摘要：随着智能变电站逐步转入运维，在运维检修中存在二次回路及运维信息展示不直观，安全技术措施计划实施概念模糊等问题，易产生保护设备安全隐患以及缺陷隔离，导致电网事故。
关键词：智能变电站；虚拟二次回路；可视化；SCD文件；GOOSE
引言
智能变电站中能展现智能变电站系统配置信息的变电站配置文件(Substation Configuration Description，SCD)，其描述涵盖了变电站内全部智能电子设备(Intelligent Electronic Devices，IED)的配置与通信配置和变电站一次系统架构等信息。智能变电站具有一体化（智能变电站所有保护设备联系都由一个SCD文件来定义）、互动化（所有第一套、第二套保护在物理网上均有联系，安措复杂难度大）两大特点。常规变电站二次回路连接、保护出口、功能压板看得见，摸得着，可形成明显的物理断口，调试、运维检修人员形成了固有的习惯，在智能变电站，二次回路不可视化，大大增加了变电站运维、检修的不可控性，缺乏对智能二次设备、SCD文件、软压板及虚回路等有效管控的技术手段和技术支撑平台，检修及运行操作过程中，很难有效避免误操作的可能。当前迫切需要研究面向智能变电站二次设备，特别是继电保护相关二次设备的运维检修技术支撑平台，使二次虚回路和光纤物理链路可视化，并达到在线监测及智能诊断的目的，以及变电站运维检修在线校核与预警。这很大程度上降低了变电站运维人员解决当前智能变电站运维检修问题的难度。
1智能变电站SCD概述
SCD文件的描述主要涵盖了变电站一次系统架构、全部IED的实例配置信息、全部IED间信号联系信息和通信访问点的位置及地址等。SCD文件主要由信息头（Header）、变电站描述（Substation）、IED描述（IED）、通信系统描述（Communication）、数据类型模板(DataTypeTemplates)五个部分组成。其中，Header包含了SCD文件的版本、名称和规定相关等信息；Substation主要描述变电站的功能结构、一次设备结构及一次拓扑结构；IED方面的描述涵盖了各个IED的配置及其功能；Communication主要描述全站的二次设备通信信息；DataTypeTemplates描述了全站的数据类型模板信息。目前SCD也存在较多问题，因为缺乏统一的标准，所以设备种类、配置工具等存在差异，导致二次系统更加复杂；用光缆取代电缆进行整体连接，使得二次回路不可视化，给运维检修工作增加了很大难度；采用SCD离线管理模式之后，因为SCD文件至装置配置参数的重新生成过程不直观，无法正确判断全站配置变更给IED设备带来的影响范围有多大，不得不全站停电，影响整个电网的运行。
2二次设备业务回路高可视化状态在线监测系统
状态在线监测系统利用广泛分布的采集单元捕捉过程层间隔的海量数据，利用海量实时数据处理技术为评价设备的状态提供重要依据并且为建立设备的历史运行情况积累资料和数据。根据离线数据库所储存的相关设备测试数据，利用分布式程序失效模型可以得到业务回路预计失效到达时间，实时地为二次回路的状态检修工作提供参考。智能变电站中大多数二次设备具有自检功能，当设备处于异常状态是能够及时发出告警信号。同时，不可否认的是智能变电站的二次设备的自检功能不能完全监测所有类型的故障，因此针对一些特有的设备故障类型布置相应的状态监测点也是十分必要的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.SCD虚回路及光纤回路可视化
3.1GOOSE与SV
面向通用对象事件（Generic Object Oriented Substation Event，GOOSE）是IEC61850中的用于传输变电站内IED之间重要的实时性信号的快速报文传输机制；采样值（SampledValue，SV）是用于实时传输数字采样信息的通信服务。
3.2虚回路可视化
根据IEC61850标准，将与ICD相关的信息通过ICD文件解析工具解析，并顺次按照IED、逻辑设备、逻辑节点、数据集和数据对象等不同层次的关系，通过树形结构图呈现对虚回路可视化具体操作步骤如下：（1）在对虚回路的信息进行配置时，第一步完成中心IED的选择；第二步对外部IED按照虚端子表进行选择，然后选择其数据较为集中的中心IED外部信号；最后将该信号搁置在虚回路配置表中。（2）对中心IED所有外部信号搁置完后，在中心IED数据对象当中，将以“GOIN”或“SVIN”为前缀的数据集找出；并且在当中找出与中心IED相对应的内部信号；将这些内部信号放置到虚回路配置表中的相对应的位置。（3）在虚回路配置表中，中心IED的外部信息是外部IED的保护GOOSE数据集当中的第一个条目的断路器总位置，而中心IED内部信号是stVal，stVal是从中心IED中的逻辑节点GOINGGIO1中的DPCSO1中进行选择的。通过以上就形成了一条在中心IED与外部IED之间的虚回路。设计的虚回路可以支持图像化展示，将被选中的IED设备作为中心设备，分列其左右两侧的是与其相关联的IED设备。
4智能变电站二次系统状态在线监测方式
联接采集单元及分析处理单元的交换机使用百兆光口汇集输入量，即收集监测到的各设备的机械状态信息。例如：数字电流电压互感器、断路器操纵机构、刀闸辅助接点、带电监视模块、合并单元、智能终端、继电保护装置及安全稳定自动化装置等。这些信息经由网络交换机配置的千兆镜像光口与分析处理单元相连。在存在报文大量交换行为的过程层网络间部署有一定数量的采集单元，负责捕获过程层网络的有效信息资源。基于所捕获到的SCD配置文件的类型、格式及收发对象，通过对报文进行实时分析，并根据配置信息解读出二次设备间物理与逻辑的连接关系。这种连结关系最终被传输至客户端显示出来。即利用先进的海量实时数据处理及高可视化技术，及对智能站相关的业务回路的准确还原、构建，将报文分析结果和智能站业务有机的结合起来，完成智能站业务回路状态监测功能，实现对变电站控制、保护事故的快速分析。
5SCD工程应用
目前，多个试点都已经应用该保护设备可视化运维系统，如浙江杭州220kV闻堰变电站，山东临沂220kV浯河变电站，浙江嘉兴500kV洪明变电站等，效果都很显著。除此之外，河南220kV飞云变电站也在调试中。以某220kV智能变电站为例，该站承担着2016年G20峰会保电工作任务，供电范围覆盖萧山荣庄、红垦等区域，重点保障钱江世纪城区块供电可靠。保护设备可视化运维系统与全站统一投产于2016年4月，迄今配置文件齐全，功能实现完整，已稳定安全运行近两年。运行情况。
结语
本文介绍了SCD，可显著提高现场工作效率，让现场工作内容可视化、图形化和实时化，满足不同组网方式智能变电站的运维检修需求。基于本文思想的保护设备可视化运维系统已验收应用于多个智能变电站，并参与配合了智能变电站运维技能培训、精益化检查工作，得到了较高的评价，具有较强的适应性。
参考文献
[1]田涛，纪文涛，王丹.110kV智能变电站继电保护若干问题研究[J]，现代工业经济与信息化，2016,6（15）：45-46.
[2]李丰，高泓，于海生，等.关于智能变电站继电保护检修内容与安措实施的思考[J]，湖州师范学院学报，2015,37:113-117.
论文作者:孙铭梁
论文发表刊物:《电力设备》2019年第10期
论文发表时间:2019/10/21
标签：变电站论文; 回路论文; 智能论文; 设备论文; 在线论文; 信息论文; 信号论文; 《电力设备》2019年第10期论文;