摘要：随着我国电网系统的智能化发展，智能变电站系统的逐步完善，传统的故障录波器和数字化故障录波器已经无法适应高效数字化光纤传输网络分析系统故障的要求。因此本次研究主要是分析智能变电站中所提出智能继电保护装置故障记录方案，在此基础之上分析智能变电站继电保护故障可视化方案。因此本文致力于智能变电站保护信息流的研究和分析，通过了解智能变电站继电保护装置信息传输网络结构图。在此基础之上提出智能变电站继电保护故障可视化分析方案，希望能够对相关人员起到参考性价值。
关键词：智能变电站；继电保护；故障可视化；分析方案
随着智能变电站的快速发展，电网系统逐渐提出调节控制一体化体系，在一定程度上改变了电网发展方式。智能变电站高级应用中所应用的重要技术之一就是在一体化信息平台上应用故障信息分析技术和智能化告警技术。在故障发生情况下记录故障的时间顺序，深入挖掘保护装置的数据信息，在经过综合分析处理之后能够将故障结果展现在可视化界面。
1、智能变电站保护信息流
随着智能化技术的快速发展，智能变电站也逐渐提出继电保护记录信息流方案，如图1所示。按照图1显示信息能够看出，继电保护动态逻辑和中间节点信息为数据11，监控主机，动态记录装置和Ⅰ区数据调度中心属于数据接收方；数据12为动态网络分析信息，可以进行分析展示。
图1 智能变电站保护信息流
按照保护动作记录信息流能够通过可视化分析方法对继电保护故障展开分析，应用服务采集装置的中间节点数据，并借助可视化技术分析保护装置内部监视点数据和逻辑图。
2、智能变电站保护故障信息采集分析
智能变电站保护装置故障信息采集可以有两种采集方式的应用，第一种：智能采集单元就地安装在智能电子元件上，减少每个智能电子元件与智能采集单元之间的光纤传输，由各个设备间隔的采集单元统一收集采集数据传输给采集模块上传管理单元。第二种：智能采集单元、管理单元、网络分析仪集中安装在继保室，每个智能电子元件均需光纤传输至继保室的采集单元，统一管理。使用的采集单元数量少，节约设备成本。
由于过程层和站控层的网络报文流量巨大，同时存在大量的冗余与其他协议报文，对采集单元实时采集和分析造成很大的压力，为实现快速有效的分析与诊断，采集单元需要预先配置数据模型以便对实时报文进行筛选和分析结果的关联。
通过分析变电站配置（SCD）文件，可获取IED设备信息、GOOSE配置、SV配置、数据集（dataset）和数据项（fcda）信息，同时建立数据之间的层际关系。MMS、104协议客户端和服务端IP和端口需要根据站内实际情况人工配置。
录波开关量通道和模拟通道从解析后的数据项中挑选，同时配置录波间隔、定值信息。管理单元保留全站数据模型，采集单元仅需配置其采集范围内的数据模型，对不在其分析范围内的报文数据产生未知链路告警，基于统一数据模型，管理单元可方便的对采集单元分析结果进行集中展示。
系统内部管理单元和采集单元之间的通信采用轮询加突发结合的方式，对实时性要求高的突发告警和交互命令类数据使用内部协议进行通信，对实时性较低的监视类数据采用轮询方式定时刷新，提高系统响应效率。
3、智能变电站可视化分析方案
3.1网络分析仪的应用
设计的网分报文分析与故障录波一体化系统采其系统架构图，如图2所示。
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为适应不同电压等级和不同组网方式智能变电站的报文采集需求，系统基于分散采集分析和集中展示的思路，采集单元完成报文采集、记录、分析以及故障录波功能，管理单元承担网络报文分析及故障录波后台功能。
采集单元通过光纤采集口采集过程层网络、站控层网络和站内调度通信网络报文，广播报文或GOOSE、SV等组播报文直接将交换机转发范围内的某端口接入采集端口，MMS、104等单播报文需要在交换机上做镜像，然后将镜像端口接入采集端口。
采集单元对采集报文进行记录并实时分析，将分析结果上传给管理单元。管理单元提供系统配置、分析结果显示、历史数据查询以及报文和波形的离线分析功能。管理单元和采集单通过光纤直连的方式或使用独立交换机实现数据交互。管理单元和采集单元分别提供对外通信功能，适应各地区主子站通信的要求。
系统可实现功能灵活配置，形成独故障分析，录波分析、网络报文分析为一体的网络分析仪，适应不同地区的标准和应用需求。
图2 智能变电站继电保护装置信息传输网络结构图
3.2网络分析仪的故障分析
调度端的保护装置在线监视模块集成于调度端主站软件系统，作为一个独立的功能模块工作。
智能变电站站端二次设备及逻辑链路智能诊断系统是基于IEC61850标准的智能变电站体系和完整SCD模型，通过获取智能变电站保护系统二次设备及链路运行状态信息、电网动态和暂态信息（如电流、电压模拟量扰动信息等），实现SCD在线管理、“图实相符”可视化、保护运行状态监视、异常智能诊断、保护定值管理、电网故障分析、可视化安措等7大功能。
智能变电站采用IEC?61850“三层两网”的网络架构，站内智能电子设备之间通过传输不同协议报文进行通信。网络报文记录分析装置和故障录波装置作为智能变电站二次监视重要设备，二者都需进行站内网络报文的采集、分析和存储，单独配置占用站内交换机资源。
对智能变电站中网络记录分析单元和故障录波单元进行数据流分析，简化合并同类应用，对提高智能变电站的运行可靠性、降低总体造价、加速智能变电站的普及和推广有重要作用。
4、结束语
综上所述，此次研究主要是围绕第三代智能变电站继电保护故障可视化分析方案展开讨论，在该方案中通过智能继电保护装置网络通信的描述，并且通过就地化布置智能继电保护装置与集中式布置智能继电保护装置两种保护的故障信息采集方式的分析。从本质上讲，故障可视化分析方案解决了第三代智能变电站继电保护故障可视化分析的网络通信方案，与此同时还处理了调度端可视化监控分析，独立模块操作便利性高，实现价值明显，因此可以推广使用。
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论文作者:戴晖
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/27
标签：变电站论文; 智能论文; 报文论文; 故障论文; 单元论文; 继电保护论文; 方案论文; 《防护工程》2018年第32期论文;