基于SPCD的智能变电站虚实链路映射方案研究

针对变电站配置描述(SCD)文件对于物理链路信息描述的不完整,光纤物理回路模型(SPCD)文件对于物理链路描述的不直观,SCD与SPCD缺乏关联性,以及变电站运维中因缺乏虚实回路映射信息导致链路故障排查困难等问题,提出了基于SPCD的虚实链路映射方案。利用SPCD的物理链路描述信息对物理链路模型编码、扩充了SCD的物理链路模型,补充了电(光)缆编号,关键是建立了物理链路与虚链路的映射关系。为全站物理回路可视化、虚实链路映射可视化、快速故障诊断等高级应用提供了数据支撑,为交换机免配置提供了可行性方案,同时保证了SCD与SPCD的链路信息一致性。     

智能变电站保护系统可靠性的自动分析方法

提出一种利用变电站配置描述文件自动进行智能变电站保护系统可靠性分析的方法。通过解析SCD文件,形成虚端子和虚回路的谓词表达式,进而生成保护系统的逻辑连接图。然后,在给出以太网交换机和光纤的描述模型的基础上,通过谓词演算识别出物理连接,并形成保护系统的物理连接图。最后,将物理连接图转换为可靠性框图并进行可靠性计算。以一个典型的110 kV主变保护系统为例,验证了上述保护系统可靠性自动分析方法的有效性。     

智能变电站SCD文件管控策略完备性分析

综合运用装置过程层配置循环冗余校验(CRC)码在线管控、变电站配置描述(SCD)文件虚回路配置信息比对和SCD文件虚回路可视化校验等方法,可有效确定SCD文件升级时需同步升级配置的装置。对比分析了变电站二次系统硬回路和虚回路的特点,提出并论证了SCD文件管控策略的完备性。以母线保护为例,分析了智能变电站扩建工程中SCD文件的管控方案。     

智能变电站配置描述模型多维度信息断面解耦技术

分析了目前智能变电站中变电站配置描述(SCD)文件应用中存在的主要问题,为实现SCD配置文件的简化应用和优化管控,提出SCD模型多维度信息断面解耦思路,探讨物理解耦和逻辑解耦两种方式,分别阐述了面向通信访问点、间隔和业务的3种SCD解耦方案;重点分析通过系统配置描述(SSD)模型实现智能电子设备(IED)按间隔自动分组方法和跨间隔配置管控方法,实现SCD文件解耦形成多个间隔配置视图或间隔配置文件(BCD)。通过合理设计模型数据的业务识别规则来实现SCD文件按自动化、保护、电能量等不同业务解耦和分业务视图管理。文中还分别详细探讨了上述3种SCD模型解耦方案的实现和应用方式,用于指导厂家系统配置工具中模型解耦功能的开发和工程实施。     

面向扩建场景的变电站配置描述模型间隔解耦技术探讨

变电站配置描述(SCD)文件是智能变电站设备运行、日常运维、工程管理依赖的重要数据。针对SCD模型内部关系高度耦合带来的工程应用问题,阐述了SCD模型间隔解耦技术的必要性和迫切性;面向扩建场景,分析了SCD文件间隔物理解耦方案,提出了基于系统规范描述(SSD)模型的间隔建模方法,实现二次设备归集到间隔中;重点研究了间隔物理解耦,定义扩建场景中无关间隔、关联间隔、新增间隔,将SCD模型分解成多个间隔文件,采用物理隔离、基于SSD模型间隔关联关系自动分析、配置修改内容分层签名比对等手段,实现了无关间隔隔离,避免无关间隔误修改,缩小智能变电站扩建时的配置、调试、测试等范围;结合工程应用需求,给出了扩建场景SCD间隔解耦的工程配置流程,并分析了当前针对SCD间隔解耦功能尚亟需解决的主要问题。     

基于典型间隔模板的智能变电站虚端子自动连接方法

在目前的智能变电站集成配置过程中,集成人员根据设计院提供的虚端子连接关系表手动配置变电站系统配置描述(SCD)文件中的虚端子连接关系,不仅工作量大、耗时长,而且容易出现连接错误。为此通过分析SCD文件中Substation元素结构,以及典型间隔的虚端子连接关系,定义以二次设备类型表示智能电子设备(IED)的典型间隔虚端子连接模板。在自动配置过程中先将一次主接线图中的间隔映射为典型间隔,再将间隔内一次设备关联的IED映射为典型间隔中的二次设备类型,最后根据二次设备类型之间的虚端子连接关系为IED配置虚端子连接关系。应用该方法开发系统配置工具的虚端子自动连接功能,可模拟对新建站和改扩建工程的间隔进行虚端子自动连接,有助于缩短虚端子连接配置时间。     

基于SCD文件的智能变电站主接线自动生成方法

智能变电站配置描述(SCD)文件中没有直接描述一次设备及其拓扑关系的信息,不能直接得到主接线图。文中提出了一种利用SCD文件中智能电子设备(IED)模型信息快速自动生成主接线图的方法。该方法基于IED和一次设备之间的关联及复杂的虚连接关系,采用拓扑连接矩阵对设备拓扑关系进行表示,提出了基于预排序遍历树的IED信息处理模型用于设备拓扑连接关系辨识,利用可缩放矢量图和并行计算技术,只需要SCD文件即可实现主接线图自动生成。实测结果验证了所提方法的有效性和实用性。     

基于源端维护功能的SCD文件解析技术

针对实现源端维护功能过程中,调度端和变电站端信息需求不对称状况,探讨一种解析技术来解决。该技术首先将变电站配置描述文件(SCD)按树形结构展开,之后通过筛选电压等级,并剔除调度端不关心部分,生成新的带指定电压等级的SCD文件。通过这种技术,从变电站端解决了SCD文件完整上传占用网络资源、增加调度端工作量的问题。     

提高智能变电站自动化系统工程实施效率的思路与实践

分析了智能变电站工程实施效率提升的需求,在总结现状的基础上,研究并提出了提高工程实施效率的具体思路,包括站内基于完善的一、二次模型采用统一配置工具完成设备和应用配置;通过模型源端维护,简化通信对点;采用基于间隔变电站配置描述(SCD)模板文件的方式实现全站SCD的集成;标准化自动化设备;采用分环节解耦自动验证的方法完成通信对点;采用虚拟连接技术实现在主站对站内所有装置的远程调试。阐述了其关键技术。经过实际工程的实践检验,验证了所述思路的有效性。     

智能变电站过程层网络监测与故障定位系统设计与实现

针对现有的网络监测系统大都无法支持过程层网络拓扑结构和虚连接回路显示的问题,文中提出一种基于过程层交换机的网络监测在线系统。该系统包含主机监测系统和过程层交换机。主机监测系统通过解析变电站配置文件(SCD)获取预置的过程层网络拓扑结构和虚连接逻辑回路;过程层交换机的利用访问控制列表(ACL)规则捕获和解析一定的面向通用对象的变电站事件(GOOSE)报文和取样值(SV)报文,获取连接在交换机的设备信息,从而使主机监测系统获得实际的过程层网络拓扑结构和虚连接物理回路。对比预置和实际的网络拓扑结构和虚连接回路,实现了对过程层网络的实时监测和故障定位。在实际应用中,该系统协助运维人员实时地监测网络运行状态和快速地定位故障,提高了电力系统自动化运维的管理水平。     

逆变器开关管变驱动电流技术研究

传统的逆变器驱动电路中,驱动电流是按开关管最大关断电流下的最高电压尖峰来设计且是固定的,但在最大关断电流以下的工作状态,关断电压尖峰较小,IGBT有较大的安全电压裕量,牺牲了器件效率。为此提出一种逆变器变驱动电流技术及电路。该电路的驱动关断电流随开关管关断电流的下降而上升,提高了开关管在全负载范围下的关断速度,降低了IGBT的关断损耗。设计的原则是,关断电压尖峰不会超过最大允许值,且调节是实时进行的。讨论了关断电压尖峰与关断电流、驱动电流和漏感之间的关系。在一个230 V DC输入/80 V AC交流输出/500 W额定负载的单相半桥逆变器上进行测试,结果表明采用所提驱动电路,额定负载下效率较传统驱动提升近0.7%,实现了驱动电路的优化。     

基于集对分析和风险理论的变电站主接线综合评价

新《调规》着重强调了负荷对于电网的重要性,因此在评估和选择变电站主接线时,有必要从电网层面评估不同变电站主接线形式的失负荷风险。针对变电站主接线评价过程中的不确定性信息,提出一种基于集对分析和风险理论的变电站主接线综合评价方法。该方法首先从电网层面对变电站主接线进行风险评估,将评估结果作为变电站主接线的可靠性评价指标。然后利用改进熵权法得到各评价指标的权重系数,通过集对分析法对评价方案进行不确定性分析。最后综合一次、二次排序的结果选出最优方案。算例验证表明,集对分析方法决策过程简单直观,用于变电站主接线综合评价具有良好的不确定性信息处理能力,从而为工作人员在评估变电站主接线时提供一定的参考和依据。     

500 kV变电站3/2接线T区短引线保护方案探讨

针对500 kV变电站3/2接线方式下采用GIS组合电器时,为了防止GIS T区母管发生永久故障时线路保护重合于故障引起GIS母管的再次受损,通常采用出线配置CT线路保护动作范围不包含GIS串内CT与出线CT之间故障的方式来实现,因而针对GIS串内CT与出线CT之间T区故障需考虑配置完备的保护方案;本方案采用三端差动保护方案完成线路投入运行方式下T区故障的保护,采用两端差动保护方案完成对线路退出运行方式下线路隔刀及3/2串内CT之间故障的保护,采用配置过电流原理的线末保护完成对线路退出运行方式下线路隔刀及出线CT之间故障的保护;本方案已在500 kV变电站成熟应用,具有广泛推广的现实意义。     

基于全景模型文件的智能标签的优化研究

当前智能变电站中智能标签技术采用扫描光缆上的智能标签可视化展示实回路和虚回路的连接关系,采用私有数据库作为智能标签可视化应用的数据源。从两个方面做了优化,在智能标签数据源方面,采用全景模型文件的数据源,取代了私有的数据库格式;在标签生成配置流程方面,采用轻型的全景模型配置工具,取代了二次系统设计软件配置物理信息流和SCD文件的模式。全景模型文件包括实回路模型文件和虚回路模型文件,通过两个模型文件中的物理端口实现“虚实对应”和虚实映射。采用优化后的技术,有利于二次系统设计软件产物的互换互通,有利于智能标签数据处理的标准化和统一化,节余了智能标签的制作时间。     

局放在线监测和带电检测信息融合标准化方案

由于目前没有局放设备信息统一标准,局放在线监测与带电检测信息孤岛现象严重。本文依据XML、IEC 61850文件服务提出标准局放文件模型,从设备信息、局放简报、局放谱图、趋势分析几个方面提出信息标准化方案,使现有在线监测与带电检测各自独立的分析软件达到信息兼容、互操作的效果。实测表明,同一次现场局放缺陷,在线监测后台与带电检测设备获取数据一致,且可以相互展示,可无缝融入设备状态监测管理系统,有效避免用户在不同监测平台及设备上相互切换、操作复杂、信息误导等问题,具有工程应用推广价值。     

智能配电网分布式拓扑识别与应用方法

为实现配电网中的分布式保护与控制,提出了一种基于智能终端单元(Smart Terminal Unit, STU)的分布式拓扑识别与应用方法。对于每个STU,在该方法中仅需为其配置与之关联的静态网络拓扑信息。在一定的拓扑识别规则下,通过与其他智能终端交换信息,各智能终端可以确定馈线支路集的边界终端以及边界终端之间的连接关系,形成动态网络拓扑信息,从而实现拓扑信息的识别与存储。以配电网故障自愈、分布式电源孤岛检测功能为例,介绍了在拓扑信息分布式存储情况下的拓扑应用方法。     

基于双层CRC校核的智能变电站配置文件在线诊断方法

针对智能变电站配置文件变动带来的校核难问题,提出了基于双层CRC校核的智能变电站配置文件在线诊断方法。该方法能有效地提高智能变电站配置文件的安全性和一致性。首先分析基于IEC61850的智能变电站配置文件及其形成机制。接着介绍CRC算法原理及其在智能变电站配置文件的动态校核应用情况,结合变电站配置文件特点采用双层CRC校核的原理,进一步详细研究该方法的实现过程和具体步骤。基于双层CRC校核方法研发了具有可视化功能的智能变电站配置文件在线诊断系统。现场应用情况证明了所提方法的有效性。