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)隨著國家網(wǎng)絡(luò)部門治理一體化的推進，遠程操作功能變得越來越廣泛，能源站段和主站段的信息交換變得越來越多，界面形式也更加豐富。智能變電站作為智能電網(wǎng)的一個重要環(huán)節(jié),是智能調(diào)度的重要數(shù)據(jù)源,遠動功能作為兩者信息交互的紐帶,對遠動功能測試技術(shù)進行研究分析具有重要的實用價值,可更全面支撐調(diào)控一體化運行。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,其中包含的遠動功能有“四遙”功能、繼電保護故障信息處理功能、“告警直傳、遠程瀏覽”功能、狀態(tài)在線監(jiān)測功能等。智能變電站遠動功能網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖如圖1所示。1遠程智能設(shè)備1.1信規(guī)矩的一致性測試及組織化分析實現(xiàn)“四遙”功能的遠動總控主要采用IEC60870-5-104通信規(guī)約,對該規(guī)約的一致性測試及報文監(jiān)聽分析是測試的一項重點內(nèi)容。同時也要開展軟硬件性能測試,以保證遠動功能的運行可靠性及穩(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)度的高級應(yīng)用。1.2保信系統(tǒng)與智能變電站繼電保護故障信息處理系統(tǒng)(簡稱保信系統(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)控主機的重要功能部分。在變電站廠站端,保信子站與繼電保護、故障錄波器、安全自動裝置等智能電子設(shè)備(IED)通信,收集這些裝置的正常運行、異常告警及故障信息,經(jīng)過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,從而實現(xiàn)對二次設(shè)備運行管理網(wǎng)絡(luò)化和自動化,為運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化水平。保信系統(tǒng)能在正常運行或者電網(wǎng)故障時采集、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)控中心對電網(wǎng)正常運行及故障情況下各種信息的需求。因此,保信系統(tǒng)是一個繼電保護運行和管理的技術(shù)支持系統(tǒng),同時又是一個電網(wǎng)故障時的信息支持、輔助分析和決策系統(tǒng)。目前對于智能變電站,保信主站與保信子站之間信息交換主要是基于國網(wǎng)103及IEC61850通信協(xié)議,保信子站與繼電保護、故障錄波器、安全自動裝置等IED通信是基于IEC61850協(xié)議。對于保信子站測試,應(yīng)開展其與間隔層設(shè)備和保信主站通信規(guī)約一致性測試、功能性測試及軟硬件性能測試,從而保證整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)貫通。1.3基于教育技術(shù)的變電站參數(shù)自動監(jiān)控系統(tǒng)為規(guī)范變電站調(diào)控數(shù)據(jù)接入方式,國網(wǎng)公司在《變電站調(diào)控數(shù)據(jù)交互規(guī)范(試行)》中提出“告警直傳、遠程瀏覽,數(shù)據(jù)優(yōu)化,認證安全”十六字方針。通過優(yōu)化調(diào)控實時數(shù)據(jù)、直傳設(shè)備告警信息、遠程瀏覽變電站全景、強化調(diào)控指令安全認證,實現(xiàn)對變電站設(shè)備的遠方監(jiān)控。在調(diào)控一體化運行下,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)庫的處理負擔。“告警直傳、遠程瀏覽”新的數(shù)據(jù)交互方式將解決變電站數(shù)據(jù)劇增帶來的傳輸和處理問題。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)注對象,傳統(tǒng)監(jiān)控信息傳輸是基于IEC104等規(guī)約協(xié)議通過點號匹配的方式實現(xiàn)的,需要主站側(cè)通過大量機械式輸入工作并仔細校核信息表以保證信息的正確性,工作量巨大且容易出錯。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,將實時告警信息按照相關(guān)的分類標準,經(jīng)過規(guī)范化處理、篩選和優(yōu)化后生成標準的告警條文,經(jīng)由告警圖形網(wǎng)關(guān)機通過DL476規(guī)約,直接以文本格式上送到主站。遠程瀏覽技術(shù)實現(xiàn)變電站全景信息監(jiān)視,畫面遠程瀏覽服務(wù)基于告警圖形網(wǎng)關(guān)機的遠程瀏覽方式,以“CIM/S、CIM/G、DL476”標準協(xié)議為技術(shù)基礎(chǔ),實現(xiàn)安全認證、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)機建立通信鏈接,通過DL476協(xié)議獲取廠站端的G文件和實時數(shù)據(jù)。告警直傳、遠程瀏覽實現(xiàn)方案如圖2所示。對于告警直傳、遠程瀏覽遠動功能應(yīng)開展DL476規(guī)約一致性測試、信息交互功能性測試及軟硬件性能測試。2電力遠動功能測試電力遠動功能測試主要開展電力規(guī)約一致性測試及遠動系統(tǒng)性能測試,含軟硬件性能測試、信息交互響應(yīng)指標測試等。對于電力遠動功能測試,性能優(yōu)良的測試裝備是必不可少的,規(guī)范其技術(shù)要點是保證測試結(jié)果正確可靠的必要條件。同時對于測試方案的選取也會影響測試結(jié)果可靠性及測試操作的便利性,目標是能做到程控式測試,根據(jù)測試內(nèi)容自動生成測試報告。2.1遠程功能試驗設(shè)備技術(shù)的要點2.1.1遠動功能測試在電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(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)度自動化系統(tǒng)高級應(yīng)用的基礎(chǔ),“四遙”數(shù)據(jù)質(zhì)量的好壞關(guān)系到調(diào)控的安全運行,所以要求“四遙”遠動功能測試裝備能夠全面對遠動總控進行測試。用于測試的調(diào)控主站遠動功能仿真系統(tǒng),應(yīng)支持IEC60870-5-101、IEC60870-5-104,部頒CDT、DL/T476、TASE2等目前主流遠動規(guī)約,應(yīng)具備調(diào)控主站模擬、通道監(jiān)聽、報文解釋及分析功能,可模擬調(diào)控主站的基本遠動功能,用于變電站端與調(diào)度端的遠動測試。系統(tǒng)還應(yīng)具備對不同通道值進行對比校錯功能,為提高測試的自動化水平,應(yīng)能根據(jù)測試內(nèi)容自動給出可定制的測試結(jié)果。2.1.2運行維護管理水平低保信系統(tǒng)通過對繼電保護、安全自動裝置、故障錄波裝置的運行管理和動作行為的分析,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裝置的運行維護管理水平,從而提高電網(wǎng)運行的自動化水平。用于測試的保信主站仿真系統(tǒng),應(yīng)支持國網(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行測試,要求能滿足全面、迅速檢測保信子站的通信需要。為便于掌握全過程測試,當保護信息主、子站通信故障或異常時,系統(tǒng)應(yīng)能夠及時完整地記錄相關(guān)通信故障過程。為對保信系統(tǒng)進行功能性測試,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、文件操作等功能測試。同時應(yīng)能夠提供對保信子站的質(zhì)量評估、運行統(tǒng)計分析,便于對保信子站給出全面的測試報告。2.1.3錯誤報文辨識“告警直傳、遠程瀏覽”主站仿真系統(tǒng)應(yīng)具備DL/T476規(guī)約測試功能,能夠?qū)χ鲝S站之間信息交互過程的報文進行解釋及分析,能夠?qū)﹀e誤報文進行辨識。對遠程瀏覽功能性測試應(yīng)具備對G文件進行可視化展示,對告警直傳功能性測試應(yīng)具備分析告警文件格式的功能,對告警格式規(guī)范性進行測試,同時應(yīng)具備對主廠站信息交互時間響應(yīng)的測試。2.1.4系統(tǒng)功能和保信子站IEC61850保護裝置仿真系統(tǒng)通過模擬IEC61850保護裝置的信息輸出,用于測試變電站內(nèi)的一體化信息平臺中的SCADA系統(tǒng)功能和保信子站。IEC61850保護裝置仿真系統(tǒng)應(yīng)能導入智能變電站SCL文件,在信息交互上完全模擬基于IEC61850保護的信息輸出,可模擬多臺保護裝置,能對輸出報文進行靈活配置,對保護動作事件自由配置,便于對智能變電站監(jiān)控后臺、保護信息子站進行測試。為了能夠進行閉環(huán)測試,保護裝置仿真系統(tǒng)應(yīng)提供與遠動主站仿真系統(tǒng)的接口,通信規(guī)約建議采用IEC61850。2.1.5測控裝置仿真系統(tǒng)IEC61850測控裝置仿真系統(tǒng)通過模擬IEC61850測控裝置的信息輸出,用于測試變電站監(jiān)控后臺及遠動總控。測控裝置仿真系統(tǒng)應(yīng)能導入智能變電站SCL文件,在信息交互上完全模擬基于IEC61850測控裝置的信息輸出,對遙測變化及遙信變位信息可進行靈活配置,可模擬多臺測控裝置,便于對智能變電站監(jiān)控后臺和遠動總控進行測試。為了能夠進行閉環(huán)測試,測控裝置仿真系統(tǒng)應(yīng)提供與遠動主站仿真系統(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動功能進行更精確可靠的測試,結(jié)合實際工程應(yīng)用,可采用主站與廠站之間形成信息夾逼及閉環(huán)的測試方案?！八倪b”遠動總控測試方案如圖3所示。保護裝置仿真系統(tǒng)與測控裝置仿真系統(tǒng)均可根據(jù)導入的SCD文件仿真多臺裝置,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。測試方案的信息流由保護測控裝置仿真系統(tǒng)與遠動裝置以IEC61850通信,調(diào)度主站仿真系統(tǒng)與被測對象遠動裝置采用IEC104通信,同時要求IEC61850與保護測控仿真系統(tǒng)信息交互。此方案可以對信息形成閉環(huán),調(diào)度主站仿真系統(tǒng)可以被測對象遠動裝置的信息與保護測控裝置仿真系統(tǒng)的信息進行校對,對測試結(jié)果進行記錄并能自動給出測試報告。本方案通過對被測對象遠動總控裝置的信息輸入輸出進行夾逼并形成閉環(huán),保證了測試結(jié)果的精確性與可靠性。保信子站測試方案如圖4所示。保護裝置仿真系統(tǒng)可以仿真多臺保護裝置,這一環(huán)節(jié)主要測試保信子站與保護裝置之間的信息交互的正確性,它是開展保信子站與保信主站之間信息交互測試的前提。同時保信子站采用國網(wǎng)103規(guī)約或IEC61850規(guī)約與保信主站進行信息交互,通過操作保信主站仿真系統(tǒng)對保信功能一一測試,并對測試過程進行自動存檔,根據(jù)存檔內(nèi)容給出測試報告。本方案對被測對象保信子站的信息輸入輸出進行夾逼,從而達到可靠的測試結(jié)果。告警圖形網(wǎng)關(guān)機測試方案如圖5所示。保護測控裝置仿真系統(tǒng)模擬間隔層信息來源,調(diào)度主站仿真系統(tǒng)具有“告警直傳、遠程瀏覽”功能,同時提供對DL476報文解析分析功能,它們作為被測對象告警圖形網(wǎng)關(guān)機的輸入輸出。通過對“告警直傳、遠程瀏覽”功能一一進行測試,對測試結(jié)果進行存檔,根據(jù)測試內(nèi)容自動給出測試報告。3智能變電站遠動功能智能變電站遠動功能測試技術(shù)已在500kV句容東智能變電站進行應(yīng)用。智能變電站采用了信息一體化平臺,并實現(xiàn)了“告警直傳、遠程瀏覽”功能。在智能變電站集成測試過程中,決定把遠動功能納入測試項目,在設(shè)備入網(wǎng)前找出系統(tǒng)缺陷及時消缺。在智能變電站集成測試時,對遠動功能測試的項目有基于傳統(tǒng)“四遙”功能的遠動總控裝置、保信子站、“告警直傳、遠程瀏覽”功能的告警圖形網(wǎng)關(guān)機,工程應(yīng)用效果良好。4遠動功能測試裝備水平低為了滿足調(diào)控一體化運行,智能變電站的遠動功能將越來越豐富,其作用也越來越重要,開展智能變電站遠動功能測試技術(shù)的研究具有重要的實用價值。本文系統(tǒng)地介紹了智能變電站遠動功能,梳理了調(diào)控主站與變電站之間交互的信息流,提出了可行的遠動功能測試技術(shù)方案,并將該技術(shù)方案應(yīng)用于智能變電站集成測試中,提高了測試效率并保證了測試結(jié)果的可靠性。但遠動功能的測試裝備水平還需要提高,測試方案也需要進一步完善,相應(yīng)的行業(yè)標準亟需出臺以便規(guī)范遠動功能測試。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的遠動技術(shù)是經(jīng)通道對被調(diào)度對象實行遙信、遙測、遙控、遙調(diào)的一種技術(shù)。由于調(diào)控一體化運行,傳統(tǒng)變電站在有人值班運行下調(diào)度主站端不直接對操作對象進行遙控操作,而是下發(fā)操作命令后由現(xiàn)場運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)繼電保護告警信息。調(diào)控一體化運行要求實現(xiàn)變電站無人值守,站內(nèi)的一、二次設(shè)備的控制操