智能变电站和调控主站的模型按需共享技术

基于IEC 61850与IEC 61970提出电网模型由主站集中建模变为分布式按需裁剪引用变电站模型的策略,解决了智能变电站与各级调控主站之间以及各级调控主站之间的电网模型、变电站接线图、量测信息的按需共享问题。成果已成功应用于苏州500kV常熟智能变电站、智能电网调度技术支持系统等试点工程。     

智能变电站和主站共享建模的关键技术

讨论了智能变电站和主站模型、图形、通信一体化共享建模的解决方案,包括变电站一次设备和二次设备统一建模、变电站配置文件(SCD)模型到公共信息模型(CIM)的映射、可伸缩矢量图形(SVG)生成、通信映射、部署、维护等方法。共享建模满足智能变电站源端维护要求,且智能变电站的CIM,SVG和通信信息能够自动生成,并直接应用于主站,减少了主站端的重复工作量。提出了完全基于模型的维护模式,促进了智能变电站和主站的信息互动,具有良好的推广应用价值。     

智能变电站一体化监控系统的研究与创新

结合生产实际,综合考虑国内著名变电站自动化公司设备的原理和特点,并结合智能变电站的现场运行维护经验,提出在继电保护模型信息、与主站信息交互功能、在过程层虚端子对信号进行优化处理、建立一体化调试维护系统4个方面对智能变电站一体化监控系统进行研究与创新。     

源端维护在唐山的研究与应用

唐山220 kV虹桥智能化变电站在接入调度主站系统过程中,采用源端维护技术实现IEC 61850到IEC 61970的无缝信息对接。智能变电站采用IEC 61850标准,通过共享建模技术将变电站SCD模型转换生成IEC 61970 CIM模型,同时生成SVG单线图,以及IEC 60870-5-104通信映射点表,直接应用与智能变电站和调度主站的无缝通信,全面解决了模型、图形、通信连接三个方面的工程应用问题,实现了变电站信息一体化平台标准通信协议与上级调度系统的一致性通信功能。     

基于GSP的变电站二次设备一体化运维设计

当前变电站二次设备运维信息交互接口及人机交互界面不统一,严重制约变电站的高效运检,针对该现状,文中开展基于电力系统通用服务协议(GSP)的变电站二次设备高效运维技术研究。文中首先设计变电站二次设备一体化运维体系架构,提出基于变电站运维能力描述语言(SOMCL)的变电站二次设备一体化运维信息建模方法。然后基于面向对象技术(OOT)设计变电站二次设备一体化运维服务接口及一体化运维信息交互机制,实现运维工具与被运维对象之间信息交互即插即用。最后研制变电站二次设备一体化运维工具,实现智能变电站二次设备运维标准化、可视化,达到变电站二次设备一体化高效运检的目标。文中方法在多个新建智能变电站进行了试点应用,验证了变电站二次设备一体化运维技术的可行性。     

基于多参量模型的智能变电站二次设备状态评估方法及应用

为解决智能变电站二次设备运行状态评价体系建立与实际工程应用的难题,引入多参量信息融合的二次设备综合评价模型。提出不同类型二次设备的评价子项、评价参量及评估方法,建立通过监视装置稳态量变化来表征二次设备健康状态发展的趋势性评估模型和监视装置故障量特征来表征二次设备故障程度的损失性评估模型,提出了不同评估子项的工程量化指标。研发了智能变电站二次设备健康状态评估系统,并在500 k V智能变电站工程中试点应用。     

基于虚终端技术的智能变电站二次设备远程管理

随着智能变电站的快速发展,站内二次设备实现了数据模型的标准化,设备间实现了数字化互通互联,但在运行维护层面仍沿用传统的就地检修方式。对此,提出了一种基于虚拟终端技术的智能变电站二次设备远程管理方案,并根据此方案开发了虚拟终端系统。该系统由主站端远程浏览服务器、主站端浏览软件、子站端代理服务器3部分组成,通过主站端可随时远程查看智能变电站内二次设备运行情况,便于全局掌握变电站运行状态,缩短了故障处理响应时间,降低了运维成本。     

智能变电站与调度主站间模型/图形协调共享及无缝通信一体化建模方案

基于智能电网调度技术支持系统及智能变电站系统,从调度主站对变电站的功能需求出发,提出了智能变电站与调度主站一体化建模方案。该方案制定了切实可行的IEC61850模型到IEC 61970模型的转换规则;提出了基于统一数据模型的IEC 61850模型到IEC 61970模型的映射方法;通过模型拆分/合并技术、图形关键信息自转换技术等实现了调度主站与智能变电站的一体化建模;利用调度主站消息总线服务和制造报文规范(manufacturing message specification,MMS)协议栈,在调度主站端实现了基于IEC61850协议的通信机制。     

智能变电站自动化系统新方案的探讨

分析了智能电网对智能变电站自动化系统的需求,研究并提出了一种智能变电站自动化系统新方案,其应用间隔纵向集成技术减少保护、监控功能实现环节,提高系统可靠性和易维护性;采用网络并行冗余协议提升站内信息传输可靠性和标准化程度;应用面向服务的监控功能提升变电站和调控中心间的信息共享和协调互动水平。阐述了该系统的关键技术,并展望了其应用前景。最后,讨论分析了系统推广应用时可能存在的一些问题。     

基于改进WRR算法的智能变电站站内通信队列调度研究

智能变电站中数据通过以太网架构综合信息一体化传输网络进行共享,及时有效的数据交互是确保智能变电站正常运行的重要环节。针对现有的数据优先级调度策略所存在的缺陷,对传统加权轮询算法进行改进,并将其运用于智能变电站综合数据调度中。以220 k V典型智能变电站为例,在OPNET网络仿真软件中建立站内通信模型进行实例仿真。结果表明,紧急情况下,改进后的加权轮询算法可以为高实时性要求报文提供更好的服务。     

智能变电站自动化设备透明运维系统构建与应用

针对常规变电站在运行监视、操作与控制、综合信息分析与智能告警等方面不规范的问题,开发智能变电站自动化设备(Smart Substation Automation Equipment,SSAE)透明运维系统。首先将智能变电站运维系统划分为现场运维和远程运维以适应不同场景,并基于信息模式,细化设备一体化运维细节。对变电站监控系统配置规范化、自动化设备和运行参数网络化统一配置运维。研制一体化运维工具,在广域运维主站新增透明运维功能模块,实现交换机、测控装置和版本一体化管控运维。     

基于图划分的大电网拓扑分析

为支撑大电网在线实时监控和分析,提出了一种基于图划分的大电网拓扑分析方法。该方法首先根据智能电网调度控制系统电网建模特点,给出了基于图论的电网层次结构、拓扑结构、厂站母线分析和系统网络分析模型。然后基于图划分建立了并行网络拓扑和局部拓扑修正的数学模型,并根据该模型设计了大电网并行网络拓扑的实现方法。最后基于共享内存编程模型在智能电网调度控制系统中研发了快速网络拓扑分析服务功能。所提出的模型和方法实现了大电网并行网络拓扑分析的无锁计算,避免了多线程数据竞争导致的阻塞耗时问题。对实际系统进行仿真测试,结果表明了该方法的准确性、实时性和有效性。     

智能变电站监控系统新型体系架构研究与实践

针对智能变电站监控系统按间隔配置测控装置存在的装置数量多、无后备等问题,提出了一种智能变电站监控系统新型体系架构。对站控层进行功能整合及提升,优化站内通信网络,SV与GOOSE共网传输。间隔层采用集群测控装置,将全站所有间隔的测控功能集中于数台集群测控中,依靠动态迁移技术实现间隔测控功能的装置级热备用。开发了全景可视化的运维系统,提高了智能变电站改、扩建时的调试效率。阐述了新型监控系统的关键技术及实现方案,并结合新型监控系统在智能变电站中的试运行情况,分析和展望了其应用前景。     

智能变电站监控信息自动验收体系架构及关键技术

智能变电站监控信息验收过程涉及到变电站与调控主站的多个环节。基于现有技术体系创新提出了面向调控业务满足全回路验收要求的变电站监控信息自动验收解决方案,对常规验收与自动验收进行了优势分析。设计了自动验收系统架构,面向新建变电站与改扩建变电站两种应用场景,给出了不同的实施方案。重点分析了变电站侧自动验收实现技术,提出了基于定制策略的信息源触发技术,实现主子站交互信息的一键触发。基于模块化思想研制了自动验收装置,并进行了实验验证及实际工程应用。经实践验证智能变电站监控信息自动验收技术极大地提高了验收效率,突破了主子站交互信息自动验收的技术瓶颈,具备全面推广应用的条件。     

考虑继电保护系统的新一代智能变电站可靠性评估

新一代智能变电站已成为变电站未来的发展方向。目前针对新一代智能变电站一次系统或继电保护系统可靠性的评估仅限于系统本身,并没有综合考虑这两个系统对新一代智能变电站可靠性的影响,从而导致评估得到的可靠性指标偏高。首先根据新一代智能变电站继电保护的结构,建立了基于最小路集算法的可靠性模型。然后提出一种综合考虑继电保护系统及一次设备的等效可靠性指标,并利用上述模型及等效指标计算新一代智能变电站的可靠性。最后通过算例验证了所提方法的有效性。     

基于语义网的智能变电站运维专家系统可扩展建模与应用

针对智能变电站运维专家系统存在知识内容变更困难与扩展性差的难题,提出了一种基于语义网的智能变电站专家系统知识库建模方法。首先,分析语义网的基本概念与功能,建立基于语义网变电站运维专家系统建模的技术基础。其次,从智能变电站设备配置、IED配置和通信配置三个层面建立可扩展性模型,并分析可扩展模型优点。以天目湖智能变电站为对象,对建模过程、模型及可扩展性进行说明,并基于CLIPS(C Language Integrated Production System)平台对相关模型进行验证。建模及仿真验证表明,语义网使知识库的构造更加体系化,提高了知识库不同概念之间的逻辑性和统一性,从而达到提高专家系统知识库扩展性和规则库规则复用性。     

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。     

智能变电站ICD模型文件数字签名设计及应用

分析了当前智能变电站工程建设中信息模型存在的问题,提出了智能变电站智能电子设备(IED)能力描述(ICD)模型保护的数字签名方案。首先,研究了基于CRC32校验码的模型文件文本保护方法;其次,研究了模型特征信息数字签名的保护方法,重点阐述了ICD模型特征信息定义、特征信息抽取及文本化处理、数字签名信息设计等内容;最后,研究了数字签名验证功能。开发了对应的系统功能软件,部署应用于智能变电站工程建设中。