智能變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)功能介紹

智能變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)功能介紹

0智能變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)隨著國(guó)家網(wǎng)絡(luò)部門治理一體化的推進(jìn)，遠(yuǎn)程操作功能變得越來(lái)越廣泛，能源站段和主站段的信息交換變得越來(lái)越多，界面形式也更加豐富。智能變電站作為智能電網(wǎng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié),是智能調(diào)度的重要數(shù)據(jù)源,遠(yuǎn)動(dòng)功能作為兩者信息交互的紐帶,對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)功能測(cè)試技術(shù)進(jìn)行研究分析具有重要的實(shí)用價(jià)值,可更全面支撐調(diào)控一體化運(yùn)行。智能變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)功能規(guī)范了調(diào)控主站與智能變電站之間的信息交互,其中包含的遠(yuǎn)動(dòng)功能有“四遙”功能、繼電保護(hù)故障信息處理功能、“告警直傳、遠(yuǎn)程瀏覽”功能、狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)功能等。智能變電站遠(yuǎn)動(dòng)功能網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖如圖1所示。1遠(yuǎn)程智能設(shè)備1.1信規(guī)矩的一致性測(cè)試及組織化分析實(shí)現(xiàn)“四遙”功能的遠(yuǎn)動(dòng)總控主要采用IEC60870-5-104通信規(guī)約,對(duì)該規(guī)約的一致性測(cè)試及報(bào)文監(jiān)聽(tīng)分析是測(cè)試的一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容。同時(shí)也要開(kāi)展軟硬件性能測(cè)試,以保證遠(yuǎn)動(dòng)功能的運(yùn)行可靠性及穩(wěn)定性,為智能調(diào)度提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)源,從而支撐智能調(diào)度的高級(jí)應(yīng)用。1.2保信系統(tǒng)與智能變電站繼電保護(hù)故障信息處理系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱保信系統(tǒng))包括主站系統(tǒng)、子站系統(tǒng)和主站與子站之間的通信設(shè)備,保信功能是監(jiān)控主機(jī)的重要功能部分。在變電站廠站端,保信子站與繼電保護(hù)、故障錄波器、安全自動(dòng)裝置等智能電子設(shè)備(IED)通信,收集這些裝置的正常運(yùn)行、異常告警及故障信息,經(jīng)過(guò)初步處理之后上送到位于調(diào)度端的保信主站。保信系統(tǒng)的作用在于為調(diào)度主站提供監(jiān)視、控制、管理站內(nèi)的二次設(shè)備,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)二次設(shè)備運(yùn)行管理網(wǎng)絡(luò)化和自動(dòng)化,為運(yùn)行人員提供處理提示,提高繼保系統(tǒng)管理和故障信息處理的自動(dòng)化水平。保信系統(tǒng)能在正常運(yùn)行或者電網(wǎng)故障時(shí)采集、處理各種智能裝置信息,并充分利用這些信息,為分析、處理電網(wǎng)故障提供支持,從而滿足調(diào)控中心對(duì)電網(wǎng)正常運(yùn)行及故障情況下各種信息的需求。因此,保信系統(tǒng)是一個(gè)繼電保護(hù)運(yùn)行和管理的技術(shù)支持系統(tǒng),同時(shí)又是一個(gè)電網(wǎng)故障時(shí)的信息支持、輔助分析和決策系統(tǒng)。目前對(duì)于智能變電站,保信主站與保信子站之間信息交換主要是基于國(guó)網(wǎng)103及IEC61850通信協(xié)議,保信子站與繼電保護(hù)、故障錄波器、安全自動(dòng)裝置等IED通信是基于IEC61850協(xié)議。對(duì)于保信子站測(cè)試,應(yīng)開(kāi)展其與間隔層設(shè)備和保信主站通信規(guī)約一致性測(cè)試、功能性測(cè)試及軟硬件性能測(cè)試,從而保證整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)貫通。1.3基于教育技術(shù)的變電站參數(shù)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)為規(guī)范變電站調(diào)控?cái)?shù)據(jù)接入方式,國(guó)網(wǎng)公司在《變電站調(diào)控?cái)?shù)據(jù)交互規(guī)范(試行)》中提出“告警直傳、遠(yuǎn)程瀏覽,數(shù)據(jù)優(yōu)化,認(rèn)證安全”十六字方針。通過(guò)優(yōu)化調(diào)控實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、直傳設(shè)備告警信息、遠(yuǎn)程瀏覽變電站全景、強(qiáng)化調(diào)控指令安全認(rèn)證,實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站設(shè)備的遠(yuǎn)方監(jiān)控。在調(diào)控一體化運(yùn)行下,調(diào)度業(yè)務(wù)與設(shè)備監(jiān)控業(yè)務(wù)相融合,由此需要上送大量變電站數(shù)據(jù)信息,大幅增加了主站系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的處理負(fù)擔(dān)?！案婢眰鳌⑦h(yuǎn)程瀏覽”新的數(shù)據(jù)交互方式將解決變電站數(shù)據(jù)劇增帶來(lái)的傳輸和處理問(wèn)題。變電站設(shè)備告警信息是設(shè)備監(jiān)控業(yè)務(wù)的主要關(guān)注對(duì)象,傳統(tǒng)監(jiān)控信息傳輸是基于IEC104等規(guī)約協(xié)議通過(guò)點(diǎn)號(hào)匹配的方式實(shí)現(xiàn)的,需要主站側(cè)通過(guò)大量機(jī)械式輸入工作并仔細(xì)校核信息表以保證信息的正確性,工作量巨大且容易出錯(cuò)。告警直傳技術(shù)是以變電站監(jiān)控系統(tǒng)的單一事件或綜合分析結(jié)果為信息源,將實(shí)時(shí)告警信息按照相關(guān)的分類標(biāo)準(zhǔn),經(jīng)過(guò)規(guī)范化處理、篩選和優(yōu)化后生成標(biāo)準(zhǔn)的告警條文,經(jīng)由告警圖形網(wǎng)關(guān)機(jī)通過(guò)DL476規(guī)約,直接以文本格式上送到主站。遠(yuǎn)程瀏覽技術(shù)實(shí)現(xiàn)變電站全景信息監(jiān)視,畫面遠(yuǎn)程瀏覽服務(wù)基于告警圖形網(wǎng)關(guān)機(jī)的遠(yuǎn)程瀏覽方式,以“CIM/S、CIM/G、DL476”標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議為技術(shù)基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)安全認(rèn)證、畫面獲取和數(shù)據(jù)刷新。主站端與廠站端告警圖形網(wǎng)關(guān)機(jī)建立通信鏈接,通過(guò)DL476協(xié)議獲取廠站端的G文件和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。告警直傳、遠(yuǎn)程瀏覽實(shí)現(xiàn)方案如圖2所示。對(duì)于告警直傳、遠(yuǎn)程瀏覽遠(yuǎn)動(dòng)功能應(yīng)開(kāi)展DL476規(guī)約一致性測(cè)試、信息交互功能性測(cè)試及軟硬件性能測(cè)試。2電力遠(yuǎn)動(dòng)功能測(cè)試電力遠(yuǎn)動(dòng)功能測(cè)試主要開(kāi)展電力規(guī)約一致性測(cè)試及遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)性能測(cè)試,含軟硬件性能測(cè)試、信息交互響應(yīng)指標(biāo)測(cè)試等。對(duì)于電力遠(yuǎn)動(dòng)功能測(cè)試,性能優(yōu)良的測(cè)試裝備是必不可少的,規(guī)范其技術(shù)要點(diǎn)是保證測(cè)試結(jié)果正確可靠的必要條件。同時(shí)對(duì)于測(cè)試方案的選取也會(huì)影響測(cè)試結(jié)果可靠性及測(cè)試操作的便利性,目標(biāo)是能做到程控式測(cè)試,根據(jù)測(cè)試內(nèi)容自動(dòng)生成測(cè)試報(bào)告。2.1遠(yuǎn)程功能試驗(yàn)設(shè)備技術(shù)的要點(diǎn)2.1.1遠(yuǎn)動(dòng)功能測(cè)試在電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中傳統(tǒng)“四遙”仍是核心數(shù)據(jù)。它是數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)(SCA-DA)的重要數(shù)據(jù)源,是電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)高級(jí)應(yīng)用的基礎(chǔ),“四遙”數(shù)據(jù)質(zhì)量的好壞關(guān)系到調(diào)控的安全運(yùn)行,所以要求“四遙”遠(yuǎn)動(dòng)功能測(cè)試裝備能夠全面對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)總控進(jìn)行測(cè)試。用于測(cè)試的調(diào)控主站遠(yuǎn)動(dòng)功能仿真系統(tǒng),應(yīng)支持IEC60870-5-101、IEC60870-5-104,部頒CDT、DL/T476、TASE2等目前主流遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約,應(yīng)具備調(diào)控主站模擬、通道監(jiān)聽(tīng)、報(bào)文解釋及分析功能,可模擬調(diào)控主站的基本遠(yuǎn)動(dòng)功能,用于變電站端與調(diào)度端的遠(yuǎn)動(dòng)測(cè)試。系統(tǒng)還應(yīng)具備對(duì)不同通道值進(jìn)行對(duì)比校錯(cuò)功能,為提高測(cè)試的自動(dòng)化水平,應(yīng)能根據(jù)測(cè)試內(nèi)容自動(dòng)給出可定制的測(cè)試結(jié)果。2.1.2運(yùn)行維護(hù)管理水平低保信系統(tǒng)通過(guò)對(duì)繼電保護(hù)、安全自動(dòng)裝置、故障錄波裝置的運(yùn)行管理和動(dòng)作行為的分析,一方面可以安全、迅速地處理電網(wǎng)突發(fā)事故,并提供信息支持與決策參謀;另一方面也可以提高繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行維護(hù)管理水平,從而提高電網(wǎng)運(yùn)行的自動(dòng)化水平。用于測(cè)試的保信主站仿真系統(tǒng),應(yīng)支持國(guó)網(wǎng)103、IEC61850等通信規(guī)約。保信主站仿真系統(tǒng)應(yīng)能夠?qū)ΡＰ抛诱镜耐ㄐ拍芰M(jìn)行測(cè)試,要求能滿足全面、迅速檢測(cè)保信子站的通信需要。為便于掌握全過(guò)程測(cè)試,當(dāng)保護(hù)信息主、子站通信故障或異常時(shí),系統(tǒng)應(yīng)能夠及時(shí)完整地記錄相關(guān)通信故障過(guò)程。為對(duì)保信系統(tǒng)進(jìn)行功能性測(cè)試,保信主站仿真系統(tǒng)應(yīng)能提供配置、定值、狀態(tài)量、模擬量、故障錄波、歷史信息、文件操作等功能測(cè)試。同時(shí)應(yīng)能夠提供對(duì)保信子站的質(zhì)量評(píng)估、運(yùn)行統(tǒng)計(jì)分析,便于對(duì)保信子站給出全面的測(cè)試報(bào)告。2.1.3錯(cuò)誤報(bào)文辨識(shí)“告警直傳、遠(yuǎn)程瀏覽”主站仿真系統(tǒng)應(yīng)具備DL/T476規(guī)約測(cè)試功能,能夠?qū)χ鲝S站之間信息交互過(guò)程的報(bào)文進(jìn)行解釋及分析,能夠?qū)﹀e(cuò)誤報(bào)文進(jìn)行辨識(shí)。對(duì)遠(yuǎn)程瀏覽功能性測(cè)試應(yīng)具備對(duì)G文件進(jìn)行可視化展示,對(duì)告警直傳功能性測(cè)試應(yīng)具備分析告警文件格式的功能,對(duì)告警格式規(guī)范性進(jìn)行測(cè)試,同時(shí)應(yīng)具備對(duì)主廠站信息交互時(shí)間響應(yīng)的測(cè)試。2.1.4系統(tǒng)功能和保信子站IEC61850保護(hù)裝置仿真系統(tǒng)通過(guò)模擬IEC61850保護(hù)裝置的信息輸出,用于測(cè)試變電站內(nèi)的一體化信息平臺(tái)中的SCADA系統(tǒng)功能和保信子站。IEC61850保護(hù)裝置仿真系統(tǒng)應(yīng)能導(dǎo)入智能變電站SCL文件,在信息交互上完全模擬基于IEC61850保護(hù)的信息輸出,可模擬多臺(tái)保護(hù)裝置,能對(duì)輸出報(bào)文進(jìn)行靈活配置,對(duì)保護(hù)動(dòng)作事件自由配置,便于對(duì)智能變電站監(jiān)控后臺(tái)、保護(hù)信息子站進(jìn)行測(cè)試。為了能夠進(jìn)行閉環(huán)測(cè)試,保護(hù)裝置仿真系統(tǒng)應(yīng)提供與遠(yuǎn)動(dòng)主站仿真系統(tǒng)的接口,通信規(guī)約建議采用IEC61850。2.1.5測(cè)控裝置仿真系統(tǒng)IEC61850測(cè)控裝置仿真系統(tǒng)通過(guò)模擬IEC61850測(cè)控裝置的信息輸出,用于測(cè)試變電站監(jiān)控后臺(tái)及遠(yuǎn)動(dòng)總控。測(cè)控裝置仿真系統(tǒng)應(yīng)能導(dǎo)入智能變電站SCL文件,在信息交互上完全模擬基于IEC61850測(cè)控裝置的信息輸出,對(duì)遙測(cè)變化及遙信變位信息可進(jìn)行靈活配置,可模擬多臺(tái)測(cè)控裝置,便于對(duì)智能變電站監(jiān)控后臺(tái)和遠(yuǎn)動(dòng)總控進(jìn)行測(cè)試。為了能夠進(jìn)行閉環(huán)測(cè)試,測(cè)控裝置仿真系統(tǒng)應(yīng)提供與遠(yuǎn)動(dòng)主站仿真系統(tǒng)的接口,通信規(guī)約建議采用IEC61850。2.2保信子站和保護(hù)裝置仿真系統(tǒng)信息交互方案為了能夠?qū)χ悄茏冸娬具h(yuǎn)動(dòng)功能進(jìn)行更精確可靠的測(cè)試,結(jié)合實(shí)際工程應(yīng)用,可采用主站與廠站之間形成信息夾逼及閉環(huán)的測(cè)試方案?！八倪b”遠(yuǎn)動(dòng)總控測(cè)試方案如圖3所示。保護(hù)裝置仿真系統(tǒng)與測(cè)控裝置仿真系統(tǒng)均可根據(jù)導(dǎo)入的SCD文件仿真多臺(tái)裝置,調(diào)度主站仿真系統(tǒng)除具有IEC104通信能力,還應(yīng)具有IEC61850通信能力。測(cè)試方案的信息流由保護(hù)測(cè)控裝置仿真系統(tǒng)與遠(yuǎn)動(dòng)裝置以IEC61850通信,調(diào)度主站仿真系統(tǒng)與被測(cè)對(duì)象遠(yuǎn)動(dòng)裝置采用IEC104通信,同時(shí)要求IEC61850與保護(hù)測(cè)控仿真系統(tǒng)信息交互。此方案可以對(duì)信息形成閉環(huán),調(diào)度主站仿真系統(tǒng)可以被測(cè)對(duì)象遠(yuǎn)動(dòng)裝置的信息與保護(hù)測(cè)控裝置仿真系統(tǒng)的信息進(jìn)行校對(duì),對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行記錄并能自動(dòng)給出測(cè)試報(bào)告。本方案通過(guò)對(duì)被測(cè)對(duì)象遠(yuǎn)動(dòng)總控裝置的信息輸入輸出進(jìn)行夾逼并形成閉環(huán),保證了測(cè)試結(jié)果的精確性與可靠性。保信子站測(cè)試方案如圖4所示。保護(hù)裝置仿真系統(tǒng)可以仿真多臺(tái)保護(hù)裝置,這一環(huán)節(jié)主要測(cè)試保信子站與保護(hù)裝置之間的信息交互的正確性,它是開(kāi)展保信子站與保信主站之間信息交互測(cè)試的前提。同時(shí)保信子站采用國(guó)網(wǎng)103規(guī)約或IEC61850規(guī)約與保信主站進(jìn)行信息交互,通過(guò)操作保信主站仿真系統(tǒng)對(duì)保信功能一一測(cè)試,并對(duì)測(cè)試過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)存檔,根據(jù)存檔內(nèi)容給出測(cè)試報(bào)告。本方案對(duì)被測(cè)對(duì)象保信子站的信息輸入輸出進(jìn)行夾逼,從而達(dá)到可靠的測(cè)試結(jié)果。告警圖形網(wǎng)關(guān)機(jī)測(cè)試方案如圖5所示。保護(hù)測(cè)控裝置仿真系統(tǒng)模擬間隔層信息來(lái)源,調(diào)度主站仿真系統(tǒng)具有“告警直傳、遠(yuǎn)程瀏覽”功能,同時(shí)提供對(duì)DL476報(bào)文解析分析功能,它們作為被測(cè)對(duì)象告警圖形網(wǎng)關(guān)機(jī)的輸入輸出。通過(guò)對(duì)“告警直傳、遠(yuǎn)程瀏覽”功能一一進(jìn)行測(cè)試,對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行存檔,根據(jù)測(cè)試內(nèi)容自動(dòng)給出測(cè)試報(bào)告。3智能變電站遠(yuǎn)動(dòng)功能智能變電站遠(yuǎn)動(dòng)功能測(cè)試技術(shù)已在500kV句容東智能變電站進(jìn)行應(yīng)用。智能變電站采用了信息一體化平臺(tái),并實(shí)現(xiàn)了“告警直傳、遠(yuǎn)程瀏覽”功能。在智能變電站集成測(cè)試過(guò)程中,決定把遠(yuǎn)動(dòng)功能納入測(cè)試項(xiàng)目,在設(shè)備入網(wǎng)前找出系統(tǒng)缺陷及時(shí)消缺。在智能變電站集成測(cè)試時(shí),對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)功能測(cè)試的項(xiàng)目有基于傳統(tǒng)“四遙”功能的遠(yuǎn)動(dòng)總控裝置、保信子站、“告警直傳、遠(yuǎn)程瀏覽”功能的告警圖形網(wǎng)關(guān)機(jī),工程應(yīng)用效果良好。4遠(yuǎn)動(dòng)功能測(cè)試裝備水平低為了滿足調(diào)控一體化運(yùn)行,智能變電站的遠(yuǎn)動(dòng)功能將越來(lái)越豐富,其作用也越來(lái)越重要,開(kāi)展智能變電站遠(yuǎn)動(dòng)功能測(cè)試技術(shù)的研究具有重要的實(shí)用價(jià)值。本文系統(tǒng)地介紹了智能變電站遠(yuǎn)動(dòng)功能,梳理了調(diào)控主站與變電站之間交互的信息流,提出了可行的遠(yuǎn)動(dòng)功能測(cè)試技術(shù)方案,并將該技術(shù)方案應(yīng)用于智能變電站集成測(cè)試中,提高了測(cè)試效率并保證了測(cè)試結(jié)果的可靠性。但遠(yuǎn)動(dòng)功能的測(cè)試裝備水平還需要提高,測(cè)試方案也需要進(jìn)一步完善,相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)亟需出臺(tái)以便規(guī)范遠(yuǎn)動(dòng)功能測(cè)試。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)是經(jīng)通道對(duì)被調(diào)度對(duì)象實(shí)行遙信、遙測(cè)、遙控、遙調(diào)的一種技術(shù)。由于調(diào)控一體化運(yùn)行,傳統(tǒng)變電站在有人值班運(yùn)行下調(diào)度主站端不直接對(duì)操作對(duì)象進(jìn)行遙控操作,而是下發(fā)操作命令后由現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員在變電站完成操作及監(jiān)視。在傳統(tǒng)模式下,上送至調(diào)度端的信息量較少,主要包括一次設(shè)備狀態(tài)、潮流數(shù)據(jù)及二次相關(guān)繼電保護(hù)告警信息。調(diào)控一體化運(yùn)行要求實(shí)現(xiàn)變電站無(wú)人值守,站內(nèi)的一、二次設(shè)備的控制操