快速恢復(fù)設(shè)備的正常運(yùn)行。

3智能站繼電保護(hù)遠(yuǎn)程控制方案設(shè)計(jì)

3.1變電站控制方案設(shè)計(jì)方式

在對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程控制時(shí)，需要同時(shí)滿足調(diào)度主站以及站端的遠(yuǎn)程控制需求和在線控制需求，因此在對(duì)調(diào)度主站的控制方案進(jìn)行完善后，需要針對(duì)站端在線控制模式進(jìn)行設(shè)計(jì)。在進(jìn)行站端在線控制設(shè)計(jì)時(shí)，可以將變電站綜合自動(dòng)化后臺(tái)作為實(shí)施在線控制的重要平臺(tái)，可以減少硬件投入，資金量具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性。智能變電站所使用的為IEC61850協(xié)議，在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信的過(guò)程中不需要實(shí)施規(guī)約轉(zhuǎn)換。該種方案和監(jiān)控后臺(tái)進(jìn)行集成之后會(huì)處于安Ⅰ區(qū)的位置，能夠保證系統(tǒng)運(yùn)行安全性，避免遠(yuǎn)程控制出現(xiàn)問(wèn)題。同時(shí)利用自動(dòng)化系統(tǒng)可以讓站端以及主站完成數(shù)據(jù)通信，可以加快信息共享效率。除此之外，還可以構(gòu)建單獨(dú)系統(tǒng)完成遠(yuǎn)程控制，或者使用智能變電站所設(shè)置的故障信息系統(tǒng)完成遠(yuǎn)程控制，但是兩種設(shè)計(jì)方案的缺點(diǎn)較為明顯，因此還是應(yīng)當(dāng)選擇利用綜合自動(dòng)化后臺(tái)作為在線控制的手段。

3.2遠(yuǎn)程控制總體方案設(shè)計(jì)方式

通過(guò)對(duì)上述內(nèi)容進(jìn)行分析，在對(duì)智能變電站繼電保護(hù)遠(yuǎn)程控制進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)，需要將不同的功能集成到調(diào)度組在D5000系統(tǒng)內(nèi)，使其可以利用SCADA模塊落實(shí)各項(xiàng)功能的應(yīng)用。變電站端的子站會(huì)使用后臺(tái)對(duì)繼電保護(hù)實(shí)施在線控制，利用104規(guī)約作為基本的通信方式。

3.3信息融合技術(shù)

此項(xiàng)技術(shù)定位于信息多源綜合處理，它可以接收多個(gè)數(shù)據(jù)源，并在此基礎(chǔ)上將信息融合、連接，為分析工作做好準(zhǔn)備。該項(xiàng)技術(shù)加入變電站系統(tǒng)中，需要具備兩個(gè)條件：信息采集的完整性和信息處理的實(shí)時(shí)性。變電站在運(yùn)行期間，它的信息化系統(tǒng)主要由總線負(fù)責(zé)，連接著站控層和間隔層，系統(tǒng)內(nèi)的所有數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化和流動(dòng)進(jìn)入到總線，實(shí)現(xiàn)共享。一方面，系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有監(jiān)視回路，各個(gè)其他節(jié)點(diǎn)的信息能夠傳送到總線，進(jìn)行必要的監(jiān)督。另一方面，總線得到的信息較快速，具有實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)，那么主站也可以第一時(shí)間得到變電站的信息。

4繼電保護(hù)遠(yuǎn)程運(yùn)維系統(tǒng)智能應(yīng)用

4.1保護(hù)交流采樣狀態(tài)在線判別

（1）抽樣檢查間隔。繼電保護(hù)裝置一般采用雙AD采樣，比較保護(hù)裝置通過(guò)站控制層網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的雙AD采樣值，并通過(guò)組合保護(hù)裝置的雙AD采樣一致性信息，評(píng)估動(dòng)態(tài)CPU和保護(hù)CPU的采樣數(shù)據(jù)一致性。雙配置繼電保護(hù)裝置可以比較兩組保護(hù)水平通過(guò)站控制層網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的采樣值的一致性。（2）保護(hù)裝置之間的抽樣檢查。當(dāng)主要設(shè)備采用常規(guī)變壓器時(shí)，連接到同一電流互感器不同繞組的保護(hù)裝置的采樣具有相互比較的條件。例如，線路保護(hù)、主變壓器保護(hù)、總線保護(hù)和總線差分保護(hù)以及故障驅(qū)動(dòng)程序通常使用不同的繞組，遙控維護(hù)系統(tǒng)可以水平比較這些保護(hù)裝置發(fā)送的實(shí)時(shí)采樣數(shù)據(jù)的一致性，以判斷采樣值是否正確。

4.2保護(hù)輔助檢修

（1）二級(jí)安全措施。智能變電站用抽象的網(wǎng)絡(luò)流代替?zhèn)鹘y(tǒng)的二級(jí)電纜，二級(jí)回路是一種無(wú)形的虛擬電路，給二級(jí)安全措施的實(shí)施和確認(rèn)帶來(lái)很大困難。如果維護(hù)作業(yè)中的安全措施沒(méi)有或者實(shí)施順序錯(cuò)誤，很容易造成嚴(yán)重的電網(wǎng)事故。借助遠(yuǎn)程控制維護(hù)中心全景顯示和二級(jí)安全措施知識(shí)庫(kù)，可以自動(dòng)生成特定安全設(shè)施維護(hù)的安全通行證。安全票實(shí)施過(guò)程中，運(yùn)行維護(hù)中心還可以實(shí)時(shí)監(jiān)控相關(guān)保護(hù)功能的實(shí)時(shí)狀態(tài)，并發(fā)出相應(yīng)的預(yù)警，大大提高二級(jí)安全措施的可靠性。（2）我們維修防護(hù)設(shè)備。當(dāng)繼電保護(hù)設(shè)備處于nos修復(fù)中時(shí)，由于缺乏信息，操作維護(hù)人員往往難以準(zhǔn)確定位故障部位，需要攜帶大量備件。利用遠(yuǎn)程操作和維護(hù)中心的信息化優(yōu)勢(shì)，故障可以在電路板級(jí)別甚至端口級(jí)別進(jìn)行本地化。同時(shí)，結(jié)合備件庫(kù)存信息，甚至可以移動(dòng)備件庫(kù)存位置，這對(duì)維修人員快速修復(fù)故障設(shè)備、恢復(fù)電網(wǎng)正常運(yùn)行有好處。

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)繼電保護(hù)遠(yuǎn)程管控技術(shù)的分析，可以看出最大的特點(diǎn)為“遠(yuǎn)程”，技術(shù)人員站在遠(yuǎn)程的角度上挖掘創(chuàng)新技術(shù)，因此繼保運(yùn)檢工作有了新的內(nèi)涵和保障，新模式代替了舊模式，在變電站控制方案設(shè)計(jì)方式、遠(yuǎn)程控制總體方案設(shè)計(jì)方式、信息融合技術(shù)管控方面得以體現(xiàn)。另外，此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用為運(yùn)檢人員提供了極大便利，改善了以往“兩頭跑”的現(xiàn)象，有更多時(shí)間分析事故，同時(shí)人員配置和電網(wǎng)規(guī)模的矛盾問(wèn)題也得到了改善。

參考文獻(xiàn)

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