摘要：随着IEC61850标准的应用推广，智能变电站运行水平迈向了更高的层次。在智能变电站中，二次回路由硬接线方式转变为虚回路方式，以过程层信息共享方式解决了原有二次回路的很多问题。然而，当前智能变电站实践主要聚集在新型装置和统一报文规范的技术研究，而针对涉及新型模式下的智能变电站运维模式的影响以及全过程的管控方案研究不足，以致目前的智能变电站无法从根本上带给变电站的运维、安全及经济方面实在的变化，这就是约束当前智能变电站只是处于“试点”环节的根本问题。基于此，本文主要分析探讨了智能变电站二次设备运维关键技术，以供参阅。
关键词：智能变电站；二次设备；运维；技术
引言
智能变电站由智能一次装置和网络二次装置分层组成，基于IEC61850标准和通讯协议，可以完成智能变电站内电气装置间数据共同与相互控制的功能?当前，国内进行了大量智能变电站的建造，掌握了许多宝贵的经验和技术，对我国电力系统的发展趋势指明了方向。虽然通过光纤信号取代传统硬电缆的智能变电站具有很高的安全性、高效性及经济性，却彻底改变了变电站二次运维人员的工作模式，导致实际运维中出现了带来了一些新的挑战和问题，例如过程层二次虚回路与物理链路配置分离、过程层网络配置校验工具及手段不足、二次设备在线监视能力不足、SCD文件管控水平及方式不足、验收调试人员技能水平待提高等问题。
1智能变电站二次设备运维系统架构
1.1系统功能结构
与传统变电站相比，智能变电站的问题及故障的处理更加复杂。智能变电站通过一次设备进行在线监测，根据监测数据的评估结果对设备运维方面进行改造，以适应智能变电站的运维要求。针对二次设备运维管控，主站端和厂站端分别对应不同的功能：主站端根据采集的数据进行分析、监视、诊断和评估等，厂站端则负责对信息的采集、过滤和简单处理。由于无人值守变电站的应用，主站端对于信息展示的全面性和完整性要求也越来越高，因此，二次回路可视化的重点逐步从厂站端向主站端转移。
1.2系统网络结构
智能变电站中，由于大量智能设备的应用，以及一次设备与二次设备间紧密关联，对运维人员的专业素质提出了更严格的要求。厂站端的功能在逻辑上由数据采集模块、管理模块和远传模块共同构成。（1）采集模块，采集站控层、间隔层、过程层设备的信息。（2）管理模块，根据采集的信息，实现厂站端功能的应用。（3）远传模块，实现信息的集中上传，减轻调度、控制和运行中心处理信息的压力。采集模块、管理模块和远传模块既可独立配置，也可在现成设备中集成以实现特定功能。
1.3智能变电站二次设备运维关键技术
目前，基于确保智能变电站二次设备和二次回路可靠运行的目的，通常将二次设备的运维模式分为定检、全检和特检。随着设备规模不断增加，各种新型技术交叉融合，给短时间内要完成庞大的运维检修工作带来了严峻的考验。另外，为了实时监测设备的运行状况、及时处理异常运行状态，达到实时操控设备的目的，需投入大量专业人员对变电站设备进行监测。智能变电站二次设备运维主要涉及设备的运行监视、缺陷处理、定期检修等，目前运维检修主要存在以下问题：（1）二次设备在线监视能力不足。智能变电站二次设备自身的状态信息模型多私有化且不完善，站内各二次设备状态信息不能标准化采集上送。过程层网络监控存在盲区，二次虚回路通信状态未实现可视化，二次虚回路虚拟链路与物理链路的通信行为不能实时监控。（2）运行支撑能力不足。二次逻辑功能回路图纸缺失，运维管理难度大。运行人员运行监视智能变电站的能力有待提高，部分变电站存在GOOSE软压处理不当、保护漏退检修压板等现象，导致相关设备长期退出运行。（3）检修策略有待优化。二次设备检修仍采用粗放的方式，多参考常规变电站相关标准开展工作，缺乏规范化的设备健康状态信息采集、处理及综合分析技术，未能高效利用智能变电站的相关技术。（4）告警分级分类及信号规范化缺乏研究。实际运行中，监控人员面对海量告警数据往往无所适从，二次设备状态信息需求及规范性要求不明确，集控与调度中心对设备信息缺乏有效的分级分类处理。（5）智能诊断技术未真正实用化。站内智能告警、数据辨识等功能大多针对某一特定应用场景，实用化程度有待提升和完善。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆相比传统变电站电缆的硬连接，智能变电站二次回路通过SCD文件关联的虚回路来表示。变电站SCD文件取代传统的设计图纸成为设计、调试、运维以及改扩建的基本根据，正确配置SCD文件（虚端子及其关联的采样回路、跳合闸等）是智能变电站二次设备运维的首要任务。SCD文件由SCL描述，由于不能直接反映变电站配置信息，对变电站设计、调试、运维、及改扩建等配置信息的监测提出了新的挑战。由此可见，研究智能变电站虚回路状态监视及SCD文件管控具有十分重要的意义。
2二次虚回路及SCD管控系统工程应用
2.1二次虚回路可视化监视
智能变电站二次虚回路可视化实质是对异常信息产生生成、异常信息传送、异常信息分析及物理链路及通信端口状态进行监视，最后通过画面展示的过程。智能变电站二次虚回路监视可以完成信息由过程层传输到间隔层直至监测软件的信息路径，同时过程层设备与间隔层设备具有判定虚端子是否有故障的作用，因此通过可视化图形可以完成虚回路的状态监视。本节通过虚拟二次回路在线监视功能显示二次设备拓扑关系，然后根据GOOSE协议实时获取虚回路的状态信息，根据信息的变动情况用图形化的模式实时显示相应的二次回路的改变情况。
2.1.1静止SCD文件解析的提取
基于二次虚端子的获取方式，针对SCD文件实施静止解析，获取实际IED设备相关的虚回路的拓扑联系。过程层装置虚链路信息通过GOOSE传送给间隔层测控装置，并通过IEC61850MMS上传至各虚回路监视系统。虚回路监视软件完成所有设备的虚回路设备监视，在线收集回路状况，以完成二次虚端子接收/发送具体情况的图形化演示。一般情况下，二次回路静止图形无法显示虚端子变化的情况，却完成了SCD虚端子装配文件的记录从散状文字样式到聚集画面的演示，虚端子记录一目了然，为日后针对二次设备的运维检修带来了极大方便。
2.1.2二次回路动态状态展示
通过SCD文件二次虚端子静止分析数据，基于CRC检验码和架构比较情况，并联系包括设备软连片等过程层数据收集文件，能够完成二次设备运作状况的在线监视功能。
2.2 SCD文件可视化应用
智能变电站通讯装配记录信息SCD是设计、基建、运维三个重要环节数据移交的重要数据。智能变电站间隔层和过程层的配置信息均来自于SCD文件，是智能设备间互操作的唯一依据，也是运行管理和专业管理的重要文件。
2.2.1 SSD配置功能的图形可视化
基于常规开发工具的绘图方式制作一次设备单线图，制作的同时由软件自身产生一次设备的建模和装置之间的映射联系，另外，还可以装配一次装置的特定性能，保持一次回路和二次回路之间的对应联系。将设计的一次回路建模存储为与IEC61850-6规范相符的SSD文件，对于绘制的一次回路单线图存储为可缩放矢量图形（ScalableVectorGraphics，SVG）文件，这些文件能够为今后的现场应用等场合提供相关数据，以便参考而节约成本。
2.2.2 VTD虚端子功能的图形可视化
以图形文件的方式定义虚端子图，按功能等需求将各装置间的虚端子连接关系组织在不同的图形中，通过遍历所有虚端子图，由此产生与IEC61850协议相符的装置间连接关系。虚端子图可以直观的反映虚端子所属二次装置，并按发送、接收装置进行区分。
参考文献：
[1]熊华强.智能变电站SCD文件可视化管理和分析决策系统的设计与实现.电力自动化设备[J]，2015，43（10）：166-171.
[2]笃峻.智能变电站继电保护在线运维系统关键技术的研究及实现.电力自动化设备[J]，2016，36（7）：163-169.
[3]高东学，智全中，朱丽均，梁旭.智能变电站保护配置方案研究[J].电力系统保护与控制，2012，40（1）：68-71.
论文作者:郭承辉,郑英杰,蒋昌有
论文发表刊物:《电力设备》2018年第7期
论文发表时间:2018/8/20
标签：变电站论文; 回路论文; 设备论文; 智能论文; 端子论文; 信息论文; 文件论文; 《电力设备》2018年第7期论文;