智能變電站常見問題及解決方法探討

張碩　韓永進　江瑞敬　張嘉璐

摘要：智能變電站成為當今國家電網公司新建變電站的主流方式，其使用的技術較之早先的變電站來說是十分先進的，但伴隨而來的則是一些新的問題。文章對智能變電站的常見問題及解決方法進行了探討。

關鍵詞：智能電網；智能變電站；IEC 61850；采樣數據；保護裝置 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM715 文章編號：1009-2374（2016）03-0132-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.03.067

變電站的發展經歷了一個逐步深入的過程，由傳統變電站→綜合自動化站→數字化變電站→智能變電站的漫長的時間，發展成為了當今集數字化與智能化于一身的高級智能變電站。在此國家電網公司“十二五”電網智能化規劃統計期間，國家電網公司將新建110（66）千伏及以上電壓等級智能變電站約5100座、完成變電站智能化改造約1000座。在當前智能站繼電保護“新技術”“新方案”不斷提出、更新、豐富的大背景下，如何清楚認識、應用利用好新技術是每一位當今時代從事繼電保護工作人員值得思考的事情。

1 智能變電站概述

1.1 智能變電站的定義

智能變電站是采用先進、可靠、集成、低碳、環保的智能設備，以全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監測等基本功能，并可根據需要支持電網實時自動控制、智能調節、在線分析決策、協同互動等高級功能的變電站。它基于IEC 61850標準，體現了集成一體化、信息標準化、協同互動化的特征。較之傳統的一次設備，智能變電站基本采用常規一次設備附加二次設備廠家的智能終端的模式，較常規變電站增加了智能終端裝置。在簡化二次接線、節省大量的二次電纜的同時也減少了二次維護人員繁瑣的查線工作，采用數字光信號傳輸，受外界干擾少，提高系統性能，消除了事故隱患。

1.2 智能變電站系統的結構

三層：站控層、間隔層、過程層；兩網：站控層網絡、過程層網絡（GOOSE/SV）。其系統整體框架如圖1

所示。

其中站控層設備包括監控機、遠動機以及網絡打印機等，其利用全站信息對全站一次、二次設備進行監視、控制以及與遠方控制中心通信，站控層設備具有帶數據庫的計算機、操作員工作臺、遠方通信接口的功能。過程層實現所有與一次設備接口的功能，是一次設備的數字化接口。典型的過程層設備如過程接口裝置、傳感器和執行元件等，它們將交流模擬量、直流狀態量等就地轉化為數字信號提供給上層，并接受和執行上層下發的控制命令。

間隔層的主要功能是采集本間隔一次設備信號，操作控制一次設備，并將相關信息上送給站控層設備和接收站控層設備的命令，間隔層設備由每一個間隔的控制、保護或監視單元組成。

IEC 61850標準提出了智能站的分層結構，并且定義了各層之間的邏輯通信接口，使得智能變電站中各個設備的功能和位置有了明確的劃分，整個系統架構清晰明了。

2 智能變電站存在的問題與解決辦法

2.1 保護裝置接收不到SV合并單元的SMV9-2采樣數據

解決方法：排查問題時需要采取分步檢查的思路，將合并單元和保護分成兩個獨立的單元，檢測合并單元發出的9-2報文，驗證每一路通道是否都有效，是否不帶檢修標志，是否帶有同步標志，再驗證保護裝置中的配置如通道個數、MAC地址、APPID等是否和所檢測報文一致，最后檢測所連接的光纖是否存在問題，以上因素排除后此問題應該得到解決。

2.2 保護裝置動作后不能跳智能單元

解決方法：保護裝置必須將相對應的GOOSE出口軟壓板投入，驗證保護裝置端口輸出的GOOSE變位報文正確，用PSCONNER軟件模擬給智能單元發送GOOSE，驗證智能單元GOOSE能否正常變位，確保智能單元本身接收GOOSE沒有問題。檢查智能單元GOOSE配置文件接收GOOSE部分參數是否與所接收報文一致。

2.3 監控系統和保護裝置連接不上，保護事件等不能上送后臺

解決方法：監控后臺接收不到MMS報文首先要用PSCONNER軟件驗證61850通訊是否已正確將MMS報文正確發送出來，這是區分裝置原因和后臺原因的關鍵，如果是裝置無法發出MMS報文，則要檢查模型文件是否存在問題，如果是后臺監控問題，則檢查監控是否訂閱并開放了相對應的61850報告控制塊。

2.4 配置文件錯誤

ICD文件錯誤（語法不正確、模型實例與模板不符、數據集成員不存在）、SCD文件配置錯誤（語法不正確、模型實例與模板不符、數據集成員不存在、虛端子配置出錯、APPID沖突、通信參數未配等）。

2.5 收不到GOOSE/SV報文

接收壓板是否投入（GOOSE接收或MU投入壓板）；配置是否正確；光纜連接是否正常，速率是否一樣；交換機攔截（VLAN/GMRP/組播過濾）。

2.6 采樣值異常

采樣值有角差，互感器精度試驗未做（一些互感器沒有補償互感器固有延時或補償不正確），采樣值經常失步。檢查同步裝置同步信號，如果是1588對時，檢查報文記錄再分析。

3 智能變電站工程調試爭議問題探討

智能變電站工程實施中，各設備供應商之間的設備存在一定的兼容問題，下面為選取的部分有代表性的問題：

3.1 虛端子的規范化

在IEC 61850規范中，對開關位置、跳閘信息、重要事件報文等都做出了明確規范，但部分未明確的信息各廠家實現的方式又可能存在差異。體現在虛端子上，表現為：規范部分GOOSE信號全按規范實現，但容易出現一些不必要虛端子項，容易給設計、系統集成商造成一定困惑。可考慮在后期工程中按裝置明確裝置虛端子模板，為智能變電站的標準化、規范化提供基礎。

3.2 廠家保護（測控）裝置上送后臺一次值或二次值的方式選擇

目前主流廠家均采用一次值上送方式；建議在智能工程實施中，將該項目寫入規范加以明確。

3.3 廠家保護（測控）裝置上送給后臺的定值采用DO方式或DA方式選擇

目前可查找的規范中對該部分沒有明確定義，主要體現在模型中。DO方式送后臺為結構體上送，包含數值的大小、品質等信息，后臺進行相應解析；DA方式為直接送值到后臺，后臺向上一層解析值的品質等信息；目前廠商對此普遍做法是兼容兩種方式，可考慮在后期規范中明確。

3.4 合并單元建模是否需要帶品質

合并單元發送的SMV報文均帶有品質；在工程實施上，帶品質和不帶品質兩種模型均很常見，工程實施只考慮便捷性，未做強制規定。

3.5 智能終端發送GOOSE報文是否需要帶時標

智能終端GOOSE報文時標問題，目前實施的工程中，有兩種方式：智能終端GOOSE信號上送時標，測控讀取終端上送的時標送后臺SOE報文智能終端不帶時標，測控接收到GOOSE信號變位后打上該時刻時標送給后臺。

4 結語

智能變電站是未來電網變電站發展的主流，隨著工程實踐的增多，其設計施工中的一些規范也會逐步制定出來，就目前存在的智能站的問題做深入的技術探討是很有必要的，例如在標準中，GOOSE輸入前綴“GOIN”，SMV輸入前綴“SVIN”。而在實際工程應用上，會出現GOOSE使用“GOINxx”做前綴，SMV采用“SVINPA”做前綴的情況，那么就需要制定系統配置工具使用命名的規范。綜上所述幾個問題為目前存在爭論的典型問題，工程實施中目前都考慮兼容而不是明確，希望未來智能變電站在具體的設計施工當中能制定出嚴格的規范。

參考文獻

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作者簡介：張碩（1986-），男，山東陽谷人，邯鄲供電公司工程師，碩士，研究方向：電力系統運行控制與分析。

（責任編輯：蔣建華）