試析智能電網(wǎng)二次設(shè)備運(yùn)維的新技術(shù)

沈志銘 李春暉 國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司蘇州供電分公司

一、引言

我國(guó)的智能電網(wǎng)建設(shè)重視二次設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)，根據(jù)二次設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行要求，構(gòu)建了對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)際監(jiān)控的數(shù)字智能運(yùn)行維護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)。有效地降低了機(jī)器的故障率。與此同時(shí)，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目相關(guān)的輔助設(shè)備的日常檢查和維護(hù)大大降低了操作和維護(hù)人員的壓力，也提高了設(shè)備操作的可靠性，成為在新時(shí)代建造智能網(wǎng)絡(luò)的首要任務(wù)。

二、智能電網(wǎng)二次設(shè)備運(yùn)維需求分析

傳統(tǒng)的電網(wǎng)監(jiān)控主要通過(guò)手動(dòng)檢查和視頻監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。不能對(duì)主要線路和設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，總體監(jiān)測(cè)效果不佳。智能電網(wǎng)在傳統(tǒng)電網(wǎng)的基礎(chǔ)上對(duì)設(shè)備進(jìn)行了升級(jí)，完成了定點(diǎn)數(shù)據(jù)采集，另外，通過(guò)充分利用數(shù)據(jù)收集裝置、繼電保護(hù)裝置、微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等形成高度集成的電網(wǎng)系統(tǒng)，輸電和配電的安全率大幅提高。智能電網(wǎng)二次設(shè)備運(yùn)維需要實(shí)現(xiàn)可視化運(yùn)維、定制化運(yùn)維、智能化管理的目標(biāo)。特別是在智能化方面，需要建立虛擬監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的在線監(jiān)控和智能診斷。

三、智能電網(wǎng)二次設(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在構(gòu)建智能電網(wǎng)二次設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，需要結(jié)合設(shè)備自檢功能和自控功能，合理進(jìn)行信息分層、數(shù)據(jù)描述和服務(wù)接口對(duì)接，形成完整的信息交互系統(tǒng)，確保電網(wǎng)安全運(yùn)行。

1.信息分層。智能電網(wǎng)二次設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)主要包括三部分：站控層、間隔層和過(guò)程層。站控層主要是一臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)，可以對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和處理；間隔層主要是CSC-101 線路保護(hù)裝置，可以檢測(cè)智能電網(wǎng)線路的運(yùn)行狀態(tài)；過(guò)程層主要由互感接口、操作開(kāi)關(guān)和輸配電保護(hù)元件組成，能夠及時(shí)控制異常運(yùn)行線路。

目前，我國(guó)的二次設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)通過(guò)IEC61850 的分層設(shè)置網(wǎng)絡(luò)信息，并完成數(shù)據(jù)集成處理后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，運(yùn)動(dòng)機(jī)，信息保護(hù)系統(tǒng)、主站/廠站系統(tǒng)，等等，從而導(dǎo)致異常信號(hào)智能電網(wǎng)鎖的背景。

2.數(shù)據(jù)描述。在描述智能電網(wǎng)二次設(shè)備監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的過(guò)程中，需要根據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行統(tǒng)一建模，并根據(jù)數(shù)據(jù)狀態(tài)設(shè)置相應(yīng)的數(shù)據(jù)對(duì)象格式，以保證系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的順利傳輸。我國(guó)二次設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中的一般數(shù)據(jù)說(shuō)明主要選用IEC61850 標(biāo)準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上，確定各業(yè)務(wù)終端的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型，分析電網(wǎng)中的數(shù)據(jù)對(duì)象，并設(shè)置相應(yīng)的邏輯節(jié)點(diǎn)。為此，可以根據(jù)數(shù)字處理的要求，將其設(shè)置為一種“面向點(diǎn)”的抽象描述方法。例如，按照信息對(duì)象描述需求在103規(guī)約中，完成數(shù)據(jù)源的信息匹配，確定數(shù)據(jù)接收器和相應(yīng)的智能電網(wǎng)工作負(fù)載，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)和交互，從而降低數(shù)據(jù)管理的難度和提高系統(tǒng)操作和維護(hù)的效率。

3.接口服務(wù)。智能電網(wǎng)二次設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的接口服務(wù)設(shè)定過(guò)程主要通過(guò)ACSI 標(biāo)準(zhǔn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。該規(guī)格明確了各接口模型的規(guī)格，根據(jù)通信及應(yīng)用層的協(xié)議要求設(shè)定接口通信協(xié)議，使通信能夠順利實(shí)現(xiàn)。智能電網(wǎng)主要基于Client/Server 通信服務(wù)模式，通過(guò)智能的數(shù)據(jù)采集，完成Peer-to-Peer 信息的獲取，并在運(yùn)行過(guò)程中確定次要設(shè)備的通信數(shù)據(jù)。

四、智能電網(wǎng)二次設(shè)備運(yùn)維工作的開(kāi)展

1.狀態(tài)檢查。檢查間隔設(shè)備的維護(hù)狀態(tài)，判斷TEST 位的保護(hù)狀態(tài)的有效性。關(guān)于有問(wèn)題的TEST 位，重置GOOSE 傳輸，觀察GOOSE 狀態(tài)，判斷GOOSE 能否實(shí)現(xiàn)防止副設(shè)備的誤操作。系統(tǒng)連接到電子傳感器后，可適當(dāng)調(diào)整智能電網(wǎng)旁路，用旁路替代主回路，保持雙運(yùn)行，盡量減少主變壓器系統(tǒng)故障對(duì)智能電網(wǎng)運(yùn)行的影響。此外，還需要強(qiáng)調(diào)母線差動(dòng)保護(hù)。一般在母線差動(dòng)保護(hù)過(guò)程中，應(yīng)先調(diào)整線路中的光纖，并將其與母線差動(dòng)保護(hù)柜和母線差動(dòng)保護(hù)分站相連接，完成通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。要檢測(cè)母線差動(dòng)保護(hù)在線路中的運(yùn)行狀態(tài)，測(cè)試母線差動(dòng)保護(hù)是否能正常運(yùn)行，對(duì)運(yùn)行異常的保護(hù)裝置進(jìn)行調(diào)整或更換。

2.診斷報(bào)告。在對(duì)二次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行智能監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，需要根據(jù)狀態(tài)檢測(cè)結(jié)果形成相應(yīng)的智能報(bào)警。這可以被設(shè)計(jì)成分層和分類的警報(bào)、重要警報(bào)、頻繁警報(bào)等。報(bào)警信息必須包括故障位置數(shù)據(jù)、區(qū)域異常數(shù)據(jù)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估數(shù)據(jù)三個(gè)部分。故障位置數(shù)據(jù)主要通過(guò)GPRS 和GIS 技術(shù)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和系統(tǒng)設(shè)備快速識(shí)別；異常數(shù)據(jù)包括正常開(kāi)關(guān)狀態(tài)數(shù)據(jù)、正常開(kāi)關(guān)操作循環(huán)數(shù)據(jù)、模擬數(shù)據(jù)、記錄數(shù)據(jù)、保護(hù)操作數(shù)據(jù)、GOOSE 返校數(shù)據(jù)等。

3.分析存儲(chǔ)。在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控過(guò)程中，為了綜合提高通信監(jiān)控的效率，需要設(shè)置網(wǎng)絡(luò)消息檢測(cè)器，實(shí)現(xiàn)新時(shí)代智能電網(wǎng)的運(yùn)用要求的轉(zhuǎn)換和升級(jí)。在一般的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控過(guò)程中，需要建立通信記錄和分析系統(tǒng)。記錄儀與分析儀通過(guò)以太網(wǎng)連接，形成完整的網(wǎng)絡(luò)消息監(jiān)控系統(tǒng)，在智能操作中實(shí)時(shí)監(jiān)控各種數(shù)據(jù)。上述的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視系統(tǒng)，掌握空間站的MMS 的網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，信息的有效性和可靠性，復(fù)數(shù)的角度判斷GOOSE監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)，可以特別的SMV 值判斷。對(duì)故障區(qū)域進(jìn)行評(píng)估，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)故障定位。同時(shí)，為用戶提供查詢和統(tǒng)計(jì)服務(wù)，對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。由此，系統(tǒng)故障的維護(hù)效率全面提高。

五、結(jié)語(yǔ)

智能化變電站運(yùn)維系統(tǒng)管理是電力系統(tǒng)快速發(fā)展的客觀要求。對(duì)提高運(yùn)維管理效果，確保智能變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要作用。只有發(fā)現(xiàn)當(dāng)前智能變電站運(yùn)維管理中存在的問(wèn)題，并針對(duì)問(wèn)題提出相應(yīng)的解決方案，才能有效地開(kāi)展智能變電站一次設(shè)備的運(yùn)維管理，才能更好地提高智能電網(wǎng)的穩(wěn)定性，促進(jìn)我國(guó)電力產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展。