智能變電站二次回路全景模型操作方法及效益分析

朱辰

摘要：本文以智能變電站二次回路全景模型為基礎(chǔ)進(jìn)行了研究，首先分析了全景模型的用途，其次對該模型的操作方法和工具的功能進(jìn)行了闡述，最后對全景模型的應(yīng)用效益進(jìn)行了評估。促進(jìn)了二次回路全景模型建模過程的標(biāo)準(zhǔn)化和統(tǒng)一，為后期不同設(shè)計(jì)工具實(shí)現(xiàn)文件交互掃清障礙。

關(guān)鍵詞：智能變電站;二次回路;全景模型;效益分析

1智能變電站二次回路全景模型主要用途

本項(xiàng)目的研究對象是智能變電站二次回路的全景模型，所謂“全景模型”包括了物理回路模型和邏輯回路模型兩個(gè)部分，邏輯回路模型無論是在規(guī)范、設(shè)計(jì)方面，還是在工程應(yīng)用方面都已經(jīng)進(jìn)行了較為充分的研究，而物理回路模型的相關(guān)研究還處于起步階段，項(xiàng)目將參考邏輯回路模型已有的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)研究物理回路模型的建模、設(shè)計(jì)流程、逆向解析和虛實(shí)對應(yīng)等方面內(nèi)容。

2二次回路全景模型操作方法

全景模型的建模、逆向解析和虛實(shí)對應(yīng)技術(shù)的研究，解決了理論算法問題，而真正要在實(shí)際中發(fā)揮作用還需依靠全景模型配置工具和可視化工具的開發(fā)。

2.1全景模型配置工具功能介紹

完整無誤地導(dǎo)入IPCD和ICD文件中的模型信息和賦值，支持可視化的物理回路連接功能，通過可視化方式配置SPCD文件，支持可視化的邏輯回路連接功能，通過可視化方式配置SCD文件，支持設(shè)備板卡和端口的再修改功能，配置結(jié)果應(yīng)符合Q/GDW1396標(biāo)準(zhǔn)，支持SCD文件和SPCD文件的輸出，支持SCD文件中包含物理端口，支持間隔創(chuàng)建、間隔復(fù)制功能，支持裝置模板庫的創(chuàng)建，支持?jǐn)?shù)據(jù)庫的導(dǎo)入導(dǎo)出，支持工程版本的管理，支持光纜的自動(dòng)生成。

2.2可視化工具功能介紹

支持導(dǎo)入和解析SCD文件和SPCD文件，支持獲取SCD文件中的Inputs信息，提取物理端口號，按照層級逐層解析，包括變電站、區(qū)域、屏柜、設(shè)備、端口、光纜，提取相關(guān)信息元素，提供樹形導(dǎo)航界面，按層級進(jìn)行展示，展示區(qū)域信息，包括各類小室、戶外等圖形信息，點(diǎn)擊區(qū)域圖進(jìn)入屏柜信息圖，在相應(yīng)的屏柜圖中顯示所有設(shè)備信息，點(diǎn)擊屏柜進(jìn)入線纜信息圖，線纜信息圖包括屏柜內(nèi)的線纜信息和屏柜間的線纜信息，屏柜內(nèi)的線纜信息圖通過解析IntCore元素獲取，屏柜間的線纜信息通過解析Cable元素獲取，屏柜內(nèi)線纜布局應(yīng)采用以被查看設(shè)備為中心，兩側(cè)為相關(guān)設(shè)備，光纖兩端應(yīng)有端口號，光纖應(yīng)有命名，屏柜間線纜布局采用兩級展示，第一級應(yīng)采用以被查看屏柜為中心，兩側(cè)為相關(guān)屏柜，光纜應(yīng)有命名，當(dāng)點(diǎn)擊光纜后進(jìn)入第二級展示，第二級展示同上述屏柜內(nèi)線纜布局一樣，即以被查看設(shè)備為中心，兩側(cè)為相關(guān)設(shè)備，光纜兩端應(yīng)有端口號，光纖應(yīng)有命名，展示工具應(yīng)支持“虛實(shí)對應(yīng)”展示，點(diǎn)擊物理光纖可以顯示光纖信息中的邏輯回路信息，點(diǎn)擊邏輯回路信息可以顯示其傳輸?shù)奈锢砉饫w信息。

3試驗(yàn)檢驗(yàn)結(jié)果

3.1工程應(yīng)用實(shí)例

本項(xiàng)目成功應(yīng)用于天津某500kV變電站、某220kV變電站的設(shè)計(jì)、調(diào)試及運(yùn)維過程。其中500kV變電站為無人值守變電站，按照智能變電站設(shè)計(jì)。站內(nèi)主要建筑物：主控通信室、泡沫消防間。全站總建筑面積約為395m2。主控通信室為地上一層建筑，為一字形布置，平面外形尺寸29.50m*12.60m（軸線尺寸），建筑面積約為395m2，建筑高度為5.21m，建筑體積約為2058m3。一層設(shè)置公用及通信二次設(shè)備室、蓄電池室、門斗、衛(wèi)生間、資料室、安全工器具室等。每個(gè)房間設(shè)有至少一個(gè)對外出入口。泡沫消防間為地上一層建筑，平面外形尺寸9.0m*8.0m（軸線尺寸），建筑面積約為72m2，建筑高度為4.90m，建筑體積約為352.8m3。

設(shè)計(jì)階段，通過配置手段實(shí)現(xiàn)了光纜聯(lián)系圖的模板化和文本化，通過設(shè)計(jì)流程導(dǎo)出了SPCD和SCD文件，SPCD和SCD文件圖形化展示軟件主要集中用于校審核及邏輯回路修改。軟件提供虛擬二次回路展示功能，通過對虛端子分類分層次、使用不同的顏色決策等方式快速定位到所需瀏覽的虛擬二次回路，通過圖形化的方式代替以往的虛端子表、光纜表格校核，以提高校審核效率。針對校審核后的修改結(jié)果，軟件提供比對功能，通過對校核修改前及修改后的結(jié)果進(jìn)行比對提示，快速驗(yàn)證修改的正確性。

調(diào)試階段，調(diào)試人員需要根據(jù)設(shè)計(jì)階段的圖紙和SCD文件，生成各裝置配置文件，下裝后開展聯(lián)調(diào)測試工作。通過SPCD文件的解析工具，能夠了解各類裝置背板光纖的作用，在進(jìn)行設(shè)備調(diào)試時(shí)可以做到有的放矢，有效提高了調(diào)試效率。

500kV輸變電工程投運(yùn)后，本項(xiàng)目成果將作為運(yùn)維工具，提供以裝置為單位的圖形化邏輯和物理連接關(guān)系展示，實(shí)現(xiàn)圖形化邏輯和物理連接關(guān)系的跳轉(zhuǎn)導(dǎo)航功能，以方便運(yùn)維人員直觀、全面地了解智能變電站中虛實(shí)連接關(guān)系。

3.2直接經(jīng)濟(jì)效益

本項(xiàng)目研究的建模方法及配置工具，使得在設(shè)計(jì)階段，邏輯回路和物理回路解耦設(shè)計(jì)，可并行設(shè)計(jì)邏輯回路配置文件和物理回路配置文件，縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，減輕設(shè)計(jì)人員工作強(qiáng)度，提高設(shè)計(jì)人員工作效率，從而降低設(shè)計(jì)過程中的人工成本，以及隨之而來的辦公場所租金、設(shè)計(jì)所用設(shè)備的使用成本。以一座中等規(guī)模的220kV智能站為例，可減少智能站設(shè)計(jì)階段人工成本8萬元：由于減輕了設(shè)計(jì)過程二次回路配置難度，使得智能站二次回路設(shè)計(jì)過程工作量減少，按照減少設(shè)計(jì)人員8人計(jì)，每人每天的人工費(fèi)按照1000元計(jì)，由于工作效率提高，設(shè)計(jì)時(shí)間縮短，節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間10天，總體來講即減少8位設(shè)計(jì)人員10天的工作量，可節(jié)省設(shè)計(jì)過程中人工成本8萬元，計(jì)算公式為：減少的設(shè)計(jì)人員（8人）*每人每天人工費(fèi)（1000元/（人·天））*縮短的設(shè)計(jì)時(shí)間（10天）。

可減少辦公及設(shè)備使用成本40萬，計(jì)算公式為：減少設(shè)計(jì)人員（8人）*每人每天辦公及設(shè)備使用成本（5000元/（人·天））*縮短的設(shè)計(jì)時(shí)間（10天）。

以一座中等規(guī)模220kV智能變電站在近4年的設(shè)計(jì)階段成本變化為例，采用本項(xiàng)目成果后，由于二次回路設(shè)計(jì)過程簡化，其設(shè)計(jì)階段成本可降低約48萬元，其中人工成本8萬元，辦公及設(shè)備使用成本40萬元。

3.3推廣應(yīng)用情況及前景

本項(xiàng)目依托現(xiàn)行規(guī)程、規(guī)范及國際標(biāo)準(zhǔn)，充分借鑒虛端子回路的連接配置方法及工程實(shí)施流程，總結(jié)以往工程經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)行業(yè)的有益經(jīng)驗(yàn)，緊密結(jié)合國內(nèi)智能變電站的建設(shè)和運(yùn)行特點(diǎn)，對物理端口和回路建模，以及設(shè)計(jì)流程和逆向解析方法進(jìn)行深入研究，最終通過確立規(guī)范和新軟件系統(tǒng)的研發(fā)引入實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)存問題的整體解決。

4結(jié)束語

由于本項(xiàng)目將二次回路的信息模型化，為二次回路信息的進(jìn)一步開發(fā)利用奠定了基礎(chǔ)，后期可以基于二次回路全景模型開發(fā)和定制更豐富的應(yīng)用，為后期智能站運(yùn)維和圖紙管理提供更大的便利。另外，本項(xiàng)目提出的建模語言和文件格式為二次回路的建模提供了一種參考，本項(xiàng)目的推廣應(yīng)用，必將擴(kuò)大其建模語言和文件的格式的應(yīng)用范圍，促進(jìn)二次回路全景模型建模過程的標(biāo)準(zhǔn)化和統(tǒng)一，為后期不同設(shè)計(jì)工具實(shí)現(xiàn)文件交互掃清障礙。

參考文獻(xiàn)：

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