摘要：随着变电站综合技术的发展，传统的自动化变电站逐步被智能化变电站所取代，与传统变电站由确定的电缆组成的电气回路所不同，智能变电站由光纤组成了虚拟的二次回路，由虚端子取代了实体二次端子排，这些变化带来了诸多问题，比如继电保护网络信息不透明，物理链路与报文联系不确定，智能电子设备(IED) 通信链路不清楚等，由此增加了智能站运行、检修工作的难度。为了解决这些问题，需要将智能站继电保护网络可视化，基于变电站配置描述文件( SCD) 可以获取 IED 之间的通信逻辑关系，为实现继电保护网络可视化提供了基础。
关键词：智能变电站；继电保护网络可视化研究
1智能站网络特征分析
智能变电站中数据传输的变革，带来了很多相对于传统变电站的变化，智能变电站中二次连线变为虚拟连线，虚拟连线的两端连接的是虚端子，虚端子是 IED 设备对外输出的信息端子，用于不同 IED 设备间数据的交互。每一个 IED 设备都有虚端子，有些虚端子定义用于接收其他 IED 设备的输出信息；有些虚端子定义用于发送信息，供其他的 IED 设备接收使用。比如保护设备，需要接收对应的合并单元给出的输出信息，对于保护设备，这些虚端子是接收信息，对于合并单元，这些虚端子是输出信息。
2可视化系统主要功能
2.1对信息源的维护
新一代智能变电站在运行过程中，将其产生的信息进行收集，构建一体化 管理模式，为信息的传递提供依据。在电力系统的作用下，对收集的信息进行全面分析，通过图表对其进行呈现，并制定模型，为更好地对其进行研究奠定基础。
2.2运行设备的可视化
对设备实际运行情况进行掌握时，多数是由系统进行收集，当完成收集工作后，观察和分析设备运行中是否存在问题，促进系统功能更好地提升。而数据库作为资料重要储存系统，通过可视化的形式对其进行呈现，不仅有助于研究效率的提升，而且当工作人员掌握运行状况后，可以更好地开展相关管理工作。
2.3智能报警系统
系统除了可以实现信息的收集和整理等操作，还能对数据进行具体分析，对设备的运行情况进行具体了解，通过分析设备故障的具体位置，从而进行针对性的处理。智能报警可实现多数事故的处理，有助于系统的维护。
2.4负荷控制
在系统日常运行过程中，变电站的继电保护装置极易出现负荷情况；电力系统在检测设备的运行情况时，能明显实现负荷控制的智能化，如果设备出现负荷现象，系统则可以在信息正确的指导下，完成方案制定和相应处理，对系统运行情况进行科学调整，从而对变电站进行有效控制和管理；当变电站发生负荷问题，通过系统进行处理时需要防止设备发生故障，保证系统的稳定运行，促使整个过程具备正面效应；在完成处理后，信息会自动进行传输和备份工作，为日后查询工作提供信息支持。
3应用基础
3.1 SCD 文件是基础
SCD 文件描述了变电站内所有继电保护相关对象(合并单元，智能单元，保护元件)重要的外特征，其中包括开入和开出信息，以及这些对象间开入/开出信息的关联关系，即虚拟二次回路（见图1）。SCD 文件是智能变电站基本信息描述的载体，覆盖一次系统接线、二次系统装置信息(功能节点)、报文属性(类型、长度、发送规律、订阅关系、地址等)，未来还扩展到二次网络接线(即交换机连接关系)。因此，智能变电站继电保护网络可视化应以 SCD 文件为根本依据，以面向通用对象的变电站事件(GOOSE)、采样值(SMV)报文为对象，以 IEC61850 标准为基本规则，以获取报文属性为目标。
图2 IED 感知结果
3.2 IED 设备投入监控技术
通过解析 SCD 文件可以获取智能变电站全站 IED 设备信息和智能变电站全站继电保护业务信息，而业务信息的发送和IED 逻辑是严格关联的。交换机通过解析继电保护业务报文的头部得知所传输的业务的类型和应用标识(APPID)，通过业务信息的交互，可以感知智能变电站全站 IED 设备是否正常投用（见图2），并将 IED 设备上线投用消息报告到相关管理和决策单元。采用基于继电保护业务( GOOSE 或 SV) APPID 实现业务转发和交互的信息传输方案，通过检测传输业务的 APPID信息，和 SCD 文件解析到的 IED 装置信息与继电保护业务的逻辑关系表进行比对，即可确定 IED 装置上线。
4应用目的
在变电站的发展过程中，电力运维人员更习惯于可视化的管理方式，无论是对于采集的实时量还是管理信息都可以依靠各种工具实现可视化，由此运维人员可以明白直观的了解真实的运行状态。但是进入到智能变电站阶段，由于光纤网络和交换机的应用，作为智能变电站最重要的数据传输网络变成了不透明的过程，由此给电力运维人员带来了更为复杂的难题，而常规工业以太网交换机的应用只是解决了智能变电站数据如何传输的问题，并没有在运维管理可视化等方面有任何的进展，甚至由于专业技术的区别给电力运维人员带来了更加复杂的认识过程。运维人员可以通过可视化的管理界面实时查看交换机网络的拓扑结构及每台交换机每个端口接入 IED 设备的基本运行情况，对设备进行管理维护。
5结语
结合目前的继电保护网络运维现状，本文立足于继电保护网络可视化，利用智能站固有信息流的特征，实现了虚拟二次回路的实时在线监视与管理，解决了网络运维不能及时定位问题点，定位之后不能有效的排除问题，恢复通信路径的正常传输耗时、耗力难题，有效弥补了现有传统以太网交换机在智能变电站中存在的智能化不足的短板，简化了网络架构，提高了运行效率，降低了运维难度，为智能电网的安全可靠运行做一份有力的保障。
参考文献
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论文作者:秦浩
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/10
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