摘要：由于科学技术的不断进步，计算机技术、传感器技术和测量技术都获得了快速的发展。在线监测技术一体化建模可以保证电网系统更加安全有效的运行，已经成为了主要的科研方向。现简要分析变电站在线监测系统的一体化建模与模型维护，力求为今后的相关工作提供参照。
关键词：变电站；在线监测系统；一体化建模
为了推进智能变电站状态监测系统的发展，国家电网公司为智能变电站一体化监控与变电设备在线监测系统制定了一系列技术规范，并提出在变电站内部署站端监测单元进行全站监视，并与网省公司输变电设备状态监测主站之间实现在线监测信息的纵向贯通。为了实现模型共享与无缝通信，在线监测智能电子设备（IED）到站端监测单元与状态监测主站的一体化建模是亟待解决的问题。
国家电网公司2012年发布了《变电设备在线监测I1接口网络通信规范》与《变电设备在线监测I2接口网络通信规范》，分别对站端监测单元与监测IED和主站之间的信息交换内容进行了说明。现有的一体化建模研究主要集中在变电站自动化系统与电力调度控制中心之间，采用IEC61580对变电站所有对象进行统一建模，并通过与公共信息模型（CIM）的转换，实现主站对变电站模型的共享。监测IED与继电保护、测量、控制等IED的建模不同，主要采用液体介质绝缘、气体介质绝缘与局部放电监测等逻辑节点。另外，变电站自动化系统侧重于电网拓扑结构与运行参数，而站端监测单元主要采用WebService方式将监测数据上传到状态监测主站并融入生产管理系统，更加关注物理设备的监测状态、资产与检修信息等，现有电力系统资源与量测模型尚不能完全适应变电设备状态监测与检修管理的需要。
一变电站在线监测系统的基本结构
变电设备在线监测系统基本结构如图１所示。
图１ 变电设备在线监测系统的结构
变电站的监测IED或常规监测装置采集变压器与断路器等一次设备的测量与状态信息。综合监测单元用于接入常规在线监测装置，确保都与站端监测单元进行IEC61580标准化数据通信。变电站配置描述语言（SCL）用于综合监测单元与监测IED功能模型与通信模型的描述与配置。站端监测单元的状态接入控制器（CAC）采用WebService通过电力Intranet网络，与远方网省公司状态监测主站的状态接入网关机（CAG）进行分布式数据交换。Web服务描述语言被用于描述站端监测单元与状态监测主站的服务接口、数据交互的格式与协议。状态监测主站作为现有生产管理系统（PMS）的一个子系统，其信息模型应遵循CIM，而CIM的电力系统资源、设备资产与工作业务模型又不能完全满足状态监测的需要。SCL的主要目的是实现IED间的互操作，侧重于IED及其监测信息的描述与配置，而CIM更侧重于一次设备及拓扑结构等电网资源管理。由于SCL模型与CIM在定义方法、交换格式、关系结构、对象标识与配置模式等方面存在较大差异，造成状态监测主站无法直接复用变电站设备信息模型，需要手工改造，必然增加维护人员管理开销及系统开发成本，阻碍变电设备状态信息的纵向贯通以及与变电站一体化监控系统的横向共享。
变电站在线监测系统的实际建模阶段，能够对电网结构和一次设备实行建模工作。对一次设备进行建模的时候，应用资产类型类描述装置的各项分类数据，资产模型类更深人描述对应装置的对应型号。若网省侧在线监测主站己构建了其下属的电网结构、一次设备、巡视诊断以及试验检修的模型，站端监测系统能够自状态在线监测系统直接取得变电站电网结构和一次设备的模型数据，并储存到数据库内。通过对新建或者更新之前模型信息的比较分析，进而对状态在线监测主站构建的模型进行共享。避免了多次建模，降低了任务量，且可以确保模型构建的一致。
二、变电站在线监测系统的一体化模型维护
1、监测智能电子设备的各项参数
站端在线监测系统应用GetFile服务得到整体监测系统或者在线监测设备的实际配置描述信息。应用可扩展标记语言进行解析，读取智能电子设备名称、互联网协议地址、服务器名称以及访问点的数据，并存储到模型库。监测智能电子设备和被监测设备标志满足我国电网公司管理系统代码的十七位码。监测代码由六位数字和字符共同构成，前两位代码标识监测的专业，第三位代码自一到四先后代表变压系统、电容装置、避雷器以及断路器，后三位代码表示流水号。
2、状态在线监测数据模型
变电装置状态在线监测数据接人规定对局部放电、油中溶解气体、容性装置以及避雷设备绝缘在线监测等项目进行了监测对象的名称、代码、种类以及单位方面的描述。为变电站站端监测系统的本地监测，变电站站端监测系统和状态在线监测主站彼此的数据共享提供了根本支持。不管是站端监测系统或是状态在线监测主站均需对变电装置异常实行报警。但当前的接人规定只提供了测量信息的相关定义，所以，基于在线监测智能电子设备或者综合监测系统的IEC61850模型对各个监测种类信息实行有效的扩展。
3、状态监测数据映射
第一，变电站站端监测系统基于IEC61850中Scheme语言相关文件规定，对在线监测智能电子设备或者综合在线监测系统模型树的全部节点进行解析，包含信息属性的引用名和数据种类，进而产生映射文件；第二，基于构建完成和通过扩展的模型库，针对映射文件内的各个节点项目填充对应的代码，以产生输人文件。输人和输出映射文件都应用CIM-E横向表标准，保证工具的丰富性和数据库转化的便捷性。对数据库表实行添加或者更改的方式实现映射，能够将IEC61850结构的复杂性进行屏蔽，能够满足工作人员的正常习惯要求；第三，输人映射文件储存到站端监测系统，且于内存内构建起映射联系。如果站端监测系统接收监测智能电子设备主动传输的监测信息，借助映射联系把数据集成转化成代码，以满足站端监测系统与状态在线监测主站的信息监测与报警要求。
三、总结
综上所述，变电站在线监测系统能够为电网系统提供高速准确的诊断与处置故障的技术支撑。对变电站在线监测系统进行一体化建模能够提升电网系统的智能化水平，满足电网系统自愈的有关要求。此外，还需特别重视一体化模型的维护工作，进而为我国电力行业的稳定发展提供助力。
参考文献
[1]国家电网公司．变电设备在线监测I1接口网络通信规范[S]．北京：国家电网公司,2012．
[2]国家电网公司．变电设备在线监测Ｉ２接口网络通信规范[S]．北京：国家电网公司,2012．
[3]杨彩霞,徐鲲.变电站在线监测系统的一体化建模与模型维护[J].现代国企研究,2015(20):114.
[4]王德文,阎春雨.变电站在线监测系统的一体化建模与模型维护[J].电力系统自动化,2013,37(23):78-82+113.
论文作者:何龙
论文发表刊物:《电力设备》2018年第15期
论文发表时间:2018/8/21
标签：在线论文; 变电站论文; 监测系统论文; 模型论文; 状态论文; 建模论文; 设备论文; 《电力设备》2018年第15期论文;