發(fā)布時(shí)間：2022-04-24 10:07:09
開(kāi)篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇智能變電站論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
1智能變電站無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
1．1網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)原則
變電站網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)涉及多種因素，其主要原則包括:
(1)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分類。
變電站中各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通信要求不同，利用變電站數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分類的特性，組建不同特點(diǎn)的通信網(wǎng)絡(luò)，在多種信息混合的情況下保證實(shí)時(shí)信息傳遞的實(shí)時(shí)性和可靠性是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。信息多樣化和傳遞實(shí)時(shí)性是通信系統(tǒng)中的一對(duì)矛盾體，解決這個(gè)矛盾是選擇網(wǎng)絡(luò)通信方案的基本原則。
(2)網(wǎng)絡(luò)互通和隔離。
通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)提供IED互聯(lián)的便利性、靈活性，為變電站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展預(yù)留空間;同時(shí)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)滿足各個(gè)系統(tǒng)間隔離的要求，以保證各個(gè)專業(yè)系統(tǒng)(保護(hù)、自動(dòng)化)互不影響。互通和隔離是一對(duì)矛盾，構(gòu)建變電站通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該妥善解決這個(gè)矛盾。
(3)通信系統(tǒng)的建設(shè)成本。
變電站通信系統(tǒng)的性能與成本是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中的另一對(duì)矛盾，較高的性能要求，往往導(dǎo)致較高的建設(shè)成本。降低成本的途徑一是采用合理的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，避免復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，減少通信設(shè)備數(shù)量;二是采用標(biāo)準(zhǔn)、成熟、流行的技術(shù);三是合理配置網(wǎng)絡(luò)資源，裕度考慮合理。
1．2“兩層一網(wǎng)”整體構(gòu)架
本研究根據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)原則，綜合考慮智能變電站網(wǎng)絡(luò)性能要求和建設(shè)成本，利用數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)分類的特性，組建“兩層一網(wǎng)”通信網(wǎng)絡(luò)。“兩層一網(wǎng)”中，兩層指站控層、設(shè)備層，“一網(wǎng)”指全站MMS\GOOSE\SV合一網(wǎng)絡(luò)。在“兩層一網(wǎng)”兩層網(wǎng)絡(luò)方案中，筆者采用無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，組建統(tǒng)一通信網(wǎng)絡(luò)，。本研究通過(guò)采用面向連接、接近電路交換特點(diǎn)的交換技術(shù)(MPLS-TP)替代以太網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建邏輯網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互連使得變電站成為一個(gè)整體，變電站中任意兩個(gè)IED設(shè)備通過(guò)統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)可以直接實(shí)現(xiàn)通信，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互連使得變電站成為一個(gè)整體，便于發(fā)揮各種自動(dòng)化保護(hù)、測(cè)控系統(tǒng)的整體效益;同時(shí)，可以充分利用網(wǎng)絡(luò)提供的廣播、組播技術(shù)實(shí)現(xiàn)保護(hù)、測(cè)控?cái)?shù)據(jù)的一對(duì)多的跨間隔傳遞，大幅度提高通信的效率。
1．3無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)
本研究變電站通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)采用“兩層一網(wǎng)”結(jié)構(gòu)，通過(guò)引入無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)PON，將整個(gè)通信資源劃分為許多小時(shí)間片實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和交換，其關(guān)鍵技術(shù)主要包括無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、分組交換技術(shù)、并行網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和邏輯子網(wǎng)技術(shù)等。
(1)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
智能變電站網(wǎng)絡(luò)引入了無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)PON，PON技術(shù)將整個(gè)通信資源劃分為許多小時(shí)間片實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和交換，多倍地增加通信資源數(shù)量;每一路數(shù)據(jù)占有一個(gè)專屬自己的時(shí)間片，各路數(shù)據(jù)之間不產(chǎn)生資源競(jìng)爭(zhēng)。系統(tǒng)通過(guò)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用提高設(shè)備集成度和網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力，引入高精度時(shí)間同步技術(shù)以提供具有亞微秒精度的同步控制環(huán)境;通過(guò)采用多重路徑快速保護(hù)機(jī)制，提高數(shù)據(jù)傳遞可靠性，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的魯棒性和生存能力;通過(guò)采用專用業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提供傳遞高速同步控制為基本業(yè)務(wù)兼容信息網(wǎng)、多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的綜合通信平臺(tái)。
(2)分組交換技術(shù)
為克服以太網(wǎng)交換技術(shù)的不足，“兩層一網(wǎng)”網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中采用面向連接、接近電路交換特點(diǎn)的分組交換技術(shù)(MPLS-TP)替代以太網(wǎng)技術(shù)作為實(shí)時(shí)交換機(jī)的基本技術(shù)體制。分組交換技術(shù)采用固定的分組連接，每一個(gè)連接固定分配一定的資源，基本保證連接的資源不受干擾;通信網(wǎng)絡(luò)可以為每?jī)蓚€(gè)IED設(shè)備之間提供固定的連接和固定的帶寬。這種技術(shù)在數(shù)據(jù)傳遞前通過(guò)帶寬資源分配機(jī)制確定資源，在數(shù)據(jù)傳遞過(guò)程中固定不變，強(qiáng)調(diào)面向連接、嚴(yán)格控制、資源獨(dú)占和通信保障，因此該技術(shù)可以保證通信的可靠性，提供固定的通信時(shí)延。
(3)并行網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
在統(tǒng)一物理網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，本研究采用并行網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)IED設(shè)備由單點(diǎn)接入到雙網(wǎng)絡(luò)接入的轉(zhuǎn)變，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。具體組網(wǎng)中，主備兩臺(tái)完全相同的交換機(jī)和接入網(wǎng)絡(luò)組成并行網(wǎng)絡(luò)，IED設(shè)備配置P模塊接口，采用標(biāo)準(zhǔn)的PRP方式(即雙路并發(fā)、主動(dòng)放棄方式，IEC62439)，實(shí)現(xiàn)主備網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫、無(wú)損的保護(hù)切換。全站設(shè)備以并行網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方式接入，實(shí)現(xiàn)覆蓋全系統(tǒng)的N-1保護(hù)和全路徑端到端的1+1保護(hù)。
(4)邏輯子網(wǎng)技術(shù)
本研究根據(jù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的類型對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的劃分，依據(jù)高級(jí)、緊急、快速業(yè)務(wù)資源專用，低級(jí)、慢速業(yè)務(wù)資源復(fù)用，各類業(yè)務(wù)之間資源占用互不影響的原則，利用可預(yù)配置時(shí)分復(fù)用交換技術(shù)，將一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)劃分成若干獨(dú)立的邏輯子網(wǎng)分別傳遞不同類型的業(yè)務(wù)。本研究通過(guò)資源劃分，將智能變電站典型業(yè)務(wù)分成GOOSE邏輯子網(wǎng)、SV邏輯子網(wǎng)和MMS邏輯子網(wǎng)3個(gè)邏輯平面，各業(yè)務(wù)之間邏輯隔離，互不影響，提高了數(shù)據(jù)傳輸可靠性。
2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
以國(guó)網(wǎng)公司220-A1-1通用設(shè)計(jì)方案為例，變電站規(guī)模為主變3臺(tái)，220kV采用雙母線接線、出線6回，110kV單母線三分段接線、出線12回，35kV單母線分段接線、出線8回。本研究采用“三層兩網(wǎng)”組網(wǎng)方案，冗余雙網(wǎng)配置，全站需配置站控層中心交換機(jī)4臺(tái)、間隔層交換機(jī)8臺(tái)、過(guò)程層交換機(jī)39臺(tái)，合計(jì)51臺(tái)交換機(jī)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備投資約190萬(wàn)元。筆者按本研究“兩層一網(wǎng)”組網(wǎng)方案，構(gòu)建無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)，冗余雙網(wǎng)配置，全站設(shè)A、B兩個(gè)網(wǎng)，A網(wǎng)優(yōu)秀交換機(jī)冗余配置、雙主工作模式，主要接入主變間隔保護(hù)一、220kV間隔線路、母線保護(hù)一、110kV間隔和35kV間隔;B網(wǎng)優(yōu)秀交換機(jī)冗余配置、雙主工作模式，主要接入主變間隔保護(hù)二、220kV間隔線路、母線保護(hù)二。全站共需配置4臺(tái)實(shí)時(shí)交換機(jī)。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備投資約60萬(wàn)元，較“三層兩網(wǎng)”方案，交換機(jī)數(shù)量減少47臺(tái)，投資減少130萬(wàn)元。
3結(jié)束語(yǔ)
本研究介紹了采用面向連接的分組交換技術(shù)和無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)組建的智能變電站“兩層一網(wǎng)”網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，并將其應(yīng)用于220kV變電站。結(jié)果表明，通過(guò)組建全站統(tǒng)一的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)，變電站中任意兩個(gè)IED設(shè)備都可以直接實(shí)現(xiàn)通信，減少交換機(jī)的中轉(zhuǎn)，提高了網(wǎng)絡(luò)性能;實(shí)現(xiàn)了全站間隔層與過(guò)程層的整合，全站交換機(jī)數(shù)量由51臺(tái)減少為4臺(tái)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備投資減少60%以上，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
作者：俞辰穎 高亞棟 尹康 徐俞音 潘國(guó)兵 單位：國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院 浙江工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院
1智能變電站二次系統(tǒng)配置方案
1.1保護(hù)配置
保護(hù)配置主要從變壓器保護(hù)、線路保護(hù)以及母線保護(hù)三個(gè)方面進(jìn)行。在進(jìn)行線路保護(hù)時(shí)要注意提高采樣值差量和暫態(tài)量的速度。在進(jìn)行變壓器保護(hù)時(shí)要注意勵(lì)磁涌流的影響，通常會(huì)采用廣義瞬時(shí)功率保護(hù)原理來(lái)輔助差動(dòng)保護(hù)。這兩點(diǎn)都是易于實(shí)現(xiàn)的主保護(hù)原理。廣域后備保護(hù)系統(tǒng)由于其具有智能決策功能，可以在進(jìn)行后背保護(hù)在線整定時(shí)集中全網(wǎng)信息，利用最少的通信量最快的數(shù)據(jù)更新速度完成決策工作。智能變電站二次系統(tǒng)在進(jìn)行保護(hù)時(shí)簡(jiǎn)化了原來(lái)的布線，將主保護(hù)功能由原集控室下放到設(shè)備單元內(nèi)，使通信網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)減輕。并利用集中式母線保護(hù)和具有主站的分布式差動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)母線主保護(hù)。
1.2通信配置
在通信配置這一方面，智能變電站與傳統(tǒng)變電站的差別不大，但是就其發(fā)展而言，數(shù)據(jù)的更快速的傳播與數(shù)據(jù)量的加大會(huì)對(duì)通信配置提出更加安全可靠的要求。1.3計(jì)量配置采用三態(tài)數(shù)據(jù)為預(yù)處理數(shù)據(jù)的計(jì)量模塊，進(jìn)行誤差量溯源實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)和遠(yuǎn)程檢驗(yàn)。根據(jù)計(jì)量模塊所具有的通信優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)變電站與大用戶之間的互動(dòng)，進(jìn)行信息采集與資源的優(yōu)化配置，促進(jìn)各個(gè)智能化電網(wǎng)環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)運(yùn)行。
2智能變電站二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案及應(yīng)用
2.1系統(tǒng)構(gòu)成
過(guò)程層、間隔層、站控層是變電站二次系統(tǒng)在功能邏輯方面的劃分。其中站控層對(duì)間隔層以及過(guò)程層起到一個(gè)全面監(jiān)測(cè)與管理的作用。其主要構(gòu)成是操作員站、主機(jī)、保護(hù)故障信息子站、遠(yuǎn)動(dòng)通信裝置、功能站。間隔層具有獨(dú)立運(yùn)作的能力，能夠在沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)下或是站控層失效的狀態(tài)下獨(dú)立完成監(jiān)控，由測(cè)量、保護(hù)、錄波、相量測(cè)量等組成。過(guò)程層主要進(jìn)行采集電氣量、監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以及執(zhí)行控制命令的工作，由合并單元、互感器、智能終端構(gòu)成。
2.2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
過(guò)程網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)是電壓等級(jí)。主要的網(wǎng)絡(luò)形式有雙星形、單星形、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)等。通常要依據(jù)不同電壓等級(jí)和電氣一次主接線配置不同的網(wǎng)絡(luò)形式。單套配置的保護(hù)及安全自動(dòng)裝置、測(cè)控裝置要采用相互獨(dú)立的數(shù)據(jù)接口控制器同時(shí)接入兩套不同的過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)。雙重化配置的保護(hù)及安全自動(dòng)裝置應(yīng)分別接入不同的過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)。單星形以太網(wǎng)絡(luò)適合用于110KV變電站站控層、間隔層網(wǎng)絡(luò)。雙重化星形以太網(wǎng)絡(luò)適合用于220KV及以上變電站站控層、間隔層網(wǎng)絡(luò)。考慮到變電站網(wǎng)絡(luò)安全方面以及運(yùn)行維護(hù)。智能變電站，特別是高電壓等級(jí)、聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的變電站，在兼顧網(wǎng)絡(luò)跳閘方式的同時(shí)仍保留直采直跳的方式。
2.3二次系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)原則
本文以220KV變電站為例，分析站控層設(shè)備的配置。遠(yuǎn)動(dòng)通信裝置與主機(jī)均采用雙套配置，無(wú)人值班變電站主機(jī)可兼操作員工作站和工程師站。保護(hù)及故障信息子站與變電站系統(tǒng)共享信息采集，無(wú)需獨(dú)立配置。
1）網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備配置需按一定原則進(jìn)行。特別是交換機(jī)的端口數(shù)量一定要符合工程規(guī)模需求，端口規(guī)格在100M~1000M范圍內(nèi)。兩臺(tái)智能電子設(shè)備所接的數(shù)據(jù)傳輸路由要控制在4個(gè)交換機(jī)以內(nèi)。每臺(tái)交換機(jī)的光纖接入量要控制在16對(duì)以內(nèi)。由于網(wǎng)絡(luò)式數(shù)據(jù)連接中交換機(jī)起到重要的作用，為保證智能變電站的安全運(yùn)行，交換機(jī)必須保證安全穩(wěn)定，避免故障的發(fā)生。
2）應(yīng)對(duì)獨(dú)立配置的隔層設(shè)備測(cè)控裝置進(jìn)行單套配置，采用保護(hù)測(cè)控一體化裝置對(duì)110KV及以下電壓等級(jí)進(jìn)行配置，采用保護(hù)測(cè)控一體化裝置對(duì)繼電保護(hù)就地安裝的220KV電壓等級(jí)進(jìn)行配置。繼電保護(hù)裝置的配置原則與常規(guī)變電站一致，220KV變電站故障錄波及網(wǎng)絡(luò)分析記錄裝置按照電壓等級(jí)分別配置，統(tǒng)一配置110KV及以下變電站，單獨(dú)配置主變壓器。
3）過(guò)程層的配置。對(duì)于110KV及以上主變壓器本體配置單套的智能終端，對(duì)于采用開(kāi)關(guān)柜布置的66KV及以下配電裝置無(wú)需配置智能終端。在配電裝置場(chǎng)地智能組件柜中分散布置智能終端。
4）合并單元的配置。110KV及以下電壓等級(jí)各間隔單套配置，雙重化保護(hù)的主變各側(cè)冗余配置，同一間隔內(nèi)電壓互感器和電流互感器合用一個(gè)合并單元。
3結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，智能變電站的發(fā)展、變革以及建設(shè)是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)發(fā)展完善的基礎(chǔ)。智能變電站二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的不斷發(fā)展優(yōu)化會(huì)促進(jìn)智能變電站作用及優(yōu)勢(shì)的更好的發(fā)揮。針對(duì)我國(guó)智能化變電站二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)原則，其應(yīng)用發(fā)展道路一定會(huì)更廣闊。
作者：黃蘭芝 單位：國(guó)網(wǎng)菏澤供電公司
1仿真的總體思路
1．1信息一體化平臺(tái)
信息一體化平臺(tái)采用一體化模式，集監(jiān)控和五防功能于一體。一方面作為后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)軟件，模擬數(shù)據(jù)采集處理、運(yùn)行監(jiān)控、正常操作、事件和報(bào)警處理等，實(shí)現(xiàn)常規(guī)站監(jiān)控系統(tǒng)功能，同時(shí)新增加智能變電站特有的高級(jí)應(yīng)用功能:一鍵順序控制、告警信息分類、智能告警等;另一方面作為五防系統(tǒng)軟件，嵌入到信息一體化平臺(tái)中，不僅保留就地間隔內(nèi)電氣設(shè)備的電氣聯(lián)鎖，同時(shí)還通過(guò)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)相互通信，交換設(shè)備的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)智能變電站站控層、間隔層、過(guò)程層3級(jí)防誤閉鎖功能。
1．2智能化保護(hù)測(cè)控系統(tǒng)
智能化保護(hù)測(cè)控系統(tǒng)按照保護(hù)測(cè)控裝置的物理原理建立數(shù)學(xué)模型，采用定值驅(qū)動(dòng)法，當(dāng)故障發(fā)生后計(jì)算的故障電流結(jié)果到達(dá)定值要求時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)保護(hù)測(cè)控裝置，按照其工作原理進(jìn)行判別，相關(guān)保護(hù)動(dòng)作，報(bào)出故障信息報(bào)文，有關(guān)指示燈點(diǎn)亮，與變電站真實(shí)設(shè)備保持一致。
2系統(tǒng)功能
智能變電站高級(jí)應(yīng)用功能的仿真是以智能變電站仿真系統(tǒng)為基礎(chǔ)，將智能站高級(jí)應(yīng)用集成于信息一體化平臺(tái)中，實(shí)現(xiàn)了智能變電站特有的一鍵順序控制、智能告警信息分類、故障綜合分析決策功能的仿真。該系統(tǒng)從其功能上可以作為培訓(xùn)和測(cè)試的平臺(tái)。
1)培訓(xùn)功能。智能變電站高級(jí)應(yīng)用功能是智能站特有的新應(yīng)用，對(duì)運(yùn)行人員來(lái)說(shuō)是全新的知識(shí)，需要進(jìn)行培訓(xùn)學(xué)習(xí)。該系統(tǒng)真實(shí)再現(xiàn)了智能變電站場(chǎng)景，可以為運(yùn)行人員提供一種有效的培訓(xùn)手段，使運(yùn)行人員能夠?qū)W習(xí)智能變電站中的新知識(shí)、新技術(shù)，提升專業(yè)素質(zhì)。該系統(tǒng)已經(jīng)投入培訓(xùn)使用，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，人機(jī)界面友好，培訓(xùn)功能完善，培訓(xùn)效果逼真。
2)測(cè)試平臺(tái)功能。智能變電站高級(jí)應(yīng)用功能的仿真還可以為高級(jí)應(yīng)用功能的研究提供測(cè)試平臺(tái)。由于電力系統(tǒng)的特殊性，不能在真實(shí)運(yùn)行設(shè)備上進(jìn)行任意操作，而該仿真系統(tǒng)通過(guò)為其他系統(tǒng)或軟件提供開(kāi)放的數(shù)據(jù)接口，可以反復(fù)進(jìn)行操作和設(shè)置故障，對(duì)被測(cè)系統(tǒng)或軟件運(yùn)行情況進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)與某公司合作，能夠正確地實(shí)現(xiàn)測(cè)試功能，為研究智能站高級(jí)應(yīng)用功能提供了一種有效的測(cè)試平臺(tái)。
3智能告警信息分類的仿真
通過(guò)建立故障信息的邏輯推理模型，對(duì)故障告警信息分類過(guò)濾，并對(duì)變電站運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線分析推理，能夠?qū)崿F(xiàn)智能告警功能，可以自動(dòng)報(bào)告站內(nèi)異常狀態(tài)，并根據(jù)需求提供分層分類的故障告警信息。智能變電站各種運(yùn)行告警信息量非常大，包括3類:
1)提示性信息。這類信息不需要特別關(guān)注;
2)告警信號(hào)。這類信息雖然沒(méi)有直接引發(fā)事故跳閘，但實(shí)際隱含著可能的故障，若不進(jìn)行綜合分析，消除異常，持續(xù)發(fā)展會(huì)導(dǎo)致事故發(fā)生，需要給予重點(diǎn)關(guān)注;
3)事故信息。事故信號(hào)產(chǎn)生一般都會(huì)有保護(hù)動(dòng)作、開(kāi)關(guān)跳閘，要求在盡可能短的時(shí)間判斷故障原因，以便上報(bào)，并依據(jù)調(diào)度指導(dǎo)進(jìn)行故障隔離和恢復(fù)操作。因此，需要對(duì)故障告警信息進(jìn)行過(guò)濾，提供分層分類的告警信息，以方便運(yùn)行人員工作。智能告警信息分類的仿真包括以下幾個(gè)方面:
1)圖形界面仿真。智能告警信息分類通過(guò)信息一體化平臺(tái)進(jìn)行展示，信息告警圖形界面是信息分類結(jié)果的直觀展現(xiàn)。在進(jìn)行仿真開(kāi)發(fā)時(shí)，按照智能變電站信息分類的原則，根據(jù)告警信號(hào)重要性，告警實(shí)時(shí)顯示窗口由多個(gè)頁(yè)面組成，包括:全部告警、嚴(yán)重保護(hù)事件、一般保護(hù)事件、SOE、開(kāi)關(guān)刀閘動(dòng)作和智能告警6類，所示同時(shí)還會(huì)根據(jù)告警信息的級(jí)別，通過(guò)聲音的方式發(fā)出告警。
2)數(shù)據(jù)庫(kù)仿真。智能告警信息量非常大，其仿真時(shí)所需的數(shù)據(jù)量也很多。仿真時(shí)全站采集信息采用統(tǒng)一的命名格式。變量命名格式包括:變量名、變量描述、變量單位、變量標(biāo)識(shí)、變量數(shù)據(jù)指向。變量名是信息的代表，當(dāng)變量為1時(shí)，其變量描述才有意義，該描述會(huì)在智能告警圖形界面中顯示出來(lái);變量單位的作用是區(qū)分告警信息變量的間隔，是實(shí)現(xiàn)變量篩選分類的基礎(chǔ);變量標(biāo)識(shí)的作用是區(qū)分告警信息變量的重要程度，以便于告警信息的分類;變量數(shù)據(jù)指向主要用于數(shù)據(jù)通信。
3)告警信息篩選分類功能。由于告警信息總量很大，為滿足不同的關(guān)注需求，在告警顯示窗口設(shè)置信息篩選的功能，在窗口中選擇某一設(shè)備間隔，根據(jù)告警信息變量的標(biāo)識(shí)，可以在告警窗口各頁(yè)面中自動(dòng)顯示出有關(guān)該間隔的所有信息，將不關(guān)注的信息屏蔽。可以通過(guò)左上角下拉列表選擇變電站間隔來(lái)顯示不同間隔的告警信息，使運(yùn)行人員更有針對(duì)性地查看所需的信息。
4故障綜合分析決策的仿真
故障綜合分析決策是指在故障情況下對(duì)事件順序記錄、保護(hù)裝置動(dòng)作及信號(hào)、故障錄波數(shù)據(jù)等進(jìn)行深入挖掘，通過(guò)多專業(yè)綜合分析，并將變電站故障分析結(jié)果以簡(jiǎn)潔明了的可視化界面綜合展示。通常當(dāng)變電站發(fā)生異常或事故時(shí)，其處理過(guò)程是運(yùn)行人員按照現(xiàn)場(chǎng)情況、規(guī)程及經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷處理，這種方式不僅要求值班員非常熟悉變電運(yùn)行規(guī)程、規(guī)范及設(shè)備運(yùn)行要求，而且需要較長(zhǎng)的分析判斷時(shí)間。故障綜合分析決策功能可自動(dòng)為運(yùn)行人員提供一個(gè)或多個(gè)可能的事故分析報(bào)告，便于迅速確定事故原因和應(yīng)采取的措施。
4．1故障仿真
故障仿真是進(jìn)行故障綜合分析決策仿真的基礎(chǔ)，該仿真系統(tǒng)中對(duì)真實(shí)系統(tǒng)中可能發(fā)生的故障類型進(jìn)行了分析總結(jié)，可實(shí)現(xiàn)真實(shí)系統(tǒng)中常見(jiàn)故障的仿真。在仿真中故障類型，分為4類，一百多個(gè)故障:
1)一次設(shè)備故障及異常，包括線路、母線、主變壓器、電容器、所用變、斷路器操作機(jī)構(gòu)、SF6泄露等;
2)保護(hù)與測(cè)控裝置故障;
3)智能組件故障，包括智能終端、合并單元、網(wǎng)絡(luò)故障;
4)低壓交直流故障。其中，一次故障可以進(jìn)行故障相別、故障距離、故障性質(zhì)(瞬時(shí)/永久)進(jìn)行分別設(shè)置。在仿真中既可以單獨(dú)設(shè)置一次、二次故障或網(wǎng)絡(luò)故障，也可組合一次、二次故障和網(wǎng)絡(luò)故障。故障仿真范圍全面，效果逼真。通過(guò)仿真系統(tǒng)在培訓(xùn)中的應(yīng)用，該系統(tǒng)能夠在故障和異常發(fā)生時(shí)，能夠真實(shí)反應(yīng)故障現(xiàn)象和保護(hù)動(dòng)作情況，故障信息詳細(xì)，為故障綜合分析決策提供分析依據(jù)。
4．2故障綜合分析決策仿真的基本結(jié)構(gòu)
故障綜合分析決策仿真的基本結(jié)構(gòu)，以仿真支撐系統(tǒng)為服務(wù)器，進(jìn)行故障模擬、采集信息、建立推理知識(shí)庫(kù)、故障綜合分析推理，并將分析結(jié)果以可視化的形式在信息一體化平臺(tái)中展示出來(lái)。信息采集是對(duì)設(shè)備實(shí)際狀態(tài)信息和故障信息的采集，在仿真時(shí)通過(guò)支撐系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)的采集;推理知識(shí)庫(kù)存放專家提供的告警及故障分析知識(shí)，推理機(jī)完成故障信息的綜合分析，給出推理結(jié)果，推理知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)以數(shù)學(xué)模型的形式存放于支撐系統(tǒng)中;推理結(jié)果展示是將推理結(jié)果以一條條報(bào)文的形式展示在信息一體化平臺(tái)的告警窗口中。
4．3建立推理知識(shí)庫(kù)
推理知識(shí)庫(kù)的知識(shí)源自變電運(yùn)行規(guī)程、規(guī)范及運(yùn)行人員的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，通過(guò)分類歸納總結(jié)，形成一定的知識(shí)規(guī)則，在仿真過(guò)程中其規(guī)則內(nèi)容包括設(shè)備名稱、事件、原因、推理相關(guān)信息等。它采用統(tǒng)一建模方式，可以通過(guò)修改、完善知識(shí)庫(kù)中的推理邏輯來(lái)提高綜合分析決策的功能。
4．4推理機(jī)
推理機(jī)是利用類似專家解決問(wèn)題的思維方式，通過(guò)推理機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)知識(shí)庫(kù)的價(jià)值。在故障發(fā)生后，推理機(jī)將采集到的告警信息、設(shè)備狀態(tài)信息與知識(shí)庫(kù)中的推理建立起關(guān)聯(lián)關(guān)系，采用正向推理策略，按照推理規(guī)則進(jìn)行反復(fù)匹配和判斷，最終給出一個(gè)或多個(gè)合理的推理結(jié)果以供參考。
4．5推理結(jié)果展示
推理結(jié)果展示既是將推理結(jié)果以報(bào)文的形式展示在信息一體化平臺(tái)的告警窗口中，告警窗口“推理信息”頁(yè)面提供簡(jiǎn)單的故障分析結(jié)果報(bào)文信息，包括故障發(fā)生時(shí)間、設(shè)備名稱及簡(jiǎn)單推理結(jié)論，通過(guò)雙擊該報(bào)文信息調(diào)用具體故障分析報(bào)告的展示窗口，分析報(bào)告顯示的內(nèi)容包括故障發(fā)生的時(shí)間和間隔、動(dòng)作事件、故障原因、故障相關(guān)信息分析的結(jié)果。通過(guò)推理結(jié)果展示，可以直觀的看到故障綜合分析決策的結(jié)果。
5結(jié)束語(yǔ)
本文介紹了實(shí)現(xiàn)智能變電站高級(jí)應(yīng)用功能仿真的總體思路，并對(duì)一鍵順序控制、智能告警信息分類、故障信息綜合分析決策功能的仿真進(jìn)行了詳細(xì)闡述，該智能變電站高級(jí)應(yīng)用功能的仿真為既為高級(jí)應(yīng)用功能的研究提供了測(cè)試平臺(tái)，同時(shí)也為運(yùn)行人員提供了培訓(xùn)平臺(tái)，有較好的推廣意義。
作者：張洪波 劉國(guó)宏 徐巖 單位：國(guó)網(wǎng)河南省電力公司技能培訓(xùn)中心
1智能變電站自動(dòng)化的特點(diǎn)
在電網(wǎng)的建設(shè)中，智能變電站是非常重要的組成部分，主要是傳輸和分配電能，并且進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制和管理。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)具有的特征包括這些方面，首先是功能綜合化，指的是結(jié)合變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行要求，綜合考慮二次系統(tǒng)的功能，優(yōu)化組合設(shè)計(jì)，以便促使繼電保護(hù)和監(jiān)控系統(tǒng)達(dá)到統(tǒng)一。其次是構(gòu)成模塊化，模塊化和數(shù)字化保護(hù)、控制和測(cè)量裝置，這樣就可以利用通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)連接各個(gè)功能模塊，以便有效的共享信息。再次是運(yùn)行管理智能化，變電站綜合自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，可以促使無(wú)人值班、人機(jī)對(duì)話得到實(shí)現(xiàn)，并且操作屏幕化、制表、打印以及越限監(jiān)視等功能也可以實(shí)現(xiàn)，對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行構(gòu)建。在變電站自動(dòng)化技術(shù)中，非常重要的一個(gè)組成部分就是變電站自動(dòng)化、智能化，需要實(shí)現(xiàn)的功能有很多；對(duì)電網(wǎng)故障進(jìn)行檢測(cè)，以便對(duì)故障部分盡快隔離；對(duì)變電站運(yùn)行實(shí)時(shí)信息進(jìn)行采集，監(jiān)視、計(jì)量和控制變電站運(yùn)行情況；對(duì)一次設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，以便更好的維護(hù)一次設(shè)備；促使當(dāng)?shù)睾髠淇刂坪途o急控制得到實(shí)現(xiàn)。主要有這些表現(xiàn)，在微機(jī)保護(hù)方面，保護(hù)站內(nèi)所有的電氣設(shè)備，如母線保護(hù)、變壓器保護(hù)、電容器保護(hù)以及其他的安全自動(dòng)裝置，如低頻減載、設(shè)備自投等等。其次是數(shù)據(jù)采集，在狀態(tài)量方面，斷路器狀態(tài)、隔離開(kāi)關(guān)狀態(tài)以及變壓器分接頭信號(hào)等都屬于這個(gè)方面的內(nèi)容；各段的母線電壓、線路電壓以及電流和功率值等則屬于模擬量；脈沖電度表的輸出脈沖是脈沖量，促使電能測(cè)量得到實(shí)現(xiàn)。
2智能變電站自動(dòng)化技術(shù)的調(diào)試
智能變電站自動(dòng)化技術(shù)需要進(jìn)行調(diào)試，主要調(diào)試的內(nèi)容在于：第一，進(jìn)行站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)調(diào)試，站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)主要由交換機(jī)以及通信介質(zhì)構(gòu)成，需要對(duì)外部、通信廣聯(lián)、通信銅纜進(jìn)行檢查。第二，對(duì)計(jì)算及監(jiān)控體系進(jìn)行調(diào)試，對(duì)設(shè)備的外部進(jìn)行檢查，進(jìn)行絕緣實(shí)驗(yàn)以及上電檢查，檢查遙信、遙調(diào)、遙控等功能，檢查無(wú)功控制、定值管理、主備切換等功能。第三，調(diào)試?yán)^電保護(hù)，主要包含的是絕緣試驗(yàn)、上電檢查、單體與整組調(diào)試、調(diào)試?yán)^電保護(hù)的信息管理系統(tǒng)等。第四，調(diào)試電站中的不間斷電源，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，主要是對(duì)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)通信檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試。第五，對(duì)采樣值系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，主要包含的是過(guò)程層的合并單元調(diào)試與電子互感器的電子采集調(diào)試等。上述調(diào)試試驗(yàn)的主要目的在于保證智能變電站的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，減少工程建設(shè)的試驗(yàn)時(shí)間，從而為變電站的自動(dòng)化技術(shù)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
3智能變電站自動(dòng)化的建立
3.1建設(shè)單元管理模式單元管理模式主要是依照物理層、網(wǎng)絡(luò)層等實(shí)行隔離管理，對(duì)一些數(shù)量較多的元器件應(yīng)當(dāng)采用“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”的形式進(jìn)行監(jiān)控，每一個(gè)元器件都需要有一個(gè)代碼進(jìn)行相應(yīng)的信息存儲(chǔ)與信息管理，而且還可以借助GPS等形式，提高電力管理效率。
3.2建立應(yīng)急系統(tǒng)智能變電站無(wú)法解決所有的問(wèn)題，因此可以在原有的基礎(chǔ)上設(shè)置應(yīng)急系統(tǒng)，此系統(tǒng)平時(shí)不會(huì)參與電氣運(yùn)行，但是需要定期對(duì)其進(jìn)行檢查，因?yàn)槿绻霈F(xiàn)了相應(yīng)的電力故障，應(yīng)急系統(tǒng)由于自身原因無(wú)法及時(shí)投入使用，那么將會(huì)造成不可預(yù)計(jì)的損失。一般情況下，可以對(duì)一二次設(shè)備以及通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合理分配，主保護(hù)與備用保護(hù)要分開(kāi)，方便設(shè)備運(yùn)行時(shí)的保護(hù)與運(yùn)行后的維護(hù)。
4結(jié)語(yǔ)
綜上所述，文章已經(jīng)對(duì)智能變電站的安裝施工要點(diǎn)進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。智能變電站可以提高電力系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)行，減少相應(yīng)的人為工作量，這正是我國(guó)電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展的重要趨勢(shì)，但是在實(shí)際的安裝施工過(guò)程中，需要對(duì)每一個(gè)要點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)的分析，每一個(gè)安裝的步驟都要嚴(yán)格進(jìn)行把控，爭(zhēng)取保證智能變電站的正常運(yùn)行，為我國(guó)電力系統(tǒng)的發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的保障。
作者：何祥單位：達(dá)州供電公司
1時(shí)間性能要求
不同的時(shí)間信號(hào)有著不同的傳輸介質(zhì)，時(shí)間信號(hào)的準(zhǔn)確度也決定著智能變電站的時(shí)間性能，目前一般要求的時(shí)間信號(hào)準(zhǔn)確度如表1所示。DL/T860標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)通信信息片通信要求的不同，在整個(gè)智能變電站需要多種聯(lián)絡(luò)傳輸報(bào)文協(xié)調(diào)通信信息片的屬性，不同的報(bào)文類型規(guī)定不同的性能要求。DL/T860標(biāo)準(zhǔn)定義了7種報(bào)文類型，其屬性范圍由性能類建立，每種報(bào)文對(duì)應(yīng)不同性能類具有不同的時(shí)間性能要求。對(duì)于控制和保護(hù)性能類定義為P1/P2/P3，P1一般用于配電線間隔或者其他要求較低的間隔，P2一般用于輸電線間隔或用戶未另外規(guī)定的地方，P3一般用于輸電線間隔，具備滿足同步和斷路器分合時(shí)間差的最好性能。對(duì)于計(jì)量和電能質(zhì)量性能類定義為M1/M2/M3，M1用于具有0.5級(jí)和0.2級(jí)精度計(jì)費(fèi)計(jì)量，最高5次諧波，M2用于具有0.2級(jí)和0.1級(jí)精度計(jì)費(fèi)計(jì)量，最高13次諧波，M3用于電能質(zhì)量計(jì)量，最高40次諧波。智能變電站應(yīng)用數(shù)據(jù)的時(shí)間性能要求在DL/T860標(biāo)準(zhǔn)中也有所體現(xiàn)，主要參數(shù)如表2所示。時(shí)間性能包括時(shí)間準(zhǔn)確度和傳輸時(shí)間兩個(gè)方面，既然定義了不同的參數(shù)指標(biāo)，對(duì)設(shè)備是否符合規(guī)范的時(shí)間性能定義，只有通過(guò)測(cè)試才能明確檢測(cè)和分析。因此目前時(shí)間測(cè)試不能只停留在時(shí)間準(zhǔn)確度的測(cè)試上，必須要深入到傳輸時(shí)間的測(cè)試內(nèi)。時(shí)間的準(zhǔn)確度只能說(shuō)明設(shè)備的時(shí)間是可靠的，但智能變電站是一個(gè)設(shè)備與設(shè)備協(xié)調(diào)工作的整體，設(shè)備和設(shè)備之間傳輸時(shí)間的變化將直接影響到智能變電站的穩(wěn)定性，畢竟變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行才是電力系統(tǒng)的重點(diǎn)，因此時(shí)間準(zhǔn)確度是基石，而傳輸時(shí)間是系統(tǒng)工作的保障。
2時(shí)間性能測(cè)試
通過(guò)對(duì)智能變電站數(shù)據(jù)報(bào)文傳輸延遲測(cè)試技術(shù)的研究和分析，目的在于如何在智能變電站的測(cè)試和日常維護(hù)中為智能變電站的穩(wěn)定運(yùn)行提供有力的測(cè)試設(shè)備和依據(jù)，解決電力用戶對(duì)智能變電站數(shù)字化信息的準(zhǔn)確把握。電力系統(tǒng)分為發(fā)電、輸電、變電、配電、用電等五大環(huán)節(jié)。變電站是變電環(huán)節(jié)的重要部分，它實(shí)質(zhì)是一個(gè)轉(zhuǎn)換電壓的樞紐，實(shí)現(xiàn)不同電壓等級(jí)的電力轉(zhuǎn)換。所有變電站的一次設(shè)備的工作狀況都是通過(guò)二次設(shè)備之間的通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)完成。二次設(shè)備利用自身設(shè)備的功能實(shí)現(xiàn)測(cè)控、保護(hù)、計(jì)量等工作，然后通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)將變電站的數(shù)據(jù)信息送到本地或遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。通信是一個(gè)基于信號(hào)的交流渠道，為了增加變電站通信交互雙方對(duì)信號(hào)的識(shí)別能力，變電站內(nèi)的各個(gè)設(shè)備都必須工作在同一時(shí)刻，也就是說(shuō)需要在變電站內(nèi)設(shè)置時(shí)間同步系統(tǒng)來(lái)完成設(shè)備的時(shí)間同步，確保設(shè)備時(shí)標(biāo)一致，信息識(shí)別度能清晰，應(yīng)用處理能簡(jiǎn)約化，其中對(duì)傳輸延遲的測(cè)試是必不可少的部分。電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，對(duì)時(shí)間同步的要求也越來(lái)越高。任何一個(gè)變電站都需要準(zhǔn)確、安全、可靠的時(shí)鐘源，為電力系統(tǒng)各類運(yùn)行設(shè)備提供精確的時(shí)間基準(zhǔn)。高性能的時(shí)鐘源可以為電力系統(tǒng)變電站提供統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn)，滿足變電站各種系統(tǒng)（監(jiān)控系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)）和設(shè)備（繼電保護(hù)裝置、智能電子設(shè)備、時(shí)間順序記錄SOE、廠站自動(dòng)化故障測(cè)距、安全穩(wěn)定控制裝置、故障錄波器）對(duì)時(shí)間系統(tǒng)的要求[8]，確保實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集時(shí)間一致性，提高系統(tǒng)運(yùn)行的準(zhǔn)確性，從而提高電網(wǎng)運(yùn)行效率和可靠性。國(guó)內(nèi)智能變電站完全遵循DL/T860標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)規(guī)范。DL/T860標(biāo)準(zhǔn)覆蓋變電站通信網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)，其中智能設(shè)備中各個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)之間的通信由數(shù)千個(gè)獨(dú)立的通信信息片進(jìn)行描述，而通信信息片主要完成邏輯節(jié)點(diǎn)之間對(duì)于給定通信屬性的信息交換，包括對(duì)它們的性能要求。如何保證基本功能的正常運(yùn)行以及支撐通信系統(tǒng)的性能要求的關(guān)鍵是數(shù)據(jù)交換的最大允許時(shí)間，即傳輸時(shí)間。
傳輸時(shí)間是智能變電站的系統(tǒng)要求，其定義如圖2所示。一個(gè)報(bào)文的完成傳輸過(guò)程包括收發(fā)端必要的處理。傳輸時(shí)間計(jì)時(shí)從發(fā)送方把數(shù)據(jù)內(nèi)容置于其傳輸棧頂時(shí)刻開(kāi)始，直到接收方從其傳輸棧中取走數(shù)據(jù)時(shí)刻結(jié)束[10]。圖中定義了完整傳輸鏈的時(shí)間要求。在物理裝置PD1中，功能f1把數(shù)據(jù)發(fā)送到位于物理裝置PD2中功能f2。傳輸時(shí)間將包括各自通信處理器時(shí)間加上網(wǎng)絡(luò)時(shí)間，其中有等待時(shí)間、路由器與其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備所耗費(fèi)的時(shí)間。由于物理裝置和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可能來(lái)自不同的廠商，故對(duì)總傳輸時(shí)間的任何測(cè)試和驗(yàn)證都必須在現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收測(cè)試時(shí)進(jìn)行。智能變電站報(bào)文數(shù)據(jù)傳輸延遲屬于性能測(cè)試的應(yīng)用范疇。傳輸時(shí)間的定義的間隔中，tb時(shí)間間隔取決于網(wǎng)絡(luò)底層結(jié)構(gòu)，不屬于智能電子設(shè)備的范疇，從智能電子設(shè)備的角度出發(fā)，只有輸出和輸入延遲可以被測(cè)量。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定時(shí)間性能的測(cè)試方法[11]如圖3所示。對(duì)于傳輸時(shí)間的輸入輸出延遲測(cè)量值應(yīng)不大于DL/T860標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的相應(yīng)報(bào)文類型的總的傳輸時(shí)間的40%。圖3方法中定義了回環(huán)測(cè)試環(huán)境，被測(cè)設(shè)備的輸入信息與輸出信息都與測(cè)試系統(tǒng)建立連接，當(dāng)測(cè)試系統(tǒng)產(chǎn)生被測(cè)設(shè)備需要的物理輸入信號(hào)或者報(bào)文信號(hào)后，測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)接收被測(cè)設(shè)備產(chǎn)生的報(bào)文或者物理的輸出信號(hào)來(lái)檢驗(yàn)輸入輸出時(shí)間性能。有了以上測(cè)試方法之后便可以對(duì)實(shí)際的設(shè)備進(jìn)行測(cè)試。以下是對(duì)某變電站中一臺(tái)時(shí)鐘源的測(cè)試，該時(shí)鐘源的PTP同步報(bào)文經(jīng)過(guò)一層交換機(jī)如圖4所示，交換機(jī)為TC模式，測(cè)試儀器對(duì)經(jīng)過(guò)交換機(jī)以后的PTP報(bào)文進(jìn)行測(cè)試。有效數(shù)據(jù)共測(cè)試60次，時(shí)鐘源的準(zhǔn)確度和路徑傳輸延遲測(cè)試結(jié)果如表3所示。使用上述的測(cè)試方法可以測(cè)試時(shí)鐘源同步信號(hào)經(jīng)過(guò)兩層或者兩層以上交換機(jī)時(shí)的準(zhǔn)確度和路徑傳輸延遲，同時(shí)也適用于GOOSE、SV9-2報(bào)文傳輸延遲的測(cè)試。
3結(jié)語(yǔ)
目前電力系統(tǒng)從國(guó)網(wǎng)、南網(wǎng)到每個(gè)省的電科院都設(shè)置了關(guān)于時(shí)間的工作組，相關(guān)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)也已經(jīng)具備，但是國(guó)內(nèi)專業(yè)的測(cè)試機(jī)構(gòu)只對(duì)規(guī)約報(bào)文的一致性進(jìn)行分析和測(cè)試，不針對(duì)時(shí)間性能做檢測(cè)，沒(méi)有制定詳細(xì)可操作的方法或者手段。綜上所述，智能變電站時(shí)間性能的分析研究和檢測(cè)對(duì)于智能變電站的實(shí)施和投運(yùn)后的安全運(yùn)行將有很大幫助，因此我們每一個(gè)從事電力事業(yè)的工作人員都需要清楚地認(rèn)識(shí)時(shí)間性能的概念，它全面覆蓋整個(gè)智能變電站時(shí)間的準(zhǔn)確度和智能變電站應(yīng)用信息的傳輸時(shí)間定義。希望在電力行業(yè)所有工作人員的共同努力下，盡快成立針對(duì)時(shí)間性能檢測(cè)的專業(yè)的機(jī)構(gòu)，并制定詳細(xì)的可操作方法和手段。推動(dòng)智能變電站健康穩(wěn)定的發(fā)展，為我們的國(guó)家和社會(huì)做出更多的貢獻(xiàn)。
作者：高吉普徐長(zhǎng)寶張道農(nóng)黃兵趙旭陽(yáng)王小勇單位：貴州電力試驗(yàn)研究院華北電力設(shè)計(jì)院工程有限公司上海遠(yuǎn)景數(shù)字信息技術(shù)有限公司
1智能變電站站內(nèi)光纖通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.1設(shè)計(jì)原則
巍山變電站是110kV智能變電站，因此在智能變電站的光纖通信系統(tǒng)建立時(shí)，需要從總體上考慮光纖系統(tǒng)的可行性和可實(shí)現(xiàn)性，在保證傳輸安全的前提下保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)男剩纯煽啃浴Ｖ悄茏冸娬竟饫|的選擇要符合施工的實(shí)際情況，光纖的接口應(yīng)該盡量統(tǒng)一，在施工中要盡量采用新技術(shù)。方案的設(shè)計(jì)要盡可能節(jié)約光纜的使用量，提高光纖的利用率，同時(shí)要在設(shè)計(jì)中明確施工目標(biāo)，從而保證施工效率。在進(jìn)行光纜的鋪設(shè)時(shí)要注意光纜的保護(hù)等。
1.2光纜的選擇
在智能變電站中，光纜產(chǎn)品的性能決定了智能變電站的通信效率，因此光纜的選擇是其在設(shè)計(jì)時(shí)需要優(yōu)先考慮的，在實(shí)際的工作中要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行光纜的選擇。在智能變電站內(nèi)數(shù)據(jù)的傳輸距離長(zhǎng)，通常選用單模光纜，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸；站內(nèi)各LED之間的通信，則要選用漸變性多模光纜。在進(jìn)行戶外配電裝置的選用時(shí)，對(duì)光纜的抗磨損性要求較高，因此大多選用鎧裝型光纜。在光纜的選擇之后，還要進(jìn)行光纜連接器的選擇，即接入光模塊的光纖接頭。根據(jù)使用的光纜塊不同，光纜連接器的選擇也有不同。該變電站采用光纖代替了二次電纜技術(shù)，并且通過(guò)智能終端使各項(xiàng)數(shù)據(jù)可以共享。
2智能光纖通信系統(tǒng)的主要實(shí)施手段
2.1光纜線路設(shè)計(jì)
在進(jìn)行信息數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，為了保證傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性，使光纖在各種環(huán)境下都能夠進(jìn)行長(zhǎng)期使用，需要將光纖制作成光纜。在進(jìn)行光纜設(shè)計(jì)時(shí)要對(duì)光纜進(jìn)行足夠的保護(hù)，保證光纖不受外界因素的損壞，光纜的材質(zhì)要選擇重量較輕、便于施工和維護(hù)的材料。針對(duì)不同的傳輸環(huán)境，選擇不同結(jié)構(gòu)的光纜，從而將傳輸?shù)木€路進(jìn)行優(yōu)化處理。在進(jìn)行光纜的安裝時(shí)，要對(duì)光纜之間的擠壓、磨損、扭轉(zhuǎn)等進(jìn)行規(guī)范操作，清除光纜附近的障礙物，進(jìn)行電場(chǎng)強(qiáng)度控制，使其感應(yīng)電場(chǎng)不超過(guò)規(guī)定值。由于110kV巍山智能變電站光纜的安裝是在高電壓的環(huán)境下進(jìn)行安裝，因此要格外注意人身安全和安裝設(shè)備安全，在安裝時(shí)要進(jìn)行安全措施防護(hù)，保持作業(yè)的安全。要注意施工的環(huán)境，在施工結(jié)束后要在附近懸掛警示牌和設(shè)立相關(guān)的標(biāo)志，及時(shí)進(jìn)行光纜的維護(hù)等。
2.2通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)
110kV巍山智能變電站的通信系統(tǒng)主要由傳輸設(shè)備、接入設(shè)備和電源設(shè)備組成，SDH傳輸設(shè)備是光纖系統(tǒng)的優(yōu)秀，所有的控制信號(hào)都要通過(guò)SDH進(jìn)行轉(zhuǎn)換才能進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。PCM接入設(shè)備將傳輸設(shè)備中的2M信號(hào)轉(zhuǎn)換為可控制傳輸?shù)?4K信號(hào)，而電源設(shè)備是通信系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要保證，只有電源提供穩(wěn)定的電源，才能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目蓪?shí)現(xiàn)性和準(zhǔn)確性。在進(jìn)行通信設(shè)備施工時(shí)，要對(duì)施工人員進(jìn)行大地放電，消除人體靜電，以防止通信設(shè)備的損壞。通信設(shè)備對(duì)周圍環(huán)境的要求很高，要設(shè)置專門的通信機(jī)房，安裝防靜電地板，同時(shí)要保證機(jī)房的溫度和濕度恒定，將通信電池和設(shè)備相分隔開(kāi)，以防止火災(zāi)的發(fā)生。巍山智能變電站的設(shè)計(jì)中采用了全封閉式的組合電器，具有很強(qiáng)的抗干擾功能，智能化遠(yuǎn)程遙控可以大大減少人為操縱的風(fēng)險(xiǎn)。
3現(xiàn)階段變電站中光纖通信系統(tǒng)存在的問(wèn)題
3.1光纜施工安全隱患
在智能變電站建設(shè)中，光纖通信作為其主要通信介質(zhì)發(fā)揮出了極大的作用，但是在施工建設(shè)中容易出現(xiàn)一系列問(wèn)題，導(dǎo)致變電站通信質(zhì)量受到損壞。在導(dǎo)入光纖時(shí)接口密封不嚴(yán)，使保護(hù)鋼管中容易出現(xiàn)積水，造成冬天積水無(wú)法排除結(jié)冰膨脹，從而造成光纖被積壓，不僅降低了傳輸效率，同時(shí)也影響了光纜的安全性。在進(jìn)行光纜材料的選用時(shí)沒(méi)有固定的標(biāo)準(zhǔn)，捆綁材料也達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，使光纜在固定時(shí)不穩(wěn)定，余纜容易出現(xiàn)散落的現(xiàn)象，從而造成安全隱患。光纜的材料選用不足，也會(huì)造成施工工藝的差異，產(chǎn)品的質(zhì)量達(dá)不到統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致同一個(gè)智能變電站中出現(xiàn)不同施工工藝的現(xiàn)象。在進(jìn)行光纜的固定和安裝時(shí)，其固定架間隔之間縫隙存在著質(zhì)量問(wèn)題，部分型號(hào)的光纜固定架間隙不足，導(dǎo)致傳輸?shù)馁|(zhì)量和速率下降，固定架和光配機(jī)架上下距離不夠充足，使光纜在固定保護(hù)套管彎曲過(guò)大，使館內(nèi)光纖造成積壓，從而降低傳輸速率。
3.2材料選擇不規(guī)范
智能變電站光纖通信系統(tǒng)涉及到多個(gè)專業(yè)，施工需要采購(gòu)的設(shè)備數(shù)量多，型號(hào)也分為很多種類，因此在進(jìn)行設(shè)備采購(gòu)時(shí)針對(duì)光纜固定架、配線單元、保護(hù)套管等材料的配備要符合施工的要求。但是從巍山智能變電站光纖通信系統(tǒng)的材料選購(gòu)上看，設(shè)備進(jìn)行采購(gòu)時(shí)常常出現(xiàn)遺漏的現(xiàn)象，設(shè)備材料的供應(yīng)商數(shù)目眾多，其產(chǎn)品型號(hào)難以統(tǒng)一，給材料的配置帶來(lái)了很多的困難。不同型號(hào)進(jìn)行的施工工藝也不相同，造成工程的工藝不規(guī)范。
3.3施工人員素質(zhì)不強(qiáng)
智能變電站光纖通信系統(tǒng)的構(gòu)建是一個(gè)非常復(fù)雜的施工工程，施工規(guī)模大，項(xiàng)目多，作業(yè)環(huán)境危險(xiǎn)，這就需要施工人員增強(qiáng)安全意識(shí)和專業(yè)技能，但是現(xiàn)階段很多施工人員不注重技能的提升，不能夠及時(shí)掌握新技術(shù)，在進(jìn)行高電壓作業(yè)時(shí)防護(hù)措施不到位，高空作業(yè)時(shí)沒(méi)有配備相應(yīng)的安全設(shè)施，造成人身安全隱患。在進(jìn)行通信設(shè)備的建設(shè)時(shí)沒(méi)有進(jìn)行大地放電，身上的靜電造成通信設(shè)備的損壞等。
4加強(qiáng)變電站站內(nèi)光纖通信的有效措施
4.1進(jìn)行變電站初期研究
在進(jìn)行智能變電站光纖通信系統(tǒng)的構(gòu)建時(shí)，要與相關(guān)部門進(jìn)行溝通，確定系統(tǒng)的可實(shí)現(xiàn)性，要對(duì)光纜通信建設(shè)的目標(biāo)進(jìn)行明確，同時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，將設(shè)備材料的選購(gòu)、光纜設(shè)計(jì)數(shù)量、安裝方式和投入使用等各界環(huán)節(jié)進(jìn)行預(yù)算和估量，在設(shè)計(jì)時(shí)要嚴(yán)格審核期設(shè)備的選用，人員的調(diào)配和施工技術(shù)的應(yīng)用也要符合相關(guān)的規(guī)定。要選擇專業(yè)的設(shè)備廠家進(jìn)行設(shè)備材料的選購(gòu)，保證設(shè)備的型號(hào)一致，將安全隱患在初期研究階段降到最低。110kV巍山變電站的順利實(shí)施和政府的支持緊密相連，其各項(xiàng)施工也符合國(guó)家的施工要求。
4.2規(guī)范施工中的各項(xiàng)操作
在進(jìn)行光纜的安裝和調(diào)試運(yùn)行時(shí)，施工人員要嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行規(guī)范操作，在進(jìn)行光纜施工時(shí)，要以光纜數(shù)據(jù)傳輸效率最大化和傳輸安全為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行光纜的安裝。結(jié)合巍山當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)，對(duì)于施工中出現(xiàn)的客觀因素如天氣原因等要進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整工期，保證施工的進(jìn)度和工期。及時(shí)將新技術(shù)應(yīng)用到施工建設(shè)中，從而讓通信建筑更好地發(fā)揮其作用。在建筑中明確責(zé)任人和監(jiān)督人，監(jiān)督施工按照相關(guān)規(guī)定操作，保證施工的安全。
4.3加強(qiáng)施工人員的培訓(xùn)
在進(jìn)行光纜通信建設(shè)時(shí)，施工人員的操作是保證系統(tǒng)順利運(yùn)行的關(guān)鍵。要加強(qiáng)對(duì)施工人員的技能培訓(xùn)和綜合素質(zhì)的提高，不斷提升員工的專業(yè)技能水平，讓新技術(shù)運(yùn)用到光纖通信建設(shè)中。增強(qiáng)員工的安全意識(shí)，在員工進(jìn)行危險(xiǎn)環(huán)境作業(yè)時(shí)，要讓員工配備相應(yīng)的安全工具，如安全帽等，在進(jìn)行通信設(shè)備建設(shè)時(shí)，要注意對(duì)員工進(jìn)行大地放電，減少通信設(shè)備的損害。建筑單位要及時(shí)對(duì)光纜進(jìn)行維護(hù)，防止光纜的損壞造成極大的損失。
5結(jié)語(yǔ)
隨著我國(guó)電力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，國(guó)家供電量需要大幅度的增加，國(guó)家電網(wǎng)建設(shè)越來(lái)越重要。在電網(wǎng)建筑中，最重要的部分就是變電站的建設(shè)，其可以有效的進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的傳輸，保證了供電系統(tǒng)的完整性。在進(jìn)行智能變電站光纖通信系統(tǒng)的構(gòu)建時(shí)要依照其設(shè)計(jì)原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，在施工時(shí)要注意施工安全和施工細(xì)節(jié)。提升員工的專業(yè)技能和安全意識(shí)，對(duì)于會(huì)影響到通信傳輸?shù)母黜?xiàng)因素進(jìn)行及時(shí)的處理，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)要進(jìn)行及時(shí)的處理，防止損失的進(jìn)一步增加。要大力發(fā)展智能變電站光纖通信系統(tǒng)的構(gòu)建，讓我國(guó)的電站通信更好的發(fā)展。
作者：洪健明單位：云南電網(wǎng)公司大理供電局
1我國(guó)智能變電站一體化裝置架構(gòu)
智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，由一體化監(jiān)控、輸變電設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)以及輔助設(shè)備等部分構(gòu)成。一體化監(jiān)控系統(tǒng)縱向貫穿于調(diào)度、生產(chǎn)等系統(tǒng)，橫向?qū)ψ冸娬緝?nèi)部的各個(gè)自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行聯(lián)通，是智能變電站自動(dòng)化的一個(gè)重要組成部分。該系統(tǒng)能對(duì)電站內(nèi)部的電網(wǎng)和二次設(shè)備的運(yùn)行信息進(jìn)行直接的采集，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的接口、輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)以及輔助應(yīng)用等信息進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的數(shù)據(jù)采集、處理以及監(jiān)督控制[1]。智能變電站一體化監(jiān)控由安全Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)兩個(gè)部分組成，安全Ⅰ區(qū)的監(jiān)控是對(duì)智能變電站各種設(shè)備的運(yùn)行狀況參數(shù)進(jìn)行采集，并且對(duì)整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況信息進(jìn)行采集，以及對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合的分析，最后將這些信息數(shù)據(jù)上傳到系統(tǒng)服務(wù)器上。與此同時(shí)該區(qū)域的運(yùn)行信息是通過(guò)直接采集和傳送的方式，經(jīng)過(guò)安全Ⅰ區(qū)通信網(wǎng)絡(luò)，將其與智能變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)中的調(diào)控中心進(jìn)行實(shí)時(shí)信息交互。此外要想確保這些信息的可讀性，對(duì)于所采集到的數(shù)據(jù)信息要對(duì)其進(jìn)行規(guī)范化的處理，生成可讀性比較高的標(biāo)準(zhǔn)文本格式。安全Ⅱ區(qū)是對(duì)智能變電站的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)、采集和處理安防和消防等方面的信息。通過(guò)對(duì)變電站輸變電設(shè)備的狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并且實(shí)施與其他輔助設(shè)備、綜合應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行信息交互。此外對(duì)于采集到的這些信息要對(duì)其進(jìn)行規(guī)范化的處理和分析，隨后將其上傳到調(diào)控中心[2]。
2智能變電站一體化裝置系統(tǒng)功能和系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1智能變電站一體化裝置系統(tǒng)功能。功能：①運(yùn)行監(jiān)視功能，采用可視化技術(shù)，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行信息、保護(hù)信息、一次和二次設(shè)備的運(yùn)行狀況等信息進(jìn)行監(jiān)視和展示，包括對(duì)運(yùn)行的狀況進(jìn)行監(jiān)視，對(duì)設(shè)備狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，利用遠(yuǎn)程進(jìn)行瀏覽；②操作和控制功能，對(duì)變電站設(shè)備的就地和遠(yuǎn)方操作進(jìn)行控制，包括對(duì)順序、無(wú)功優(yōu)化等進(jìn)行控制、防誤閉鎖操作等。調(diào)控中心主要通過(guò)數(shù)據(jù)和圖形通信進(jìn)行調(diào)度控制和遠(yuǎn)程瀏覽；③信息分析與智能告警功能，對(duì)智能變電站的各項(xiàng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，并且為變電站提供分類告警以及故障分析報(bào)告等結(jié)果信息；④運(yùn)行管理功能，通過(guò)人工方式進(jìn)行錄入和系統(tǒng)交互等，建立智能變電站設(shè)備的基礎(chǔ)信息，并且對(duì)一次和二次設(shè)備的運(yùn)行、操作以及檢修維護(hù)工作進(jìn)行規(guī)范化，以權(quán)限、設(shè)備以及檢修等方面的管理為主。2.2智能變電站一體化裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì)。1）硬件配置。站控層是重要的組成部分，該設(shè)備的作用主要是對(duì)變電站的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、集中監(jiān)控以及數(shù)據(jù)通信，主要包括監(jiān)控主機(jī)，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機(jī)以及數(shù)據(jù)服務(wù)器等。綜合應(yīng)用服務(wù)器也是一個(gè)重要的設(shè)備，包括接收站內(nèi)部一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，設(shè)備基礎(chǔ)信息等，對(duì)其進(jìn)行集中處理和分析。數(shù)據(jù)服務(wù)器也是一個(gè)重要的硬件配置，其主要是對(duì)變電站全景數(shù)據(jù)進(jìn)行集中存儲(chǔ)，并且為站控層設(shè)備和應(yīng)用提供數(shù)據(jù)訪問(wèn)服務(wù)。此外還包括監(jiān)控主機(jī)雙套、數(shù)據(jù)服務(wù)器單套配置等[3]。2）系統(tǒng)軟件配置：①操作系統(tǒng)，關(guān)于智能變電站一體化應(yīng)該采用LINUX/UNIX操作系統(tǒng)；②歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，該配置主要是采用比較成熟，且商用的數(shù)據(jù)庫(kù)，能對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)管理和軟件開(kāi)發(fā)工具進(jìn)行維護(hù)和更新；③實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)系統(tǒng)提供安全和高效率的數(shù)據(jù)存取，還支持多應(yīng)用并發(fā)訪問(wèn)和實(shí)時(shí)同步更新；④標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)總線與接口，該配置主要是進(jìn)行信息交換，對(duì)信息與信息之間的不同應(yīng)用的和傳送提供依據(jù)。
3結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，在當(dāng)今社會(huì)對(duì)電力需要越來(lái)越高的情況下，確保智能變電站能夠得到高效率和穩(wěn)定的運(yùn)行是非常重要的。雖然在智能化變電站的建設(shè)過(guò)程中取得了很大的進(jìn)步，并且在智能變電站的運(yùn)行與維護(hù)方面取得了一定的成績(jī)。但我們必須承認(rèn)的是在智能變電站一體化裝置構(gòu)建的過(guò)程中，我們還有很多方面的技術(shù)有待加強(qiáng)。因此，作為相關(guān)的設(shè)計(jì)人員，需要不斷學(xué)習(xí)和借鑒國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，并與實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中所存在的問(wèn)題相結(jié)合，進(jìn)而保證智能化變電站的一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加完善，以促進(jìn)我國(guó)社會(huì)更好的發(fā)展。
作者:姚金玲 單位:河北省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院
1.智能變電站設(shè)計(jì)的特殊性
首先，電路回路接入。對(duì)于常規(guī)變電站而言，設(shè)計(jì)電流、電壓電路時(shí)，通常選擇次級(jí)對(duì)應(yīng)方式進(jìn)行接入，設(shè)置錄播與測(cè)控設(shè)備，通過(guò)各個(gè)設(shè)備、裝置，實(shí)現(xiàn)了交流采樣，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器，對(duì)數(shù)字量進(jìn)行處理、識(shí)別。使用雙重化保護(hù)裝置，通過(guò)互感器，產(chǎn)生二次繞組。若一次設(shè)備未達(dá)到設(shè)計(jì)次級(jí)數(shù)量，通過(guò)電流互感器，將同一次級(jí)繞組向不同保護(hù)裝置接入，利用串聯(lián)方式接入。而智能變電站，對(duì)一次系統(tǒng)開(kāi)關(guān)量、模擬量，實(shí)現(xiàn)就地?cái)?shù)字化，再通過(guò)光學(xué)互感器，實(shí)現(xiàn)光纖輸出，直接輸出數(shù)字信息，不產(chǎn)生電流開(kāi)路、多點(diǎn)接地、電壓短路等問(wèn)題。通過(guò)單元合并，對(duì)采集器信號(hào)進(jìn)行采集，按照不同裝置，例如計(jì)量、測(cè)控、保護(hù)等裝置，組織、分配相關(guān)數(shù)字。然后通過(guò)不同回路，向二次設(shè)備傳輸不同熟悉信號(hào)，利用光纖多收信息、多發(fā)信號(hào)，進(jìn)而提升現(xiàn)場(chǎng)接線穩(wěn)定性、安全性。所以，通過(guò)智能變電站，其電壓、電流等數(shù)字信息，由電流互感器出口開(kāi)始計(jì)算，通過(guò)單元合并，實(shí)現(xiàn)數(shù)字采樣，在一個(gè)通道上，實(shí)現(xiàn)不同次級(jí)電壓量與電流量的同步發(fā)送。對(duì)于常規(guī)變電站而言，由A/D設(shè)備裝置轉(zhuǎn)換開(kāi)始計(jì)算數(shù)據(jù)，在裝置內(nèi)實(shí)現(xiàn)采樣，但一個(gè)次級(jí)無(wú)法與其他次級(jí)進(jìn)行合并傳輸。對(duì)于智能化電流與電壓，與常規(guī)站回路比較，實(shí)現(xiàn)采樣更簡(jiǎn)捷、更安全，且具備極強(qiáng)可操作性。其次，新型二次接線方式及特點(diǎn)。對(duì)于常規(guī)變電站，回路、設(shè)備共同確定功能，使設(shè)備更具特定功能，而廠家定義了外部輸出、輸入等接口，利用已設(shè)定電纜回路，與各設(shè)備裝置鏈接，滿足變電站功能需求，而各方施工需按照設(shè)計(jì)圖紙執(zhí)行。對(duì)于智能變電站，對(duì)數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化整合，實(shí)現(xiàn)了緊湊型功能、二次回路的設(shè)計(jì)。通過(guò)常規(guī)站，實(shí)現(xiàn)二次電纜的分散鏈接，確保二次回路的信息規(guī)范整合、數(shù)據(jù)集中分配。對(duì)于常規(guī)線路設(shè)計(jì)，嚴(yán)格電纜裝置、接地屏蔽裝置、保護(hù)裝置等要求，必須考慮施工重點(diǎn)、二次設(shè)計(jì)因素。對(duì)于智能變電站，通過(guò)光纜實(shí)現(xiàn)信息傳輸，具有極強(qiáng)抗電磁干擾性能、帶寬較高等特點(diǎn)，防止電纜電磁兼容、交流誤碰、電壓接地等問(wèn)題，防止出現(xiàn)繼電拒動(dòng)、誤動(dòng)行為，消除各類干擾源，利用控制電纜，實(shí)現(xiàn)二次設(shè)備耦合，進(jìn)而保證保護(hù)裝置正確操作，降低設(shè)備損壞率。另外，在各層級(jí)之間，選擇相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸，具有更高可靠性、穩(wěn)定性，進(jìn)而確保設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。第三，虛端子、虛回路運(yùn)用。對(duì)于常規(guī)變電站而言，利用直流接點(diǎn)、電壓信號(hào)、交流信號(hào)等，通過(guò)硬電纜，傳輸相關(guān)模擬信號(hào)。而智能變電站，利用直觀感知，消除電纜接線硬件回路，使二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)不再使用。由于硬電纜回路被取消，可生產(chǎn)虛回路體系，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息共享。根據(jù)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，明確定義了GOOSE、采樣值傳輸?shù)膬煞N抽象模型。通過(guò)GOOSE模型，為變電站提供快速傳輸數(shù)據(jù)，確保遙信量、跳閘命令、合閘命令的傳輸。IEC61850標(biāo)準(zhǔn)作為虛回路基礎(chǔ)，具有網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)施、回路表達(dá)方式，利用系列工具軟件、網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)配置，使智能變電站的回路檢驗(yàn)、運(yùn)用問(wèn)題得以解決。同時(shí)，對(duì)于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)而言，構(gòu)建虛回路體系，滿足建模基本要求，需確保各邏輯接點(diǎn)的輸出信號(hào)、輸入信號(hào)，在SCD文件中，實(shí)現(xiàn)全站信號(hào)關(guān)聯(lián)，為GOOSE參數(shù)訂閱、數(shù)據(jù)采樣提供充足信息。保證這些信息之后，通過(guò)SCD文件，將二次圖紙作為變電站的設(shè)計(jì)條件、數(shù)據(jù)表達(dá)。而系統(tǒng)高度集成、設(shè)計(jì)融合，使全站模型文件向廠商導(dǎo)入數(shù)據(jù)，減少為對(duì)照?qǐng)D紙，人為輸入信息的差錯(cuò)率、重復(fù)率。對(duì)于采樣值傳輸與GOOSE兩種模型的輸出信號(hào)，屬于網(wǎng)絡(luò)傳遞變量，和傳統(tǒng)屏柜相比，端子具有對(duì)應(yīng)關(guān)系，而邏輯連接點(diǎn)就是虛端子，通常采取CAD文件表達(dá)虛端子圖。在具體運(yùn)用中，采取EXECL表達(dá)表達(dá)采樣值傳輸與GOOSE兩種模型，標(biāo)注各邏輯節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)屬性與名稱，確定裝置名稱、虛端子標(biāo)號(hào)。以序號(hào)11為例，信息欄內(nèi)容為：GIS信號(hào)為信息類別，跳閘動(dòng)作為發(fā)送裝置信息，而接收信息委跳閘動(dòng)作，信息傳輸采取點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式，信息裝置欄顯示為110kV智能終端，RPIT／ProtInGGIO為數(shù)據(jù)集屬性。訂閱裝置欄：110kv保護(hù)裝置為裝置名稱，而PI2／CKGOINGGIO1＄ST＄SPCSO6＄stVal為數(shù)據(jù)集屬性。采取這種數(shù)據(jù)顯示方式，若按照原有設(shè)計(jì)圖紙，增加了二次施工調(diào)試難度。而智能變電站是以間隔設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，通過(guò)間隔設(shè)計(jì)一套圖紙，利用二次設(shè)備進(jìn)行聯(lián)系圖組網(wǎng)，對(duì)GOOSE示意圖、虛端子表、過(guò)程圖信息進(jìn)行表達(dá)，提高檢修人員、調(diào)試人員、整合人員的圖紙易懂性，主要為背板接線圖與屏后接線圖。
2.220kV智能變電站中自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性分析
首先，對(duì)于智能變電站而言，其自動(dòng)化系統(tǒng)是否可靠，需對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性進(jìn)行分析。在系統(tǒng)具體運(yùn)作過(guò)程中，可滿足電力用戶的通信需求。需評(píng)價(jià)系統(tǒng)可靠性，評(píng)價(jià)、分析的基本思路為：以平均無(wú)障礙時(shí)間、平均障礙時(shí)間參數(shù)，評(píng)估網(wǎng)絡(luò)基本元素安全性、可靠性。另外，通過(guò)全面功能，以降級(jí)功能可靠度、效能指標(biāo)，評(píng)價(jià)系統(tǒng)安全性、可靠性，按照系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對(duì)系統(tǒng)可靠性、安全性進(jìn)行評(píng)估與分析。其次，智能變電站的可靠度、智能組件、模型分析等，主要為電子器件，通常屬于典型性組件，顯示故障率曲線。隨著時(shí)間變化，故障率也隨之改變。若故障率屬于常數(shù)，正常壽命處于II區(qū)。若故障率處于I區(qū)或III區(qū)時(shí)，故障率較高，主要由于設(shè)備生產(chǎn)時(shí)間延長(zhǎng)，機(jī)械設(shè)備逐漸老化所致。
3.結(jié)語(yǔ)
綜上所述，隨著智能變電站的推廣和應(yīng)用，新的規(guī)程規(guī)范需要更好地完善和補(bǔ)充，同時(shí)也需要大力推進(jìn)智能變電站的電氣二次典型設(shè)計(jì)工作。
作者:陳世永宋麗娜單位:許繼電氣股份有限公司
《電氣技術(shù)雜志》2014年第七期
13D場(chǎng)景顯示開(kāi)發(fā)環(huán)境的比較及選擇
在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域有多種成熟的三維圖形顯示技術(shù)可以選擇。常用的3D開(kāi)發(fā)軟件主要有Unity3D，HTML5等。Unity3D能輕松創(chuàng)建諸如三維視頻游戲、建筑可視化、實(shí)時(shí)三維動(dòng)畫等類型互動(dòng)內(nèi)容的多平臺(tái)綜合型游戲開(kāi)發(fā)工具，是一個(gè)全面整合的專業(yè)游戲引擎，具有優(yōu)越的效果和很高的擴(kuò)展空間[5]；在網(wǎng)絡(luò)方面，Unity3D提供了很強(qiáng)大的可視化編輯器和語(yǔ)言層面的網(wǎng)絡(luò)類，支持重載和命名空間。HTML5是基于SVG、Canvas、WebGL和CSS3的3D功能的開(kāi)發(fā)工具，在瀏覽器中能達(dá)到驚人的3D顯示效果，HTML5在支持跨平臺(tái)進(jìn)行使用的同時(shí)，還提供數(shù)據(jù)與應(yīng)用接入開(kāi)放接口，使外部應(yīng)用程序可以直接與瀏覽器內(nèi)部數(shù)據(jù)直接相連，例如視頻影音。Unity3D相對(duì)于其他開(kāi)發(fā)環(huán)境，其優(yōu)勢(shì)在于：可以輕松的創(chuàng)建三維視頻，并且可以使用AssetBundle動(dòng)態(tài)載入外部模型，或者使用3dsMax正常制作三維模型，導(dǎo)入生成FBX文件，載入U(xiǎn)nity3D中構(gòu)建，最后進(jìn)行交互操作。盡管HTML5也可是創(chuàng)作模擬出三維場(chǎng)景，但HTML5存在漏洞，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)垃圾會(huì)對(duì)用戶進(jìn)行轟炸，甚至?xí)诙虝r(shí)間將硬盤塞滿。綜合各方面因素，選用Unity3D進(jìn)行三維場(chǎng)景的模擬在技術(shù)層而言相對(duì)穩(wěn)定，并且易于操作。此外，Unity3D對(duì)于同一項(xiàng)目，在不需要修改的前提下，可以通過(guò)菜單到各種平臺(tái)，市場(chǎng)空間很大。
2實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)
2.1三維模型建立首先是進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，包括地理信息、建筑物紋理等，在變電站中根據(jù)現(xiàn)實(shí)需求設(shè)置多個(gè)傳感器，通過(guò)傳感器獲取設(shè)備或周邊環(huán)境情況的信息，如圖1所示。對(duì)信息進(jìn)行采集，包括錄像、信息、建筑物紋理等。在變電站中不同的位置設(shè)置攝像機(jī)，對(duì)實(shí)時(shí)情況進(jìn)行錄像，通過(guò)3dsMAX根據(jù)采集的信息進(jìn)行三維模型建立。在三維模型空間中，設(shè)置一個(gè)攝像機(jī)的點(diǎn)，通過(guò)設(shè)置攝像機(jī)的角度，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)攝像機(jī)所提供的實(shí)際的參數(shù)轉(zhuǎn)換為三維界面中攝像機(jī)的模擬參數(shù)，形成逼真、生動(dòng)的現(xiàn)場(chǎng)效果模擬3D圖像。設(shè)想有一個(gè)任意方向、任意位置的物體，我們要把它渲染到任意方向、任意位置的攝像機(jī)中。為了做到這一點(diǎn)，必須將物體的所有頂點(diǎn)從物體坐標(biāo)系變換到世界坐標(biāo)系，接著再?gòu)氖澜缱鴺?biāo)系變換到攝像機(jī)坐標(biāo)系。其中的數(shù)學(xué)變換總結(jié)如下：這樣就能在渲染的循環(huán)外先將所有矩陣組合起來(lái)，使循環(huán)內(nèi)作矩陣乘法的時(shí)候只需要和一個(gè)矩陣相乘即可（物體有很多頂點(diǎn)，省一次矩陣乘法就會(huì)提高不少效率），如下：通過(guò)攝像機(jī)和傳感器完成對(duì)信息的采集之后，存儲(chǔ)到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，利用三維制作軟件3dsMAX根據(jù)已經(jīng)采集的信息進(jìn)行三維模型的建立。下面將比較動(dòng)態(tài)貼圖技術(shù)和使用Unity3D軟件進(jìn)行3D場(chǎng)景顯示的兩種方式。
2.2動(dòng)態(tài)貼圖技術(shù)動(dòng)態(tài)貼圖技術(shù)利用在三維模型的不同面以動(dòng)態(tài)貼圖的方式，從不同角度看到的視頻角度不同，在視覺(jué)上初步實(shí)現(xiàn)3D視頻顯示。未經(jīng)過(guò)動(dòng)態(tài)貼圖的三維模型為灰色，通過(guò)攝像機(jī)獲取監(jiān)控視頻的畫面，將視頻畫面截取為一幀一幀的圖片，利用已經(jīng)截取的圖片對(duì)已經(jīng)建立的三維模型動(dòng)態(tài)貼圖。通過(guò)在模型不同的面，間隔時(shí)間段的進(jìn)行貼圖，如圖2所示。通過(guò)視頻播放控件與GUI界面中的視頻窗口疊加，視頻截圖不間斷的替換出現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻的播放。但是，通過(guò)在三維模型上動(dòng)態(tài)貼圖的方式實(shí)現(xiàn)3D視頻顯示的同時(shí)也存在一些缺陷。由于三維模型的分辨率較低，將分辨率高于三維模型的視頻截圖動(dòng)態(tài)貼入三維模型時(shí)，視頻截圖的分辨率也會(huì)隨之降低。背離了3D視頻顯示清晰、真實(shí)的技術(shù)要求。
2.3Unity3D軟件實(shí)現(xiàn)3D場(chǎng)景顯示對(duì)建立的變電站的三維模型進(jìn)行透視投影原理進(jìn)行模型渲染，至Web，通過(guò)視頻播放插件與GUI界面預(yù)設(shè)視頻窗口疊加，實(shí)現(xiàn)3D場(chǎng)景顯示。1）模型建立各個(gè)點(diǎn)的攝像機(jī)獲取的場(chǎng)景和設(shè)備紋理以及傳感器獲得的各種信息，通過(guò)程控放大器、A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換以及邏輯控制，傳送到服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)中。利用三維軟件3dsMAX，根據(jù)計(jì)算機(jī)存放的數(shù)據(jù)庫(kù)采集的變電站現(xiàn)場(chǎng)的信息進(jìn)行模型的建立，將建立的模型進(jìn)行場(chǎng)景的拼接，模擬出變電站現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景相對(duì)應(yīng)虛擬現(xiàn)實(shí)的初步三維模型。利用Unity3D可以導(dǎo)入外部模型的特性，將已經(jīng)建立的虛擬現(xiàn)實(shí)的初步三維模型導(dǎo)入U(xiǎn)nity3D中進(jìn)行模型的透視投影和渲染等。2）透視投影的實(shí)現(xiàn)對(duì)于透視投影的標(biāo)準(zhǔn)模型，視平面的坐標(biāo)模型如圖3所示，它的坐標(biāo)原點(diǎn)位于視平面的中心，x軸正向水平向右，y軸正向垂直向上。要把透視投影的結(jié)果在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示的話，需要對(duì)透視圖進(jìn)行坐標(biāo)變換，將其從視平面坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到屏幕坐標(biāo)系。3）載入3D模型在3dsMAX中，已經(jīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)所采集的信息，包括設(shè)備、建筑等按照視頻需求比例進(jìn)行了三維模型建立；使用MattFairfax實(shí)現(xiàn)的Model_3DS類支持3DS模型文件的載入。并對(duì)已經(jīng)導(dǎo)入的變電站的三維模型進(jìn)行視圖變換、透視變換和屏幕變換。4）視圖變換為表示透視投影的模型，實(shí)現(xiàn)了KCamera類，除保存視點(diǎn)的位置和姿態(tài)，還保存視圖變換矩陣m_kmView，隨著視點(diǎn)位置和姿態(tài)的變化，視圖矩陣也不斷更新。對(duì)于世界坐標(biāo)系中的任何一點(diǎn)v(x,y,z)，通過(guò)v=m_kmView×v將其變換到透視投影的標(biāo)準(zhǔn)模型坐標(biāo)系，通過(guò)KCamera::Transform函數(shù)實(shí)現(xiàn)。5）透視變換經(jīng)過(guò)視圖變換之后，利用KFrustum類用來(lái)對(duì)透視投影的模型進(jìn)行建模，其成員包括視平面的尺寸大小，以及近截面和遠(yuǎn)截面的z軸坐標(biāo)。KFrustum通過(guò)Project函數(shù)將視圖變換的結(jié)果變換為透視坐標(biāo)。代碼實(shí)現(xiàn)如下：6）屏幕變換實(shí)現(xiàn)視圖變換和投影變換之后，需要將其轉(zhuǎn)換為適合屏幕大小的模型，繼而需要進(jìn)行屏幕變換；屏幕變換的算法通過(guò)宏實(shí)現(xiàn)，代碼如下。7）三維模型的渲染將已經(jīng)導(dǎo)入經(jīng)過(guò)投影變換的變電站的電力系統(tǒng)以及變電站周邊環(huán)境的三維模型進(jìn)行渲染，渲染使用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，沒(méi)有使用任何第三方圖形庫(kù)，主代碼在KCamera::Render函數(shù)中，它接收兩次參數(shù)：Model_3DS和KSurface，對(duì)Model_3DS中的頂點(diǎn)進(jìn)行透視投影。渲染代碼如下：7）三維模型的渲染將已經(jīng)導(dǎo)入經(jīng)過(guò)投影變換的變電站的電力系統(tǒng)以及變電站周邊環(huán)境的三維模型進(jìn)行渲染，渲染使用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，沒(méi)有使用任何第三方圖形庫(kù)，主代碼在KCamera::Render函數(shù)中，它接收兩次參數(shù)：Model_3DS和KSurface，對(duì)Model_3DS中的頂點(diǎn)進(jìn)行透視投影。渲染代碼如下：8）視頻疊加重合三維模型渲染結(jié)束之后，將其至Web上，在GUI客戶端界面的設(shè)計(jì)過(guò)程中，預(yù)留的配置了Web瀏覽器的視頻播放窗口，將Unity3D虛擬視頻與預(yù)先定義的視頻窗口進(jìn)行疊加重合，實(shí)現(xiàn)3D視頻的播放功能，從而達(dá)到理想中的3D場(chǎng)景顯示的效果，如圖5所示。
2.4試點(diǎn)應(yīng)用上述兩種方式均能實(shí)現(xiàn)3D視頻的顯示，但通過(guò)實(shí)際模型對(duì)比得出第二種方式實(shí)現(xiàn)3D場(chǎng)景顯示的效果優(yōu)于第一種方式。因此采用第二種方式在220kV武侯變電站上試點(diǎn)建設(shè)一套3D顯示系統(tǒng)來(lái)展現(xiàn)變電站場(chǎng)景及站端輔助系統(tǒng)。用戶可以通過(guò)客戶端訪問(wèn)系統(tǒng)，客戶端所采用的通信協(xié)議，具有很強(qiáng)的開(kāi)放性和兼容性，完全能融合在電力系統(tǒng)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的客戶端，相關(guān)負(fù)責(zé)人和管理人員可根據(jù)不同的權(quán)限對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行配置及監(jiān)控，操作界面全部為中文可視化界面，使用非常方便。此系統(tǒng)將獲取的真實(shí)站端動(dòng)環(huán)數(shù)據(jù)，如環(huán)境溫濕度、風(fēng)度、風(fēng)向等環(huán)境量以及門禁，集成到3D場(chǎng)景顯示系統(tǒng)中。在此3D顯示界面上，管理人員可以根據(jù)3D虛擬現(xiàn)實(shí)視頻中得到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的模擬數(shù)據(jù)，判斷設(shè)備周邊環(huán)境和設(shè)備運(yùn)行情況。圖6所示為設(shè)備周邊環(huán)境，能真實(shí)地反映出周邊環(huán)境溫濕度、風(fēng)度、風(fēng)向等環(huán)境量以及門禁等的變化。圖7所示為設(shè)備運(yùn)行情況，根據(jù)3D虛擬現(xiàn)實(shí)視頻中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，立體、形象、真實(shí)地反映了變電站各個(gè)設(shè)備的細(xì)節(jié)和特征以及運(yùn)行情況，讓管理人員和技術(shù)人員可以更直觀地了解設(shè)備的運(yùn)行情況。試點(diǎn)表明利用透視原理，使用Unity3D軟件可以很好的展現(xiàn)生成變電站3D場(chǎng)景，并能把輔助系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)都融合到這個(gè)界面上，對(duì)變電站的全景數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的展示。
3結(jié)論
目前，3D視頻顯示技術(shù)雖然已經(jīng)應(yīng)用于眾多領(lǐng)域，但在電力企業(yè)的信息化建設(shè)中應(yīng)用并不普遍，武侯變電站的試點(diǎn)結(jié)果表明，在電網(wǎng)的信息化建設(shè)中，采用3D場(chǎng)景顯示技術(shù)呈現(xiàn)變電站設(shè)備的空間關(guān)系以及環(huán)境數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)變化，既可以縱覽全局，也可以觀察局部詳細(xì)信息，為變電站的智能化管理提供了直觀、準(zhǔn)確并且真實(shí)的監(jiān)控管理方式。利用3D場(chǎng)景顯示技術(shù)進(jìn)行有效的監(jiān)控和管理，能更好的滿足生產(chǎn)運(yùn)維、安防應(yīng)急的需求，同時(shí)也有利于工程人員進(jìn)行擴(kuò)建項(xiàng)目的分析和設(shè)計(jì)，將大大提高管理的可操作性并提升了電網(wǎng)信息化的管理和決策水平。
作者：馬玫楊鴻昌白丁單位：國(guó)網(wǎng)四川省電力公司信息通信公司
《軟件工程師雜志》2015年第三期
1信息分級(jí)及子站端實(shí)現(xiàn)(Informationclsification)
電力調(diào)度分級(jí)劃分為國(guó)調(diào)、網(wǎng)調(diào)、省調(diào)、地調(diào)、縣調(diào)和集控，一般按照電壓等級(jí)對(duì)變電站內(nèi)不同設(shè)備信息進(jìn)行分級(jí)采集，如圖2所示。子站端遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)采集變電站的一次設(shè)備、過(guò)程層設(shè)備、間隔層設(shè)備及站控層設(shè)備的實(shí)時(shí)測(cè)控信息，通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)(db)與內(nèi)置調(diào)度分級(jí)系統(tǒng)，根據(jù)不同調(diào)度需求和信息分類規(guī)則，生成各級(jí)調(diào)度轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)(zfdb)，按調(diào)度規(guī)定的相應(yīng)規(guī)約把站內(nèi)信息送至各級(jí)調(diào)度中心。信息分類一般規(guī)則按一次設(shè)備(開(kāi)關(guān)、刀閘、機(jī)構(gòu)、測(cè)量等)、過(guò)程層設(shè)(OSE鏈路狀態(tài)、SMV鏈路狀態(tài)等)、間隔層設(shè)備(保護(hù)動(dòng)作、保護(hù)告警、壓板、裝置告警、通信狀態(tài)等)、站控層設(shè)備系統(tǒng)信息(通信狀態(tài)、系統(tǒng)故障、系統(tǒng)告警等)進(jìn)行劃分。
2子站端信息分級(jí)模塊及映射研究(Modelmapping)
根據(jù)智能變電站信息分級(jí)和各級(jí)調(diào)度采集規(guī)則，利用智能化信息分級(jí)遠(yuǎn)傳軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息分級(jí)以及遠(yuǎn)傳功能。子站端軟件主要包含五個(gè)模塊：(1)智能信息分類功能模塊；(2)全站信息建模功能模塊；(3)遠(yuǎn)傳分級(jí)建模功能模塊；(4)IEC61970模型映射功能模塊；(5)IEC104遠(yuǎn)傳通信模塊。各功能模塊關(guān)系如圖3所示。智能化信息分類模塊根據(jù)關(guān)鍵詞和相關(guān)定義建立分類規(guī)則庫(kù)，在全站信息建模時(shí)按分類規(guī)則自動(dòng)實(shí)現(xiàn)全站信息的分類，并生成智能分類后的全站信息數(shù)據(jù)庫(kù)(db)，由遠(yuǎn)程分級(jí)模塊對(duì)信息進(jìn)行遠(yuǎn)程信息分級(jí)，通過(guò)IEC104遠(yuǎn)傳通信模塊及IEC61970模型映射功能模塊把分級(jí)后的信息送至主站。子站各模塊關(guān)系如圖3所示。
2.1子站端遠(yuǎn)傳規(guī)約選擇變電站子站與調(diào)控主站間的通信協(xié)議采用電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信應(yīng)用層協(xié)議IEC104。104規(guī)約應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元(DU)結(jié)構(gòu)一般結(jié)構(gòu)如表1所示，由數(shù)據(jù)單元標(biāo)識(shí)，一個(gè)或多個(gè)信息體和應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元的公共時(shí)標(biāo)所組成[4]。為實(shí)現(xiàn)信息分級(jí)及控制功能IEC104規(guī)約擴(kuò)充了兩個(gè)DU：信息分級(jí)傳送文件(DU54)和信息分級(jí)文件(DU127)。擴(kuò)充DU的基本原則是不改變IEC104協(xié)議的幀結(jié)構(gòu)和通訊流程。
2.2子站端電網(wǎng)模型(IEC61850)與遠(yuǎn)動(dòng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的映射研究子站端電網(wǎng)模型(IEC61850)不對(duì)具體的通信技術(shù)和采用的通信協(xié)議做出限定，滿足技術(shù)需要并能傳輸標(biāo)準(zhǔn)的信息模型，就可以使用該通信技術(shù)和協(xié)議，需要解釋該通信技術(shù)和協(xié)議如何承載標(biāo)準(zhǔn)的信息模型，既映射問(wèn)題[6]。子站端電網(wǎng)模型(IEC61850)與遠(yuǎn)動(dòng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)(db)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，映射研究?jī)?nèi)容包括：(1)站內(nèi)IED與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)IED地址的映射；(2)遙測(cè)類的映射；(3)遙信類的映射；(4)遙控類的映射；(5)遙脈類的映射；(6)定值類的映射。如下：(1)站內(nèi)IED與實(shí)時(shí)遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)IED地址的映射選擇一個(gè)SCD文件查找到其中的IED名稱進(jìn)行IED映射，給每個(gè)IED分配IED地址。網(wǎng)關(guān)的名稱命名為IED名稱。如表2所示。(2)遙測(cè)類的映射遙測(cè)類的映射CDC類型：MV、CMVBSC、WYE、DEL等。如表3所示。(3)遙信類的映射CDC類型：SPS、DPS、SPC、DPC、INS、ACT、ACD。如表4所示。(4)遙控類的映射CDC類型：SPC、DPC、INC、BSC(遙調(diào))、ISC(遙調(diào))、APC等。如表5所示。(5)遙脈類的映射CDC類型：BCR，如表6所示。(6)定值類的映射映射定值數(shù)據(jù)集，是為了配合國(guó)內(nèi)實(shí)施規(guī)范。如表7所示。
3工程應(yīng)用(Application)
在變電站子站端遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)調(diào)試界面中增加調(diào)度分級(jí)配置功能，可以方便配置信息分級(jí)，如圖4所示。在某地區(qū)實(shí)際工程中，應(yīng)用具備信息分級(jí)功能的子站遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)后，減少子站運(yùn)維人天數(shù)27人/天，大幅度降低了變電站子站端和調(diào)控主站端信息接入聯(lián)調(diào)的工作量，提高了子站端信息遠(yuǎn)傳的調(diào)試工作質(zhì)量和效率，節(jié)約了運(yùn)行維護(hù)的成本。
4結(jié)論(Conclusion)
本文在目前智能變電站數(shù)量和調(diào)度信息量激增的情況下，根據(jù)不同調(diào)度主站端職能和對(duì)智能變電站信息遠(yuǎn)傳的要求，提出了一種在子站端進(jìn)行信息分級(jí)和遠(yuǎn)傳方案。通過(guò)進(jìn)行子站端電網(wǎng)模型(IEC61850)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)(db)映射研究，分析了站內(nèi)IED與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)IED地址、遙測(cè)類的映射、遙信類、遙控類、遙脈類、定值類的映射；子站端開(kāi)發(fā)相應(yīng)軟件模塊，實(shí)現(xiàn)基于調(diào)度信息分級(jí)規(guī)則、IEC104擴(kuò)展協(xié)議的子站端調(diào)度信息的自動(dòng)分級(jí)處理及遠(yuǎn)傳。
作者：劉寶江段運(yùn)鑫劉建勇魏勇單位：許繼電氣股份有限公司河南龍?jiān)丛S繼科技發(fā)展股份有限公司
1交換機(jī)狀態(tài)評(píng)估
1.1評(píng)價(jià)因素權(quán)重的確定模糊綜合評(píng)價(jià)方法中，各因素權(quán)重對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果有很大的影響。如何確定權(quán)重是模糊評(píng)判中的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。本文采用層次分析法[11-12]，構(gòu)建的判斷矩陣。
1.2模糊關(guān)系矩陣的隸屬度模糊關(guān)系矩陣的關(guān)鍵是建立符合實(shí)際的隸屬度函數(shù)。隸屬函數(shù)的指派要反映這些元素對(duì)集合的隸屬程度。如何確定一個(gè)模糊集的隸屬函數(shù)至今還是尚未解決的問(wèn)題[13]。目前作為隸屬函數(shù)的分布函數(shù)類型比較多，常用的分布函數(shù)有：拋物型、正態(tài)型、柯西型、嶺型等。每種分布函數(shù)又可分為偏小、偏大、中間型。嶺型分布函數(shù)具有主值區(qū)間寬、過(guò)渡平緩的特點(diǎn)[13]，能較好地反映交換機(jī)狀態(tài)的模糊關(guān)系，因此本文用嶺型函數(shù)來(lái)計(jì)算隸屬度。嶺型分布函數(shù)表示。在建立隸屬函數(shù)具體表達(dá)式的過(guò)程中，遵從最模糊原則和最清晰原則，即表1中區(qū)間的端點(diǎn)處于最模糊狀態(tài)，隸屬度屬于相鄰兩級(jí)指標(biāo)狀態(tài)的值均為0.5，在區(qū)間中點(diǎn)其類別是最清晰的，隸屬度屬于該級(jí)的值為1。根據(jù)交換機(jī)各評(píng)價(jià)指標(biāo)的參數(shù)范圍，把各指標(biāo)數(shù)值代入式(3)~式(5)中相應(yīng)公式，即可得出它們相對(duì)于評(píng)價(jià)集的隸屬函數(shù)。需要說(shuō)明的是，交換機(jī)有多個(gè)不等數(shù)量的端口，交換機(jī)狀態(tài)與每個(gè)端口有關(guān)的指標(biāo)有：流量、端口接收光強(qiáng)、端口發(fā)送光強(qiáng)、端口誤碼率。每個(gè)端口都單獨(dú)采集，取劣化程度最大的作為交換機(jī)狀態(tài)評(píng)價(jià)的輸入值。
1.3模糊綜合評(píng)價(jià)根據(jù)各個(gè)指標(biāo)的值，代入該指標(biāo)對(duì)應(yīng)的隸屬函數(shù)，即可得到模糊關(guān)系矩陣。保護(hù)、測(cè)控裝置等二次設(shè)備的狀態(tài)評(píng)價(jià)都可以采用同樣的方法來(lái)評(píng)價(jià)其狀態(tài)，但評(píng)價(jià)因素集要根據(jù)具體設(shè)備選定。
2智能組件跳閘回路定檢
為防止保護(hù)出口跳閘回路觸點(diǎn)粘連、失效、忘投壓板等問(wèn)題，設(shè)計(jì)后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)與智能組件配合，實(shí)現(xiàn)跳閘觸點(diǎn)定檢的智能告警。充分利用智能終端操作回路硬件軟件化的特點(diǎn)，對(duì)傳統(tǒng)操作箱功能改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)跳閘回路(包含觸點(diǎn)及壓板)的在線監(jiān)測(cè)和離線定檢功能。開(kāi)關(guān)處于合位時(shí)，智能終端可實(shí)現(xiàn)跳閘回路在線監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、定位跳閘回路存在的異常。開(kāi)關(guān)處于分位時(shí)，智能終端可接收系統(tǒng)命令進(jìn)行分閘回路離線定檢、實(shí)現(xiàn)合閘預(yù)置功能，避免忘投壓板等人為疏忽。定檢實(shí)現(xiàn)原理：如圖1所示。保護(hù)出口驅(qū)動(dòng)電路上串接TZ1、TZ2觸點(diǎn)，兩觸點(diǎn)中間至正、負(fù)電間各串接一個(gè)用于檢測(cè)的光耦(監(jiān)測(cè)1、監(jiān)測(cè)2)。智能終端接收保護(hù)裝置定檢命令后，首先閉合保護(hù)觸點(diǎn)TZ1，正電經(jīng)保護(hù)觸點(diǎn)TZ1、監(jiān)測(cè)2光耦回路導(dǎo)通，監(jiān)測(cè)2光耦反饋檢測(cè)結(jié)果，完成保護(hù)觸點(diǎn)TZ1的檢測(cè)；然后閉合保護(hù)觸點(diǎn)TZ2，正電經(jīng)監(jiān)測(cè)1光耦、觸點(diǎn)TZ2、TBJ繼電器、壓板回路導(dǎo)通，監(jiān)測(cè)1光耦反饋檢測(cè)結(jié)果，完成保護(hù)觸點(diǎn)TZ2、壓板、TBJ繼電器的檢測(cè)。同樣，可以在分閘回路上實(shí)現(xiàn)相同的定檢功能。
3過(guò)程層通信故障診斷
智能變電站中，間隔層與過(guò)程層用網(wǎng)絡(luò)通信代替了信號(hào)電纜，之間用SV、GOOSE傳送信息[14]。當(dāng)SV、GOOSE收發(fā)異常時(shí)，需要及時(shí)診斷是間隔層裝置、還是智能組件故障。本文提出一種不依賴網(wǎng)絡(luò)報(bào)文分析儀[15]的診斷方法。分析SV、GOOSE的傳輸機(jī)制和特性，可采用接收端是否接收到相應(yīng)的發(fā)送端信號(hào)來(lái)確定發(fā)送端的通信狀態(tài)，而不是直接監(jiān)測(cè)發(fā)送端的狀態(tài)。間隔層裝置發(fā)送GOOSE到智能組件，智能組件把接收到該GOOSE的狀態(tài)用另外一個(gè)GOOSE送給間隔層裝置，間隔層裝置再把該狀態(tài)值送到監(jiān)控后臺(tái)，完成一個(gè)間隔層裝置GOOSE發(fā)送、智能組件GOOSE接收的狀態(tài)上送，如圖2所示。間隔層裝置接收GOOSE的狀態(tài)可以直接用來(lái)判斷智能組件發(fā)送、間隔層裝置接收的狀態(tài)。一個(gè)智能組件可以把SV、GOOSE發(fā)送至多個(gè)間隔層裝置，同樣也可以接收多個(gè)間隔層裝置下發(fā)的控制GOOSE，數(shù)據(jù)接收、發(fā)送是多對(duì)多的關(guān)系。如圖3所示。故障診斷原理：根據(jù)所轄的發(fā)送端口和接收端口判斷。當(dāng)有任意一路發(fā)送端口或任意一路接收端口通信正常，則認(rèn)為網(wǎng)口正常。如果所有的發(fā)送端口和接收端口都異常，才判定為網(wǎng)口故障。為此監(jiān)控后臺(tái)設(shè)計(jì)的過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)模型如圖4所示。
4運(yùn)行實(shí)例
基于上述原理的綜合智能告警在貴州都勻泉東110kV數(shù)字化變電站投運(yùn)。某一時(shí)刻采集到某交換機(jī)的一個(gè)狀態(tài)數(shù)據(jù)(選用劣化程度最大的端口值)，12345u,u,u,u,u的值為(35,20.8,16.7,28.5,0.65)，得到模糊關(guān)系矩陣為。
5結(jié)語(yǔ)
設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)是狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)，是二次設(shè)備檢修的發(fā)展方向。針對(duì)智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)，交換機(jī)是智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)秀關(guān)鍵設(shè)備。研究了交換機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息采集，在此基礎(chǔ)上提出了用模糊綜合評(píng)價(jià)方法對(duì)交換機(jī)進(jìn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)；為防止保護(hù)出口跳閘回路觸點(diǎn)粘連、失效、忘投壓板等問(wèn)題，設(shè)計(jì)了智能組件跳合閘定檢回路進(jìn)行監(jiān)測(cè)；根據(jù)SV、GOOSE的傳輸機(jī)制和特性，當(dāng)SV、GOOSE收發(fā)異常時(shí)，提出了一種不依賴于網(wǎng)絡(luò)報(bào)文分析儀，及時(shí)診斷是間隔層裝置、還是智能組件故障的方法。本文提出的模型、方法在實(shí)際變電站運(yùn)行中得到了驗(yàn)證。
作者：徐長(zhǎng)寶莊晨蔣宏圖單位：貴州電力試驗(yàn)研究院上海思源弘瑞自動(dòng)化有限公司
1概述
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步的速度越來(lái)越快，各行業(yè)對(duì)電力能源的需求不斷增加，給國(guó)家電網(wǎng)的生產(chǎn)運(yùn)行帶來(lái)了前所未有的挑戰(zhàn)。提高供電質(zhì)量一直是我國(guó)電力系統(tǒng)的主要工作目標(biāo)，為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，滿足社會(huì)發(fā)展的需求，國(guó)家提倡并大力建設(shè)智能電網(wǎng)。變電站作為電網(wǎng)中的重要組成部分，也加快了智能化建設(shè)，不僅實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)效率的提高，還降低了能源消耗，符合我國(guó)節(jié)能減排的發(fā)展政策。在變電站智能化建設(shè)過(guò)程中，對(duì)電氣設(shè)備技術(shù)也有了更高的要求，光電傳輸、數(shù)字通信以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等都融入到變電站建設(shè)中，簡(jiǎn)化了變電站的業(yè)務(wù)流程，提高了電力系統(tǒng)整體的運(yùn)行效率。
2變電站電氣設(shè)備介紹
智能化變電站電氣設(shè)備是對(duì)數(shù)字化變電站技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和升級(jí)，與數(shù)字化變電站既有聯(lián)系，也存在一定的差異。
2.1數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站是按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)建立的一種現(xiàn)代化變電站，其電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)由過(guò)程層、間隔層和站控層三部分構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)變電站內(nèi)各電氣設(shè)備之間的共享和交互操作。數(shù)字化變電站的電氣技術(shù)就是將變電站中所采集的信息進(jìn)行傳輸、存儲(chǔ)、分析和輸出等，這一系列工作均是通過(guò)數(shù)據(jù)和信息的形式進(jìn)行，通過(guò)相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。數(shù)字化變電站電氣設(shè)備技術(shù)的突出特點(diǎn)是所有作業(yè)均是以數(shù)字化的形式實(shí)現(xiàn)，變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的一次設(shè)備智能化、高級(jí)應(yīng)用和智能電網(wǎng)的支撐功能都有了很大進(jìn)步。數(shù)字化變電站為建設(shè)智能變電站奠定了基礎(chǔ)，而智能化變電站的建設(shè)是對(duì)原有變電站的進(jìn)一步改進(jìn)和升級(jí)，也是未來(lái)變電站發(fā)展的主要趨勢(shì)。
2.2智能化變電站智能化變電站電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)與數(shù)字化變電站有一定區(qū)別，主要由設(shè)備層、間隔層和控制層三部分組成，一次智能電氣設(shè)備組成了設(shè)備層；檢測(cè)和繼電保護(hù)設(shè)備等二次設(shè)備組成了間隔層，這層主要采用分散型方式連接大部分母線應(yīng)用；服務(wù)器、人機(jī)設(shè)備、路由器和站級(jí)計(jì)算機(jī)組成了控制層。該層利用光纖介質(zhì)實(shí)現(xiàn)與間隔層的通信聯(lián)系，并設(shè)置了計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站電氣設(shè)備的實(shí)施檢測(cè)、遠(yuǎn)程控制，并能在設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，及時(shí)做出反應(yīng)，保護(hù)電網(wǎng)系統(tǒng)免受更大損失。
3智能化變電站電氣設(shè)備技術(shù)分析
3.1計(jì)算機(jī)終端與控制終端的結(jié)合智能化變電站將計(jì)算機(jī)終端與站內(nèi)電氣設(shè)備技術(shù)中的控制終端相結(jié)合，這就相當(dāng)于在變電站中加入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)站內(nèi)運(yùn)行信息和數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、分析，根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果做出相應(yīng)的指令，然后通過(guò)通信技術(shù)傳輸給各個(gè)電氣控制終端。計(jì)算機(jī)終端還能對(duì)變電站系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行全程監(jiān)測(cè)，根據(jù)設(shè)備運(yùn)行情況做出準(zhǔn)確判斷，并采取有效的解決措施，這就能有效的降低電網(wǎng)運(yùn)行故障處理不及時(shí)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失。
3.2分布式控制技術(shù)的應(yīng)用智能變電站電氣設(shè)備分級(jí)控制是通過(guò)在變電站系統(tǒng)中采用了分布式控制技術(shù)，該技術(shù)具有獨(dú)立控制性和自主調(diào)控性，這就能有效的將變電站中各類潛在風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分散和減弱，提高智能變電站運(yùn)行的安全性和可靠性。分布式控制下的系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中若某一層出現(xiàn)故障，并不會(huì)影響其他層的正常運(yùn)行，這種功能極大的提高了變電站的運(yùn)行效率，降低了相關(guān)電氣設(shè)備的負(fù)荷。
3.3光纖技術(shù)的應(yīng)用光纖技術(shù)的應(yīng)用，提升了智能變電站各層的通信速度和信息質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了不同設(shè)備、系統(tǒng)之間的信息采集和傳輸高效化，這就為局域網(wǎng)管理功能的提升奠定了基礎(chǔ)。控制層和設(shè)備之間的信息傳輸主要通過(guò)光線技術(shù)實(shí)現(xiàn)，該技術(shù)具有快速、準(zhǔn)確、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，提升了整個(gè)變電站的運(yùn)行效率。
3.4通信系統(tǒng)軟交換的應(yīng)用智能化變電站在很大程度上實(shí)現(xiàn)了電力通信的靈活性和便利性，其主要原因是在通信系統(tǒng)中應(yīng)用了軟交換，這不僅降低了后期的設(shè)備投資，還簡(jiǎn)化了設(shè)備維護(hù)工作，降低了變電站電氣設(shè)備的維護(hù)成本。
4智能化變電站電氣設(shè)備技術(shù)問(wèn)題分析
我國(guó)變電站電氣設(shè)備技術(shù)發(fā)展迅速，極大的提升了我國(guó)電力系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，但仍存在一些不足需要進(jìn)一步改進(jìn)。如設(shè)備仍采用定期維護(hù)檢修的狀態(tài)、設(shè)備操作和監(jiān)控仍需要人工完成等。為進(jìn)一步提高我國(guó)變電站的智能化水平，應(yīng)加大對(duì)以下問(wèn)題的研究力度：
4.1電氣設(shè)備檢修智能化變電站中的所有電氣設(shè)備都應(yīng)該按照相關(guān)工作要求，科學(xué)合理的實(shí)施檢修，在檢修過(guò)程中，必須嚴(yán)格遵守設(shè)備配套的安全措施卡中的操作要求，防止意外事故的發(fā)生。為減少定期檢修引起的停電，企業(yè)應(yīng)積極加快在線檢修技術(shù)的推廣和應(yīng)用，通過(guò)安全保護(hù)設(shè)備的配備，操作人員專業(yè)水平的提升確保在線檢修的安全性，減少檢修停電引起的各項(xiàng)損失。
4.2實(shí)時(shí)監(jiān)控為提高智能變電站設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用，這樣就能隨時(shí)了解電氣設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的性能狀態(tài)，通過(guò)各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，然后制定合適的養(yǎng)護(hù)措施。為確保實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能的實(shí)現(xiàn)，應(yīng)在變電站內(nèi)建立統(tǒng)一的信息共享平臺(tái)，利用該平臺(tái)規(guī)范、統(tǒng)一各個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，提高信息傳輸速度，縮短系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間。
5結(jié)語(yǔ)
智能化變電站是在數(shù)字化變電站基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型運(yùn)行形式，變電站的智能化是通過(guò)傳統(tǒng)變電站技術(shù)與各類新技術(shù)結(jié)合實(shí)現(xiàn)的，目前尚處于起步階段，還有一系列急需解決的問(wèn)題需要我們進(jìn)一步研究和實(shí)踐。變電站智能化是我國(guó)構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，各部門應(yīng)該積極配合，不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)的管理理念和專業(yè)操作技能，確保變電站運(yùn)行的安全性和可靠性。
作者：田召庚 單位：國(guó)網(wǎng)山東桓臺(tái)縣供電公司
摘要：智能電網(wǎng)建設(shè)目前已成為我國(guó)重要發(fā)展項(xiàng)目之一，作為智能電網(wǎng)建設(shè)中的關(guān)鍵和重頭戲，智能變電站的建設(shè)改造任務(wù)顯得尤為重要，智能變電站的建立在某種程度上可以推動(dòng)我國(guó)電網(wǎng)智能化的出現(xiàn)。所以本文立足于我國(guó)現(xiàn)階段通信系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀，指出其中的特點(diǎn)和不足，并提出相應(yīng)解決措施，矢志為我國(guó)智能變電站的建設(shè)和電網(wǎng)智能化的實(shí)現(xiàn)提供實(shí)際有效的理論依據(jù)，推動(dòng)電網(wǎng)智能化在我國(guó)的開(kāi)展落實(shí)。
關(guān)鍵詞：智能變電站；通信網(wǎng)絡(luò)
0引言
隨著社會(huì)進(jìn)步和繁榮，我國(guó)各行各業(yè)對(duì)電力的需求也在逐步提升，更多的需求也為智能電網(wǎng)建設(shè)帶來(lái)更多挑戰(zhàn)，智能變電站在用電、送電、配電和調(diào)度方面，都起著至關(guān)重要的作用，其聯(lián)系各個(gè)環(huán)節(jié)，是使各個(gè)環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣的重要支撐，起著重要的紐帶作用，在電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中起著不可替代的重要作用。然而，現(xiàn)在的智能變電站的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)較為僵化死板，仍然存在著重要的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，所以，如何進(jìn)一步加強(qiáng)智能變電站的技術(shù)研究，是我國(guó)當(dāng)前智能電網(wǎng)項(xiàng)目中的重要課題。
1發(fā)展現(xiàn)狀
近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷提升，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)也在不斷發(fā)展，這也促使我國(guó)的變電站更多的趨向于智能方向發(fā)展，尤其是在“互聯(lián)網(wǎng)+”的大環(huán)境的沖擊下，我國(guó)智能變電站的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也得到了較大的發(fā)展。通常情況下，電力通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的整個(gè)過(guò)程中，變電站是網(wǎng)絡(luò)通信得以順利實(shí)行的重要節(jié)點(diǎn)，變電站的合理推行，能夠維護(hù)通信網(wǎng)的安全穩(wěn)定，促進(jìn)電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，提高運(yùn)行效率和運(yùn)行速度。在實(shí)際工作過(guò)程中，電力通信網(wǎng)絡(luò)一般會(huì)分為兩部分，一部分是骨干通信網(wǎng)，一部分是中低壓通信網(wǎng)。這兩部分的劃分依據(jù)是電網(wǎng)通信的覆蓋范圍。
（1）骨干通信網(wǎng)
隨著電力行業(yè)的不斷發(fā)展，當(dāng)前，我國(guó)的電力與傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)有了較大的區(qū)別。我國(guó)電力部門將通信網(wǎng)絡(luò)劃分為四個(gè)層次，由點(diǎn)到面，按照區(qū)域行政規(guī)劃的方式進(jìn)行區(qū)分，骨干通信網(wǎng)是指在四個(gè)層級(jí)中，覆蓋可達(dá)到110（66）kV以上電壓地區(qū)的部門，骨干通信網(wǎng)在整體電力通信網(wǎng)絡(luò)中，起到調(diào)度控制的作用。目前來(lái)看，我國(guó)社會(huì)深度發(fā)展，電力系統(tǒng)的運(yùn)用也更加完善，各個(gè)層級(jí)電力系統(tǒng)互相協(xié)調(diào)，相互作用，共同促進(jìn)我國(guó)電力系統(tǒng)的完善和發(fā)展，人們生活水平不斷提高，用電需求增加，也對(duì)電力系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展提出更多挑戰(zhàn)。目前，我國(guó)電纜使用狀況良好，電纜使用總長(zhǎng)度已經(jīng)達(dá)到59.24萬(wàn)km，覆蓋范圍較廣，覆蓋深度強(qiáng)[1]。隨著社會(huì)進(jìn)一步發(fā)展，城市化規(guī)模越來(lái)越大，通信系統(tǒng)的發(fā)展總體來(lái)說(shuō)是機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存的。現(xiàn)階段，我國(guó)省級(jí)、跨區(qū)級(jí)、縣級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸率逐漸趨于每秒2.5Gbit和每秒10Gbit，速度加快，信號(hào)傳輸穩(wěn)定，傳輸內(nèi)容損失率低，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快的城市，甚至已經(jīng)出現(xiàn)波分復(fù)用技術(shù)，這一技術(shù)隨著我國(guó)科技進(jìn)步和需求增大，將在國(guó)內(nèi)得到更大范圍內(nèi)的使用。但由于我國(guó)在通信系統(tǒng)方面起步晚，發(fā)展時(shí)間短，因此，在承載超大容量數(shù)據(jù)這一塊，我國(guó)的骨干通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)呈現(xiàn)出頹態(tài)，逐漸暴露一些缺陷和弱點(diǎn)，需要科技工作者進(jìn)一步加強(qiáng)與完善[2]。
（2）中低壓接入網(wǎng)
骨干通信網(wǎng)主要指覆蓋范圍在110（66）kV以上的地區(qū)和用戶，與之相對(duì)應(yīng)的，中低壓接入網(wǎng)的覆蓋范圍即為110（66）kV以下的地區(qū)和用戶，和骨干通信網(wǎng)的作用類似，中低壓接入網(wǎng)主要起調(diào)度的作用，是一個(gè)場(chǎng)站、地區(qū)甚至個(gè)人的調(diào)度場(chǎng)所。一般來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行中低壓接入網(wǎng)端口連接時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：1）首先，在電力通信網(wǎng)絡(luò)工作運(yùn)行時(shí)，中低壓接入網(wǎng)可以承載配電自動(dòng)化、中壓電力線載波等情況，另一方面，可以承接無(wú)線公網(wǎng)的運(yùn)用，適用范圍較廣泛，使用場(chǎng)所也更加多元；2）其次，在電力通信網(wǎng)絡(luò)合理運(yùn)行的過(guò)程中，難免會(huì)出現(xiàn)收集用戶用電信息等業(yè)務(wù)工作，為了滿足這一需求，在遠(yuǎn)程通道中，科技工作者經(jīng)常采用光纖、無(wú)線公網(wǎng)等方式進(jìn)行信息收集；而本地服務(wù)則一般采用短距無(wú)線的方式進(jìn)行信息采集。目前，我國(guó)在中低壓通信網(wǎng)方面投入較大，投入成本較高，耗費(fèi)了大量資金和人力物力，但是由于中低壓通信網(wǎng)絡(luò)可以覆蓋更大范圍，更適合社會(huì)化需求，因此短期內(nèi)必須繼續(xù)采用這一方法。我國(guó)在中低壓通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)管理方面仍存在漏洞和缺憾，缺少一套行之有效的管理措施，管理體制僵化，急需改革，這些都對(duì)電力通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展起到不利影響，甚至在一定程度上拖慢了我國(guó)電網(wǎng)設(shè)施的完善和發(fā)展。
2應(yīng)用研究
（1）中低壓接入網(wǎng)通信技術(shù)應(yīng)用研究
我國(guó)電網(wǎng)系統(tǒng)中，中低壓接入系統(tǒng)由于涉及范圍廣，覆蓋面較大，因此，分管的位置相對(duì)來(lái)說(shuō)較為分散，給通信技術(shù)的管理和應(yīng)用帶來(lái)一些阻礙，針對(duì)這一情況，我國(guó)科技人員計(jì)劃從以下幾個(gè)方面入手進(jìn)行管理：從當(dāng)前我國(guó)的運(yùn)用現(xiàn)狀來(lái)看，中低壓接入網(wǎng)的通信技術(shù)主要包括PON技術(shù)、TD-LTE技術(shù)以及PLC技術(shù)三種，其中，PLC技術(shù)是當(dāng)中最為主要的關(guān)鍵，在各級(jí)傳輸信號(hào)網(wǎng)絡(luò)中都會(huì)運(yùn)用。這種技術(shù)以電纜為媒，搭載波長(zhǎng)，主要輸送數(shù)據(jù)和語(yǔ)音信號(hào)。這種傳輸方式運(yùn)用簡(jiǎn)單，操作無(wú)負(fù)擔(dān)，對(duì)一些行業(yè)來(lái)說(shuō)，采用這一方式進(jìn)行操作工作，能夠提升電網(wǎng)搭載信息的使用效率，完善電力線性道在電網(wǎng)工作中的基本目標(biāo)和基本要求，提高數(shù)據(jù)傳輸能力，增強(qiáng)傳輸質(zhì)量，降低傳輸過(guò)程遺漏或數(shù)據(jù)缺失的可能[3]。
（2）骨干通信網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用研究
在我國(guó)的通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，需要注意的是骨干通信網(wǎng)絡(luò)是我國(guó)電力通信網(wǎng)絡(luò)中極為重要的一環(huán)，不可或缺，不可忽視。為了進(jìn)一步加強(qiáng)骨干通信網(wǎng)在我國(guó)電力部門的具體運(yùn)用和實(shí)施，筆者根據(jù)當(dāng)前實(shí)際情況提出一些方案供參考：骨干組網(wǎng)方案。ONT技術(shù)是光轉(zhuǎn)網(wǎng)中一項(xiàng)新的技術(shù)，目前正在進(jìn)入投入使用的過(guò)程中，這一技術(shù)方案與原有的傳輸技術(shù)相比，具備DWDM和SDH技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，使用過(guò)后，整個(gè)骨干組網(wǎng)絡(luò)的操作更加簡(jiǎn)便，極大提高網(wǎng)絡(luò)的使用效率，加快實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸無(wú)障礙的目標(biāo)，對(duì)于一些大容量數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，使用這一技術(shù)，已經(jīng)有效降低數(shù)據(jù)的損耗程度和損耗率，因此，ONT技術(shù)正不斷被推行和應(yīng)用[4]。另一方面，為了提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)用性和適配性，在ONT技術(shù)實(shí)施的基礎(chǔ)上，增加PTN+OTN+SDH的模式，滿足區(qū)域內(nèi)各行業(yè)的實(shí)際需要。在保證大容量數(shù)據(jù)的傳輸安全和傳輸效率的同時(shí)，確保簡(jiǎn)單容量的數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中不遺失，提高工作質(zhì)量和業(yè)務(wù)水平。例如，在骨干通信網(wǎng)中，有的業(yè)務(wù)工作對(duì)時(shí)間延長(zhǎng)有要求，因此，使用SDH技術(shù)可以在不耽誤時(shí)間延長(zhǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行工作管理；對(duì)于區(qū)域內(nèi)覆蓋來(lái)說(shuō)，可以使用PTN這一技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化改革，確保簡(jiǎn)單的信息容量在傳輸過(guò)程中可以保持高度精準(zhǔn)。采用層級(jí)分明，規(guī)劃恰當(dāng)?shù)墓芾泶胧墙鉀Q區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)信息不安全的重要手段之一。在這一狀態(tài)下，骨干通信網(wǎng)內(nèi)的各級(jí)技術(shù)得到大幅發(fā)展，業(yè)務(wù)的收斂和匯聚作用都得到有效體現(xiàn)[5]。采用這一方法，能夠有效發(fā)揮各層級(jí)的作用，提高網(wǎng)絡(luò)的利用率，還可以提升整體網(wǎng)絡(luò)的靈活性和輸送能力，推動(dòng)骨干通信的科學(xué)合理有序發(fā)展。
3結(jié)束語(yǔ)
我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家，人口眾多，因此，對(duì)于基礎(chǔ)設(shè)施的需求也就相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家更大一些，隨著現(xiàn)代社會(huì)的不斷發(fā)展，電力成為了人民日常生活中不可或缺的一部分，不得不說(shuō)，電力始終是一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定的重要保證，當(dāng)前我國(guó)進(jìn)入改革開(kāi)放新時(shí)期，社會(huì)各行各業(yè)對(duì)電力發(fā)展抱有充分信心和極大期待，與此同時(shí)，我國(guó)電力部門也相應(yīng)面臨嚴(yán)肅的挑戰(zhàn)。作為我國(guó)支柱性能源，電網(wǎng)建設(shè)尤其是智能電網(wǎng)的建設(shè)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展更需要提到重要層面，智能電網(wǎng)的有效實(shí)施，能夠在一定情況下促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科學(xué)水平的提高。所以，必須進(jìn)一步加強(qiáng)變電站的通信應(yīng)用技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，進(jìn)行項(xiàng)目改進(jìn)和創(chuàng)新，不斷提高項(xiàng)目的總體效果和綜合實(shí)力，嚴(yán)格按照國(guó)家法律法規(guī)和相關(guān)規(guī)章制度進(jìn)行工作，促進(jìn)電網(wǎng)智能化水平的提高，推動(dòng)變電站通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的質(zhì)量提升，為我國(guó)帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
作者：劉文杰 單位：許繼電氣電網(wǎng)保護(hù)自動(dòng)化系統(tǒng)公司
摘要：智能電網(wǎng)建設(shè)目前已成為我國(guó)重要發(fā)展項(xiàng)目之一，作為智能電網(wǎng)建設(shè)中的關(guān)鍵和重頭戲，智能變電站的建設(shè)改造任務(wù)顯得尤為重要，智能變電站的建立在某種程度上可以推動(dòng)我國(guó)電網(wǎng)智能化的出現(xiàn)。所以本文立足于我國(guó)現(xiàn)階段通信系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀，指出其中的特點(diǎn)和不足，并提出相應(yīng)解決措施，矢志為我國(guó)智能變電站的建設(shè)和電網(wǎng)智能化的實(shí)現(xiàn)提供實(shí)際有效的理論依據(jù)，推動(dòng)電網(wǎng)智能化在我國(guó)的開(kāi)展落實(shí)。
關(guān)鍵詞：智能變電站；通信網(wǎng)絡(luò)
0引言
隨著社會(huì)進(jìn)步和繁榮，我國(guó)各行各業(yè)對(duì)電力的需求也在逐步提升，更多的需求也為智能電網(wǎng)建設(shè)帶來(lái)更多挑戰(zhàn)，智能變電站在用電、送電、配電和調(diào)度方面，都起著至關(guān)重要的作用，其聯(lián)系各個(gè)環(huán)節(jié)，是使各個(gè)環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣的重要支撐，起著重要的紐帶作用，在電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中起著不可替代的重要作用。然而，現(xiàn)在的智能變電站的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)較為僵化死板，仍然存在著重要的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，所以，如何進(jìn)一步加強(qiáng)智能變電站的技術(shù)研究，是我國(guó)當(dāng)前智能電網(wǎng)項(xiàng)目中的重要課題。
1發(fā)展現(xiàn)狀
近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷提升，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)也在不斷發(fā)展，這也促使我國(guó)的變電站更多的趨向于智能方向發(fā)展，尤其是在“互聯(lián)網(wǎng)+”的大環(huán)境的沖擊下，我國(guó)智能變電站的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也得到了較大的發(fā)展。通常情況下，電力通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的整個(gè)過(guò)程中，變電站是網(wǎng)絡(luò)通信得以順利實(shí)行的重要節(jié)點(diǎn)，變電站的合理推行，能夠維護(hù)通信網(wǎng)的安全穩(wěn)定，促進(jìn)電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，提高運(yùn)行效率和運(yùn)行速度。在實(shí)際工作過(guò)程中，電力通信網(wǎng)絡(luò)一般會(huì)分為兩部分，一部分是骨干通信網(wǎng)，一部分是中低壓通信網(wǎng)。這兩部分的劃分依據(jù)是電網(wǎng)通信的覆蓋范圍。
（1）骨干通信網(wǎng)
隨著電力行業(yè)的不斷發(fā)展，當(dāng)前，我國(guó)的電力與傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)有了較大的區(qū)別。我國(guó)電力部門將通信網(wǎng)絡(luò)劃分為四個(gè)層次，由點(diǎn)到面，按照區(qū)域行政規(guī)劃的方式進(jìn)行區(qū)分，骨干通信網(wǎng)是指在四個(gè)層級(jí)中，覆蓋可達(dá)到110（66）kV以上電壓地區(qū)的部門，骨干通信網(wǎng)在整體電力通信網(wǎng)絡(luò)中，起到調(diào)度控制的作用。目前來(lái)看，我國(guó)社會(huì)深度發(fā)展，電力系統(tǒng)的運(yùn)用也更加完善，各個(gè)層級(jí)電力系統(tǒng)互相協(xié)調(diào)，相互作用，共同促進(jìn)我國(guó)電力系統(tǒng)的完善和發(fā)展，人們生活水平不斷提高，用電需求增加，也對(duì)電力系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展提出更多挑戰(zhàn)。目前，我國(guó)電纜使用狀況良好，電纜使用總長(zhǎng)度已經(jīng)達(dá)到59.24萬(wàn)km，覆蓋范圍較廣，覆蓋深度強(qiáng)[1]。隨著社會(huì)進(jìn)一步發(fā)展，城市化規(guī)模越來(lái)越大，通信系統(tǒng)的發(fā)展總體來(lái)說(shuō)是機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存的。現(xiàn)階段，我國(guó)省級(jí)、跨區(qū)級(jí)、縣級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸率逐漸趨于每秒2.5Gbit和每秒10Gbit，速度加快，信號(hào)傳輸穩(wěn)定，傳輸內(nèi)容損失率低，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快的城市，甚至已經(jīng)出現(xiàn)波分復(fù)用技術(shù)，這一技術(shù)隨著我國(guó)科技進(jìn)步和需求增大，將在國(guó)內(nèi)得到更大范圍內(nèi)的使用。但由于我國(guó)在通信系統(tǒng)方面起步晚，發(fā)展時(shí)間短，因此，在承載超大容量數(shù)據(jù)這一塊，我國(guó)的骨干通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)呈現(xiàn)出頹態(tài)，逐漸暴露一些缺陷和弱點(diǎn)，需要科技工作者進(jìn)一步加強(qiáng)與完善[2]。
（2）中低壓接入網(wǎng)骨干通信網(wǎng)主要指覆蓋范圍
在110（66）kV以上的地區(qū)和用戶，與之相對(duì)應(yīng)的，中低壓接入網(wǎng)的覆蓋范圍即為110（66）kV以下的地區(qū)和用戶，和骨干通信網(wǎng)的作用類似，中低壓接入網(wǎng)主要起調(diào)度的作用，是一個(gè)場(chǎng)站、地區(qū)甚至個(gè)人的調(diào)度場(chǎng)所。一般來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行中低壓接入網(wǎng)端口連接時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：1）首先，在電力通信網(wǎng)絡(luò)工作運(yùn)行時(shí)，中低壓接入網(wǎng)可以承載配電自動(dòng)化、中壓電力線載波等情況，另一方面，可以承接無(wú)線公網(wǎng)的運(yùn)用，適用范圍較廣泛，使用場(chǎng)所也更加多元；2）其次，在電力通信網(wǎng)絡(luò)合理運(yùn)行的過(guò)程中，難免會(huì)出現(xiàn)收集用戶用電信息等業(yè)務(wù)工作，為了滿足這一需求，在遠(yuǎn)程通道中，科技工作者經(jīng)常采用光纖、無(wú)線公網(wǎng)等方式進(jìn)行信息收集；而本地服務(wù)則一般采用短距無(wú)線的方式進(jìn)行信息采集。目前，我國(guó)在中低壓通信網(wǎng)方面投入較大，投入成本較高，耗費(fèi)了大量資金和人力物力，但是由于中低壓通信網(wǎng)絡(luò)可以覆蓋更大范圍，更適合社會(huì)化需求，因此短期內(nèi)必須繼續(xù)采用這一方法。我國(guó)在中低壓通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)管理方面仍存在漏洞和缺憾，缺少一套行之有效的管理措施，管理體制僵化，急需改革，這些都對(duì)電力通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展起到不利影響，甚至在一定程度上拖慢了我國(guó)電網(wǎng)設(shè)施的完善和發(fā)展。
2應(yīng)用研究
（1）中低壓接入網(wǎng)通信技術(shù)應(yīng)用研究
我國(guó)電網(wǎng)系統(tǒng)中，中低壓接入系統(tǒng)由于涉及范圍廣，覆蓋面較大，因此，分管的位置相對(duì)來(lái)說(shuō)較為分散，給通信技術(shù)的管理和應(yīng)用帶來(lái)一些阻礙，針對(duì)這一情況，我國(guó)科技人員計(jì)劃從以下幾個(gè)方面入手進(jìn)行管理：從當(dāng)前我國(guó)的運(yùn)用現(xiàn)狀來(lái)看，中低壓接入網(wǎng)的通信技術(shù)主要包括PON技術(shù)、TD-LTE技術(shù)以及PLC技術(shù)三種，其中，PLC技術(shù)是當(dāng)中最為主要的關(guān)鍵，在各級(jí)傳輸信號(hào)網(wǎng)絡(luò)中都會(huì)運(yùn)用。這種技術(shù)以電纜為媒，搭載波長(zhǎng)，主要輸送數(shù)據(jù)和語(yǔ)音信號(hào)。這種傳輸方式運(yùn)用簡(jiǎn)單，操作無(wú)負(fù)擔(dān)，對(duì)一些行業(yè)來(lái)說(shuō)，采用這一方式進(jìn)行操作工作，能夠提升電網(wǎng)搭載信息的使用效率，完善電力線性道在電網(wǎng)工作中的基本目標(biāo)和基本要求，提高數(shù)據(jù)傳輸能力，增強(qiáng)傳輸質(zhì)量，降低傳輸過(guò)程遺漏或數(shù)據(jù)缺失的可能[3]。
（2）骨干通信網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用研究
在我國(guó)的通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，需要注意的是骨干通信網(wǎng)絡(luò)是我國(guó)電力通信網(wǎng)絡(luò)中極為重要的一環(huán)，不可或缺，不可忽視。為了進(jìn)一步加強(qiáng)骨干通信網(wǎng)在我國(guó)電力部門的具體運(yùn)用和實(shí)施，筆者根據(jù)當(dāng)前實(shí)際情況提出一些方案供參考：骨干組網(wǎng)方案。ONT技術(shù)是光轉(zhuǎn)網(wǎng)中一項(xiàng)新的技術(shù)，目前正在進(jìn)入投入使用的過(guò)程中，這一技術(shù)方案與原有的傳輸技術(shù)相比，具備DWDM和SDH技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，使用過(guò)后，整個(gè)骨干組網(wǎng)絡(luò)的操作更加簡(jiǎn)便，極大提高網(wǎng)絡(luò)的使用效率，加快實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸無(wú)障礙的目標(biāo)，對(duì)于一些大容量數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，使用這一技術(shù)，已經(jīng)有效降低數(shù)據(jù)的損耗程度和損耗率，因此，ONT技術(shù)正不斷被推行和應(yīng)用[4]。另一方面，為了提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)用性和適配性，在ONT技術(shù)實(shí)施的基礎(chǔ)上，增加PTN+OTN+SDH的模式，滿足區(qū)域內(nèi)各行業(yè)的實(shí)際需要。
在保證大容量數(shù)據(jù)的傳輸安全和傳輸效率的同時(shí)，確保簡(jiǎn)單容量的數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中不遺失，提高工作質(zhì)量和業(yè)務(wù)水平。例如，在骨干通信網(wǎng)中，有的業(yè)務(wù)工作對(duì)時(shí)間延長(zhǎng)有要求，因此，使用SDH技術(shù)可以在不耽誤時(shí)間延長(zhǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行工作管理；對(duì)于區(qū)域內(nèi)覆蓋來(lái)說(shuō)，可以使用PTN這一技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化改革，確保簡(jiǎn)單的信息容量在傳輸過(guò)程中可以保持高度精準(zhǔn)。采用層級(jí)分明，規(guī)劃恰當(dāng)?shù)墓芾泶胧墙鉀Q區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)信息不安全的重要手段之一。在這一狀態(tài)下，骨干通信網(wǎng)內(nèi)的各級(jí)技術(shù)得到大幅發(fā)展，業(yè)務(wù)的收斂和匯聚作用都得到有效體現(xiàn)[5]。采用這一方法，能夠有效發(fā)揮各層級(jí)的作用，提高網(wǎng)絡(luò)的利用率，還可以提升整體網(wǎng)絡(luò)的靈活性和輸送能力，推動(dòng)骨干通信的科學(xué)合理有序發(fā)展。
3結(jié)束語(yǔ)
我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家，人口眾多，因此，對(duì)于基礎(chǔ)設(shè)施的需求也就相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家更大一些，隨著現(xiàn)代社會(huì)的不斷發(fā)展，電力成為了人民日常生活中不可或缺的一部分，不得不說(shuō)，電力始終是一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定的重要保證，當(dāng)前我國(guó)進(jìn)入改革開(kāi)放新時(shí)期，社會(huì)各行各業(yè)對(duì)電力發(fā)展抱有充分信心和極大期待，與此同時(shí)，我國(guó)電力部門也相應(yīng)面臨嚴(yán)肅的挑戰(zhàn)。作為我國(guó)支柱性能源，電網(wǎng)建設(shè)尤其是智能電網(wǎng)的建設(shè)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展更需要提到重要層面，智能電網(wǎng)的有效實(shí)施，能夠在一定情況下促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科學(xué)水平的提高。所以，必須進(jìn)一步加強(qiáng)變電站的通信應(yīng)用技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，進(jìn)行項(xiàng)目改進(jìn)和創(chuàng)新，不斷提高項(xiàng)目的總體效果和綜合實(shí)力，嚴(yán)格按照國(guó)家法律法規(guī)和相關(guān)規(guī)章制度進(jìn)行工作，促進(jìn)電網(wǎng)智能化水平的提高，推動(dòng)變電站通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的質(zhì)量提升，為我國(guó)帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
作者：劉文杰 單位：許繼電氣電網(wǎng)保護(hù)自動(dòng)化系統(tǒng)公司
1智能變電站的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)
智能變電站中使用的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)使用的是以IEC61850標(biāo)準(zhǔn)為優(yōu)秀的基本結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以分為過(guò)程層、間隔層和站控曾。這種基本結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。站控層中使用的設(shè)備的功能是使用全站的信息對(duì)整個(gè)變電站的設(shè)備進(jìn)行控制和檢測(cè)，并和遠(yuǎn)方的控制中心進(jìn)行通信。間隔層中使用的設(shè)備的功能是采集間隔設(shè)備的信號(hào)并對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行控制和跳閘等控制動(dòng)作，然后將相關(guān)的信息發(fā)送到站控層的設(shè)備并接收來(lái)自站控層設(shè)備的命令。過(guò)程層中使用的設(shè)備的功能是實(shí)現(xiàn)所有的和一次設(shè)備有接口的功能，并把直流的狀態(tài)信號(hào)和交流的采樣信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，可以將其看作是一次設(shè)備的智能化和數(shù)字化的接口。這三層設(shè)備是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信來(lái)實(shí)現(xiàn)信息共享和數(shù)據(jù)的交換的，在間隔層和過(guò)程層設(shè)備中的網(wǎng)絡(luò)叫做過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)，之間的通信內(nèi)容包括交流的采樣信號(hào)SV、直流的狀態(tài)信號(hào)GOOSE以及硬對(duì)時(shí)信號(hào)1588。在站控層和間隔層設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)叫做站控層網(wǎng)絡(luò)，之間的通信內(nèi)容包括全站的保護(hù)信息和所有需要監(jiān)控的信息。智能變電站中網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)的變電站的結(jié)構(gòu)的不同就在智能變電站的繼電保護(hù)裝置是通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信模式來(lái)實(shí)現(xiàn)采樣和直接跳閘的，這就保證了繼電保護(hù)裝置的獨(dú)立，極大的提升了繼電保護(hù)裝置的安全和可靠。在智能變電站中網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的各個(gè)層次的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議如表1所示。
1.1SV
由IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定可知，SV是映射到以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的，通過(guò)組播的方式進(jìn)行傳送，其傳輸網(wǎng)絡(luò)可以分成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)直接網(wǎng)絡(luò)和通過(guò)交換設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)。采樣值若通過(guò)交換設(shè)備進(jìn)行傳輸，則裝置和合并單元都是鏈接到網(wǎng)絡(luò)的交換設(shè)備上的，所有的信息是共網(wǎng)傳輸?shù)模瑪?shù)據(jù)的流向是通過(guò)組播的地址、VLAN的信息和APPID的信息來(lái)確定的。
1.2GOOSE
GOOSE的原理和SV是類似的，都是映射到以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的，都是通過(guò)組播的方式進(jìn)行傳送的，傳送的網(wǎng)絡(luò)都是分成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的直接網(wǎng)絡(luò)和通過(guò)交換設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)，但是，GOOSE使用的是一種重發(fā)的機(jī)制來(lái)確保跳閘等相關(guān)的重要信息能夠可靠的進(jìn)行傳輸。在正常的情況下，GOOSE按照一定的時(shí)間發(fā)送報(bào)文來(lái)保證通信鏈路的完好，若是有事件發(fā)生，換一種時(shí)間間隔連續(xù)兩幀發(fā)送事件報(bào)文，然后再換時(shí)間間隔發(fā)送事件報(bào)文，最后或輔導(dǎo)初始狀態(tài)下的時(shí)間間隔。
2智能變電站的數(shù)據(jù)通信
因?yàn)樽冸娬鞠到y(tǒng)之間的通信在新型的智能變電站中占有十分重要的位置，所以，變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)秀就是要建一個(gè)安全可靠的數(shù)據(jù)通信鏈路，又因?yàn)樽冸娬揪哂幸欢ǖ奶厥庑裕鋽?shù)據(jù)通信要求具有以下能力：①變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息在傳輸網(wǎng)中要快速準(zhǔn)確的傳輸，要保證其傳送的實(shí)時(shí)性；②變電站是一個(gè)電磁干擾很嚴(yán)重的特殊環(huán)境，通信中信道本身的通道就較為復(fù)雜，在惡劣的通信環(huán)境中要擁有一個(gè)優(yōu)秀的兼容性能；③在變電站的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中若是出現(xiàn)失誤或者錯(cuò)誤，將會(huì)對(duì)設(shè)備甚至是人身造成極大的損害。
2.1智能變電站中常用到的通信接口
智能變電站中常用的通信接口就是RS-485接口，它的優(yōu)點(diǎn)是多數(shù)的智能單元的接口方便，同時(shí)它的接口十分的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，RS-485的接口是通過(guò)RS-232串口通信發(fā)展起來(lái)的，它采用差分的方式進(jìn)行總線式的通信，具有良好的抗干擾能力，其傳輸?shù)乃俾屎途嚯x都有了明顯的提高，又因?yàn)榭傦@示的通信方式可以在接口上進(jìn)行，構(gòu)建起通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)很方便。RS-485總線有兩種連接方式可以選擇，即半雙工和全雙工，常用的為半雙工的方式，其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖2所示。
2.2在智能電站中常用的設(shè)備通信協(xié)議
在智能變電站中使用比較廣泛的和智能設(shè)備通信接口相匹配的協(xié)議有以下幾種：①M(fèi)odbus協(xié)議，這種協(xié)議時(shí)采用的客戶端/服務(wù)器通信模式的一種基于串行鏈路的應(yīng)用層協(xié)議，它的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，在實(shí)際中應(yīng)用也比較廣泛，通常情況下，變電站和斷路器設(shè)備中都是廣泛的使用基于RS-485接口的此種協(xié)議；②TCP/IP協(xié)議，是由傳輸層的TCP/UDP協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)層的IP協(xié)議組成，是目前應(yīng)用最為廣泛的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)協(xié)議；③TCP/UDP協(xié)議，這種協(xié)議是完全以網(wǎng)絡(luò)層為基礎(chǔ)的通信協(xié)議，其中TCP的特點(diǎn)是向用戶提供一種可靠的面向連接的字節(jié)流服務(wù)，UDP和TCP不同，它是基于傳輸層的協(xié)議，面向的是數(shù)據(jù)報(bào)文。
3實(shí)用分析
某智能電網(wǎng)系統(tǒng)的變電站的自動(dòng)化系統(tǒng)中使用開(kāi)放式的分層分布式的系統(tǒng)，由過(guò)程層、間隔層和站控層組成，站中的二次設(shè)備按照標(biāo)準(zhǔn)建模進(jìn)行統(tǒng)一組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)信息共享。同時(shí)，變電站配備了通信記錄監(jiān)視系統(tǒng)，能夠?qū)φ麄€(gè)電站的通信狀態(tài)和信息進(jìn)行時(shí)間和記錄，該通信記錄監(jiān)視系統(tǒng)配備了兩臺(tái)監(jiān)聽(tīng)裝置和一臺(tái)監(jiān)視終端，其中一個(gè)監(jiān)視裝置負(fù)責(zé)采樣值和GOOSE信息的監(jiān)聽(tīng)和記錄分析，另外一個(gè)監(jiān)聽(tīng)裝置負(fù)責(zé)對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信信息和另一個(gè)網(wǎng)的采樣值以及GOOSE信息的記錄，而監(jiān)視終端通過(guò)交換機(jī)和兩臺(tái)監(jiān)聽(tīng)裝置相連，顯示監(jiān)聽(tīng)和分析的結(jié)果。在上述過(guò)程中，操作人員隨時(shí)可以對(duì)系統(tǒng)中信號(hào)的變化、異常和傳輸中的異常狀態(tài)燈進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)，能夠及時(shí)高效的對(duì)各種異常進(jìn)行處理。在通信報(bào)文的記錄文件到錄波文件的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，同時(shí)采用了采樣值按采樣序號(hào)對(duì)其和按記錄時(shí)間對(duì)其兩種方式，這樣，操作人員就可以通過(guò)兩種方式的結(jié)果對(duì)比等到更為貼近實(shí)際的結(jié)果了。
4結(jié)束語(yǔ)
智能電網(wǎng)的建設(shè)關(guān)系到我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步步伐，而智能變電站在技術(shù)和功能上都與傳統(tǒng)中的變電站發(fā)生了極大的變化，變電站中的運(yùn)行信息需要以網(wǎng)絡(luò)通信的方式進(jìn)行交換和傳輸才能很好的滿足智能化的要求，所以只有做好智能變電站的網(wǎng)絡(luò)通信和信息處理的技術(shù)的研發(fā)工作和普及工作才能很好地做好智能電網(wǎng)的建設(shè)工作，才能更好地讓電網(wǎng)為人民服務(wù)。
作者：陳敏 單位：國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司孝感供電公司
