摘要：为了实现可视化运维、定制化检修、智能化运维的目标，提出了智能运维系统的整体系统架构和功能部署方案。在技术方案上，重点介绍了二次设备运维可视化技术、智能告警、故障诊断和状态评估等关键技术，有效解决了目前智能变电站二次设备在实际运维过程中出现的一系列问题。设计开发的智能电网二次设备运维系统已经成功应用于多个示范工程现场，并取得了良好的运维效果。
关键词：智能电网；二次设备；运维；可视化
前言：
随着智能电网的快速发展，变电站二次设备的智能化提升到了更高的水平，二次设备数量也增长迅速，对设备的管理、运行、维护、检修人员提出了更高的要求。
1 智能电网二次设备运维目标
1.1 运维目标
针对变电站信息传递由“实”到“虚”，设备自检和通信能力“弱”到“强”的特点，当前提出的运维目标是：可视化运维、定制化检修、智能化运维。可视化运维，是针对智能电网二次回路的“实”到“虚”，通过网络通信技术、计算机技术以及变电站高级应用技术，将“虚”再恢复为“实”，实现二次回路的当地/远程在线可视化查看和管理。定制化检修，是针对二次设备的“弱”到“强”，发挥二次设备的自检功能、强大的通信功能、丰富的信息资源，充分利用设备的信息交互技术，结合监控系统的高级应用，对二次设备进行在线监视、
智能诊断，根据设备的健康状况制定合理的检修计划和检修方案。促使传统的定检、全检向面向个体的定制化检修模式转变。智能化运维，是充分利用二次设备的自检功能和丰富的状态信息，实现相关设备之间回路检查、配置检查、运行状态自诊断以及顺序控制，达到不停电检修的目标。
1.2 运维原则
为了达到上述目标，需要面向二次设备和回路，提供全面的信息共享、可视化展示和智能诊断决策几个主要方面的运维技术。
（1）二次设备方面，需要提供全面的运行状态信息和强有力的自检能力，并实现信息全面共享。这需要稳定可靠的通信技术的支撑。
（2）二次回路方面，站控层回路和过程层回路要能够提供完善的自检信息，并为回路监视提供必要的辅助条件。这不仅需要对完整信息的采集，还需要对二次回路和 SCD 文件的完善管理。
（3）可视化展示技术，需要包括信息的分级分类展示和二次回路可视化展示两大方面。
（4）智能诊断决策技术，需要对设备健康状态评估、回路完整性评估、设备寿命评估等做出有效评估，为决策方案提供依据。
2 智能电网二次设备运维系统架构
2.1 系统功能架构
针对可视化运维、定制化检修、智能化运维的目标，对于二次设备运维管控，厂站端和主站端分别有不同的功能定位需求：厂站端侧重于信息采集、过滤和简单处理，对就地设备的信息要有全面的掌握，主站端则侧重于基于多维度信息的分析、展示、诊断评估和辅助决策。信息展示首先在厂站端应能实现，但由于无人值班的推广，主站端对于展示信息的完整性和全面性要求也越来越高，因此，可视化展示的重点也在从厂站端向主站端转移。
厂站端设备繁多，需分别确定过程层、间隔层和站控层分别监测哪些信息，并通过通信手段实现信息的采集，实现基础的监视、控制、告警、信息过滤和统计分析，简单的智能诊断和预警。有人值守变电站，还需具备可视化展示和 SCD 管控功能。调度端具备相应级别的全网数据，可以实现综合的统计分析、智能诊断和状态评估。从运维角度，展示的信息需要面向使用对象，分别针对调度人员、运行人员、检修人员、保护、自动化、通信等各专业人员的不同应用需要来提供信息。根据运行、巡维、检修各类工作的不同功能定位，确定需要站端上送哪些信息，需要展示哪些信息。
2.2 系统网络架构
基于目前智能变电站的系统架构，提出了二次设备运维系统架构方案。厂站端的在线监视和智能诊断功能在逻辑上由数据采集模块、数据管理模块和数据远传模块共同配合实现。
（1）数据采集模块，采集过程层、间隔层、站控层设备送出的信息。
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（2）数据管理模块，根据数据采集模块传送的信息，实现厂站端应用功能。
（3）数据远传模块，实现信息的集中上送，减轻调度端、巡维中心和运行中心的信息处理压力。
以上相关模块可配置独立设备实现，也可集成在已有设备中实现相关功能。
3 智能电网二次设备运维关键技术
3.1 可视化技术
可视化技术包含很多方面，和设备运维密切相关的技术，主要集中于设备状态可视化、SCD 管理可视化、虚端子可视化、故障逻辑可视化、故障回路可视化等。
3.1.1 设备状态可视化
二次设备状态可视化通常分层级进行展示，可分为网省级、地区级、站级、设备级等多个层次。例如，从网调层关注的信息，可以关注到全景信息，多为统计类信息，主界面信息可以根据关注度进行定制。同时，也可以进入到下一层级了解更详细的设备状态，如保护装置的告警状态，压板状态等运行情况。在变电站层，可以通过视频监控、视频告警联动、机器人巡检等多种模式，对设备状态进行实时监控和展示，并进行设备信息联动分析和信息及时推送，包括远程信息上传、移动终端信息传输等等，以提升运行检修的准确性、及时性，提升整体效率。
3.1.2 SCD 管理可视化基于 SCD 的二次回路监测本质是实现变电站自动化系统二次回路的可被管理。IEC61850 体系下传统的二次回路、端子排被“虚端子”、“虚回路”替代，如无有效的技术、管理措施，变电站的可靠性将大大下降。SCD 的管理可视化就是要将这些“虚端子”、“虚回路”变成可见的，可被识别的，可被管理的。
3.2 智能诊断技术
3.2.1 智能告警
同等规模的智能变电站告警和动作信息是常规站的 3 倍以上，告警信息太多太繁杂，往往重要的告警信息被淹没在海量告警中，影响了对重要信息和事故的及时处理。为了解决这个问题，需要对告警信息进行分析处理，针对应用需求，进行智能判断，将判断结果展示出来。
智能告警主要分成以下几个方面：
（1）分级分类告警；
（2）过滤检修信息；
（3）重要告警自动推图；
（4）多源数据不一致告警；
（5）频繁告警。
3.2.2 故障定位
智能变电站中二次设备除了提供大量的告警信息外，还可监视正常运行时的各种运行信息，根据对正常运行中数据信息的监测和分析，可以掌握二次回路的链接情况。
（1）根据开关量位置信息和正常倒闸操作情况，可检测开关量回路的正确性。
（2）基于模拟量异常告警信息和多源数据综合分析，可及时发现系统运行工况及二次回路中的异常状况。
（3）基于录波数据，可实时监控保护设备二次电流、电压等模拟量采样回路及开入输入回路的完好性。
（4）基于保护动作录波数据，结合一次系统故障的分析，可验证保护设备二次电流、电压等模拟量采样回路、开入输入回路、及开出跳闸回路的完好性。
（5）基于 GOOSE 返校信息，可对跳闸回路进行闭环监测，如果跳闸失败，可以跟踪信息确认故障点。
结语：
通过对智能电网中变电站二次设备运维新技术的研究，对二次设备智能运维系统的系统架构、功能部署方案，以及所涉及到的关键技术等进行了介绍。根据设计开发的系统已经成功运行于示范工程现场，能够满足智能电网二次设备运维的技术发展需求，达到了预期的设计目标。未来随着互联网，云计算，大数据分析等技术的发展和应用，智能电网二次设备运维水平必将有更大的提升和突破。
参考文献：
[1] 姜涛.继电保护状态检修实际应用的研究[D]浙江大学.2017
[2] 南方电网防保护不正确动作二次设备特别维护工作规范 2015
论文作者:韦先平,司逢涛,杜金龙
论文发表刊物:《基层建设》2018年第31期
论文发表时间:2018/12/18
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