探析數(shù)據(jù)源端維護(hù)技術(shù)在繼電保護(hù)信息系統(tǒng)中的應(yīng)用

郭錦煌

摘要：本文的寫作目的就是為了讓同行更好的認(rèn)識到數(shù)據(jù)源端維護(hù)技術(shù)在繼電保護(hù)信息系統(tǒng)中的應(yīng)用，對其運(yùn)行理論進(jìn)行了一次簡單的分析，講相關(guān)的維護(hù)技術(shù)進(jìn)行了介紹。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)源端;維護(hù)技術(shù);繼電保護(hù)系統(tǒng)

作為電力系統(tǒng)中的一環(huán)，變電站是聯(lián)系普通民用電力和電場電力之間的橋梁，隨著智能化時(shí)代的到來，智能變電站成為了新時(shí)期變電站發(fā)展的形式，它可以更高效率的進(jìn)行電力傳輸?shù)恼{(diào)配工作，將不同節(jié)點(diǎn)的用電需求和實(shí)際供電量進(jìn)行精確地匹配，減少多余電力的周轉(zhuǎn)，同時(shí)還可以將電網(wǎng)系統(tǒng)中的各種數(shù)據(jù)無時(shí)差的反應(yīng)給控制中心，幫助控制中心的工作人員了解整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。提高了電網(wǎng)工作的可靠性，保證了整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)工作過程的流暢和完整性。目前，我國的智能變電站數(shù)量還較少，但是隨著智能變電站技術(shù)的成熟，其獨(dú)特的優(yōu)勢會吸引越來越多的地區(qū)進(jìn)行建設(shè)或改造，幫助電力系統(tǒng)完成一次自身的大升級，以更好的服務(wù)于人民生活。

一、數(shù)據(jù)源端維護(hù)技術(shù)簡介

早在七年前，國家電網(wǎng)公司就已經(jīng)緊跟時(shí)代發(fā)展步伐，對外發(fā)布了《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》，導(dǎo)則中明確的向相關(guān)企業(yè)提出了我國未來的智能化變電站的發(fā)展的方向和具體需要實(shí)現(xiàn)的技術(shù)指標(biāo)，針對未來發(fā)展的智能化變電站建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，指出智能變電站需要在建設(shè)過程中就擁有數(shù)據(jù)源段維護(hù)的相關(guān)功能。就是需要新建的智能變電站在新建的過程中，可以提供工作模型的信息。達(dá)到這一技術(shù)指標(biāo)后，將可以大大的降低由于現(xiàn)行傳統(tǒng)變電站由于技術(shù)原因一直存在的工作量巨大的問題，減少系統(tǒng)和設(shè)備的反應(yīng)次數(shù)和工作負(fù)荷，更加合理的將工作資源進(jìn)行分配。數(shù)據(jù)源端維護(hù)的意義在于，可以使工作數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)免維護(hù)的工作量，讓主站端的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)維護(hù)目標(biāo)的標(biāo)定減少，從而減少了系統(tǒng)工作項(xiàng)目的數(shù)量。同時(shí)在添加了新的解決方案后可以保證變電站和主站端的數(shù)據(jù)保持一致，減少了之前因?yàn)樽冸娬驹炊撕椭髡径说臄?shù)據(jù)出現(xiàn)不一致的情況導(dǎo)致處理作業(yè)發(fā)生數(shù)據(jù)問題，造成系統(tǒng)無法識別運(yùn)算，降低了系統(tǒng)的工作使用效率，甚至是運(yùn)行安全性。綜上所訴，增加數(shù)據(jù)源端維護(hù)功能就是為了更有效地提高變電站的工作質(zhì)量和可靠性，為系統(tǒng)正常運(yùn)行提供了一個(gè)良好的平臺，減少電力系統(tǒng)出現(xiàn)問題的原因。

數(shù)據(jù)源端維護(hù)技術(shù)在實(shí)際的運(yùn)行過程中主要有三個(gè)主要的工作方向，模型、通信以及圖形。在模型處理的方向，現(xiàn)階段智能變電站基本上是采用的IEC61850規(guī)范，對全站進(jìn)行數(shù)據(jù)建模的。而主站端則是按照IEC61970的規(guī)范進(jìn)行電網(wǎng)的數(shù)據(jù)建模的，主站端所接受的文件，是由變電站源端通過模型的工具將SCD轉(zhuǎn)化成了C IM的文件，然后，通過IE C104規(guī)約的文件傳輸服務(wù)等將C IM文件傳送到主站端。

二、數(shù)據(jù)源端維護(hù)技術(shù)的具體應(yīng)用

1、模型方面的應(yīng)用

智能化變電站的建模作業(yè)以IEC61850標(biāo)準(zhǔn)作為底層系統(tǒng)，采用SCD文件描述以及存儲變電站數(shù)據(jù)模型。電力系統(tǒng)主站所采用的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)IEC61970，IEC61970為基礎(chǔ)建立了電網(wǎng)數(shù)據(jù)建模，為了保證數(shù)據(jù)的傳輸速度和保真度，需要將主站的數(shù)據(jù)模型調(diào)整到與各個(gè)變電站終端的數(shù)據(jù)模型型一致，一般全部采用CIM文件描述方式。目前的模型工具都有將SCD文件轉(zhuǎn)換為其他格式文件的功能，通過格式傳化，全部統(tǒng)一為CIM文件，將ICE61850數(shù)據(jù)模型直接映射到主站端上。

2在圖形方面的應(yīng)用

目前的投入使用的變電站圖形軟件一般采用可縮放的SVC文件，SVC文件在導(dǎo)入或?qū)С鲞^程中有著獨(dú)特的優(yōu)勢，格式占用資源少，傳輸速度高，同時(shí)可以文件的準(zhǔn)確性，隨著信息傳輸速度的提高，目前工作人員已經(jīng)可以將更多的信息整合在文件上，通過不同的信息載體，將變電站的運(yùn)行狀態(tài)更加準(zhǔn)確真實(shí)地反映給主端，幫助其更加準(zhǔn)確的掌握各個(gè)變電站的工作狀態(tài)。為了實(shí)現(xiàn)這一操作過程，就需要技術(shù)人員在系統(tǒng)中設(shè)置可以同時(shí)識別SVG和CIM兩種文件的識別程序，并且可以將兩種文件進(jìn)行相互之間的配套使用，保證系統(tǒng)信息交互的便利和效率，最正常的是要保證數(shù)據(jù)的保真性，不能出現(xiàn)數(shù)據(jù)的修改或丟失現(xiàn)象。系統(tǒng)要有能力迅速識別兩種文件并對其進(jìn)行快速的導(dǎo)入導(dǎo)出工作，實(shí)現(xiàn)下一作業(yè)中關(guān)于圖形顯示與操作環(huán)節(jié)的源信息的供應(yīng)。當(dāng)面對變電站端需要一次性傳輸?shù)奈募?shù)量龐大時(shí)，可以考慮使用IEC104或者 FTP文件向主站端進(jìn)行傳送。接收到數(shù)據(jù)信息后，再由主站端的計(jì)算設(shè)備利用專業(yè)識別的圖形設(shè)備將其具象化，實(shí)現(xiàn)一次主接線圖的生成。

3.在通信方面的應(yīng)用

目前采用的信息傳輸信號多是ICE104/104通信，由于該通信格式出現(xiàn)的時(shí)間比較久，其穩(wěn)定性和擴(kuò)展性已經(jīng)達(dá)到了成熟的水平，可以保證絕大多數(shù)的信息傳輸工作的穩(wěn)定和安全，但是由于開發(fā)的時(shí)間較早，在對最新信息格式處理速度和傳輸能力上有著一定的成熟性，最明顯的特點(diǎn)就是該格式需在數(shù)據(jù)傳輸前完成對數(shù)據(jù)傳輸格式的約定，事先建立通路，專職于處理單一發(fā)送端和接收端的信息傳輸工作。為了達(dá)成這一目的就需要通信通道兩端的通信點(diǎn)所使用的通信點(diǎn)表能夠保持一致，如果兩者之間就通信點(diǎn)表不能達(dá)成共識，就會在信息傳輸過程發(fā)生錯誤，在使用傳輸數(shù)據(jù)格式采用ICE 104/104條約時(shí)，因?yàn)槠湟呀?jīng)設(shè)定不能進(jìn)行數(shù)據(jù)模型的傳輸以及自描述語義，對于信息類別的感知和識別能力比較單一，為了實(shí)現(xiàn)工作目標(biāo)，只能使用規(guī)定好的通信點(diǎn)表的內(nèi)容進(jìn)行對點(diǎn)通信，當(dāng)另一端因?yàn)樾枰獦淞⒌臄?shù)據(jù)過多，為了保證信息傳達(dá)效率改變?yōu)榱硪桓袷降臄?shù)據(jù)格式時(shí)，就不能識別并作出反應(yīng)，很容易在使用過程中出現(xiàn)通信問題。但是主站端可以根據(jù)輸送來的數(shù)據(jù)庫模型挑點(diǎn)，自動生成相適配的通信點(diǎn)表供數(shù)據(jù)傳輸兩端的客戶使用，這樣一來就能夠有效的避免由于二次制作或者手工維護(hù)造成出錯的風(fēng)險(xiǎn)，

三、存在的問題及解決措施

我們可以根據(jù)智能化變電站投入使用的這幾年積累下的使用數(shù)據(jù)進(jìn)行建模分析，發(fā)現(xiàn)其規(guī)律，并就出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析和解決，比如說，現(xiàn)在我國電力系統(tǒng)的主站端普遍使用的C IM規(guī)格以及SV G規(guī)范雖然可將電網(wǎng)的數(shù)據(jù)模型等描述出來，從而實(shí)現(xiàn)了大部分電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)的需求，但是其缺陷在于，整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)中，組成的節(jié)點(diǎn)和不同型號的設(shè)備數(shù)量非常多，除了大量的設(shè)備接入系統(tǒng)以外，還包括數(shù)量龐大的幾點(diǎn)保護(hù)裝置，而對于后者的數(shù)據(jù)識別和集成卻一直受到了忽視。從實(shí)際工作使用過程中來看，這些設(shè)備對于整體系統(tǒng)的穩(wěn)定和工作有著一樣重要的作用，其反應(yīng)出的數(shù)據(jù)問題一般代表著基層設(shè)備遇到使用障礙，所以對與這些數(shù)據(jù)的識別和保護(hù)工作也是非常重要的，對其的識別和建模工作必須整合到主站端識別系統(tǒng)中。只有保證主站端的繼電保護(hù)信息系統(tǒng)的完成性，電網(wǎng)的全景模型才可以更加準(zhǔn)確的進(jìn)行建模和分析，減少因建模誤差導(dǎo)致的工作問題。一個(gè)完整的全景模型可以在一次的傳輸過程中處理更多的信息，目前信息傳輸技術(shù)已經(jīng)可以達(dá)到相應(yīng)的傳輸速度，接下來的工作就是模型建設(shè)人員針對變電站的實(shí)際工作需求進(jìn)行相應(yīng)的建模工作。根據(jù)現(xiàn)有的資料顯示，設(shè)備的第一次建模已經(jīng)能夠達(dá)到完整的建模規(guī)范，IEC61970可以提供完整的建模規(guī)范，但不能滿足數(shù)量繁多的繼電保護(hù)裝置分支的數(shù)據(jù)處理工作，由于其在設(shè)計(jì)時(shí)沒有現(xiàn)在這樣數(shù)量的信息處理單元，所以能提供的繼電保護(hù)功能的模型過于簡單，在實(shí)際的工作中會出現(xiàn)處理時(shí)間較長的情況。

結(jié)語：目前我國的智能化變電站發(fā)展前景廣泛，對于數(shù)據(jù)源端維護(hù)的探索和實(shí)踐已經(jīng)達(dá)到了實(shí)用水平，對于保證我國電網(wǎng)正常運(yùn)行有著積極的保障作用，但是目前還存在一些技術(shù)問題沒有被攻克，需要繼續(xù)進(jìn)行研究和整改。

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