（内蒙古电力（集团）有限责任公司巴彦淖尔电业局 内蒙古巴彦淖尔 015000）
摘要：随着我国电力企业的不断发展，电力系统中的数字化变电站发展的步伐也在不断的加快，并已经成为智能电网重要的组成部分，在电力调度中心发挥出了巨大的作用，但是在我国数字化变电站在试验的具体方式和方法以及系统保护和检测技术还没有得到更好的发展，因此，在电力系统未来的发展过程中要对数字化变电站的检测技术和控制等进行不断的深入研究，提出更加科学的试验方法和系统保护检测技术，促进我国电力企业的快速发展。
关键词：全数字化变电站；系统检测手段；相关研究
电力系统的数字化变电站中，电压和电流以及保护程序以及信号的控制都是利用网络来实现的，这就导致利用传统的检测方法和手段已经不能满足对数字化变电站的检测，并且系统中的控制和保护系统的功能是由通信网络的性能来决定的，由于我国对数字化变电站的检测手段还存在一些不足，因此要进行更加深入的研究。数字化变电站相比传统的变电站减少了系统的现场调试和电缆的接线工作，但是系统的测试和集成工作却相应的增加了，在实际的工作中这两项工作能否顺利的开展还要取决于实验的环境，也就是必须将试验和基建工程进行同步，在数字化变电站工作效率和速度提升的情况下，调试工作也需要进一步的加强。在实验室中对研究数字化变电站的系统测试和集成的必备条件是目前电力企业正在研究的热点问题。
1.全数字化变电站的模拟检测研究
在系统测试的过程中为了保证变电站的测试能力，将在试验中搭建一个全真的模拟环境，同时可以通过OMICRON和RTDS对数字化变电站的测试能力进行比较和分析。试验的具体接线图（如图1）。 在图1中可以看到试验中的间隔为主变间隔，RTDS使电流和电压模拟量经过放大器之后输入到MU中，MU对其进行同步采样然后将采样的具体数值按照EC 61850-9-2协议传送到SV交换机中，与此同时MICRON和RTDS还需要将采样后所得到的数值输出并直接传送到SV交换机中。变压器的保护功能从SV交换机读取具体的采样数据开始并使跳闸的信息传送至GOOSE交换机。TDS和OMICRON都需要从GOOSE交换机中来读取变压器跳闸的信号。同步时钟利用统一的卫星同步时钟源。另外，在本次系统实验中利用的分析软件为SKUNK WORKS的MMSETHE-REAL，同时还使用了报文分析仪器对全部的通信进行监控。
图1 全数字化变电站系统试验环境图
2.全数字化变电站系统的检测仪器
2.1加拿大RTDS数字实时仿真系统
RTDS是当前使用非常广泛的实时仿真系统，能够实现电力系统中数字化磁暂态进行实时仿真，在电力系统的分析计算中得到了较为广泛的应用，并且在电力系统控制保护系统测试中也得到了很好的应用。针对电力系统中的全数字化变电站RTDS开发了可以和其他网络设备进行连接的GTNET 卡，此卡能够支持
IEC-61850-9-2 协议的采样数值送，并且能够实现对IEC-61850 协议的 GOOSE 信息进行输出和输入，另外，还可以根据电力系统中不同的运行设备来对其具体的功能进行有针对性的配置。例如，在试验中采用的是采用数值的输出设备时，GTNET 卡就可以当做作 MU 来用且输出的采样值为4路电流和电压。而当采用GOOSE固件时，则只能支持不超过32路GOOSE信号的输入和输出。一块相同的GT-NET不可以同时具有采样值和GOOSE的功能，二者只能选择一种。电力用户可以根据自身的实际需求来设置GTNET卡的具体数量。
2.2 MICRON CMC 256 测试仪
MC 256是电力系统中的测试装置，在电力系统控制保护装置的检测中得到了广泛的应用。MICRON测试仪可以将GOOSE信号以及采样值进行输出使用，并且被看做是接点信号和电压以及电流信号的具体延伸。可以将TEST UNIVERSE软件的IEC 61850模块中对相关的数据进行设置，然后通过在其它实验模块中进行映射后就可以进行使用，具体的配置和操作过程非常的容易，相比一般的测试没有太大的差异。另外，OMICRON还有IEDSCOUT软件,这个软件可以在PC机上实现GOOSE信号的输入和输出。
2.3报文分析和软件
利用交换机的前兆口，将交换机中的具体数据进行记录并标识，在进行相关的数据分析，可以用于数字化变电站的报文监测工作，另外还能对 SMV、GOOSE 以及 MMS报文进行具体的分析。本次试验中使用的软件是MMS ETHEREAL，能够对计算机网口的数据包进行截取和解包工作。
3.具体试验
（1）通过MMSETHEREAL与报文分析仪对MICRION和RTDS以及MU输出的采样数值报文进行分析和对比。（2）变压器保护利用MU输出的采样数值，使GOOSE跳闸信号连接至OMICRION和RTDS,从而实现GOOSE 信号输入的性能测试。（3）
实现对变压器的保护功能主要利用的是OMICRION和RTDS的采样值输出，并且可以利用GOOSE信号形成一个闭环的实验，从而实现对两者的整体性能进行测试的目的。
4.试验结果
(1)报文分析仪与 MMS ETHEREAL 对于 RTDS、OMICRON 及MU 的输出的具体采用结果表明，在整个实验系统中所有的报文都能够实现精准的解析，从而有力的证明了RTDS 与 OMICRON可以达到对IEC61850-9-2 协议进行全面支持的作用，同时报文分析和MMS ETHEREAL 都可以对GOOSE报文进行分析和保护，并且系统中的全部GOOSE 报文与采样值可以通过报文分析的方式进行监控。实验结果还表明RTDS 与 MU 输出采样值具有较高的精准度，发送的时间具有一定的稳定性，在OMICRON 采样值报文里，如果采样同步数值为0，就表示采样值并没有同步，这主要是因为无论是否有信号通过OMICRON，同步采用的数值一直为0具有非常重要的关系。(2) OMICRON 与 RTDS都可以对GOOSE跳闸的情况进行快速的接收，并能够转换成开关的具体信号，在设置 OMICRON 时，需要首先使GOOSE 信号进行查看，然后再订阅就可以。而RTDS 在具体的操作过程中就很复杂，首先需要对GTNET 卡 ICD 文件与保护 CID 文件进行处理之后，然后再根据具体的情况进行有效的整合，从而得到SCD 文件，在具体的试验过程中要注意SCD 处理工具是专用的，避免由于手动操作而造成工作效率低的情况。
结束语：
通过本次试验可以了解到全数字化变电站与传统的变电站相比只要将变电站的调试和现场接线工作进行有效的整合成安装测试和试验室测试，将两部分工作进行集成，在试验室控制变电站并实现测试和配置以及集成安装保护后，就可以进行投入使用。本次试验还需要与时俱进的进行不断的完善，促进我国电力系统全数字化变电站检测手段的创新。
参考文献：
[1]韩冰,汤汉松,刘斌,等.数字化变电站二次系统现场测试技术研究[J].广西电力,2015,38(2):11-15.
[2]许汉平,吴俊鹏,叶婧,等.数字化变电站继电保护动作全过程仿真系统研究与开发[J].电力科学与技术学报,2015,30(4):12-17.
[3]刘思蒙.数字化变电站电能质量的电压波动与闪变检测方法研究[D].华北电力大学(北京)华北电力大学,2014.
[4]高亚栋,朱炳铨,李慧,等.数字化变电站的“虚端子”设计方法应用研究[J]. 电力系统保护与控制,2011,39(5):124-127.
论文作者:马畅彦,李远飞
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/30
标签：变电站论文; 报文论文; 系统论文; 电力系统论文; 信号论文; 测试论文; 数值论文; 《电力设备》2018年第2期论文;