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。     

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。     

基于站控层GOOSE的站域控制实现方案

提出并实现了基于站控层通用面向对象变电站事件(GOOSE)的站域控制系统。该系统由间隔层装置、监控子系统和站域控制子系统3部分构成,实现了智能变电站内的备用电源自动投入(简称备自投)、过负荷联切、过负荷闭锁等站域控制功能,并利用已有的双冗余站控层网络传输GOOSE报文,有效提高了站域控制动作的实时性,可替代现已使用的各种备自投、过负荷联切等装置和系统,已在多个智能变电站中得到应用。     

面向服务端的变电站自主可控站控层服务协议一致性测试技术

变电站二次系统通信报文规范（CMS）协议定义了将IEC 61850标准中抽象通信服务接口直接映射到传输控制协议/网际协议（TCP/IP）进行数据交换的方法,实现了对制造报文规范（MMS）的替代。为了实现变电站二次系统CMS协议的推广应用,需要开展一致性测试。在深入理解二次系统CMS协议编码规则的基础上,分析了其与MMS的区别,面向扩展服务设计了测试用例,提出了基于协议插件的二次系统CMS协议一致性测试方法。基于所提一致性测试方法,开发了一致性测试工具,并将其应用于自主可控变电站二次设备出厂验收,提升了一致性测试效率,保证了一致性测试的准确性与可靠性。     

智能变电站站控层设备监测系统设计及应用

针对变电站无人值守环境下智能变电站站控层设备缺乏全面有效监测手段的问题,设计了一套站控层设备监测系统。系统对站控层设备硬件、软件和核心业务进程进行实时状态监测,提出了一种周期动态变化轮询策略,使用图形可视化方式展示监测数据。对监测数据进行故障分析和智能告警,通过告警直传上送调度主站,实现远方和本地对站控层设备健康状态的全面掌握和故障预判。最后给出了该系统在工程实施中的部署方式和应用效果。     

智能变电站过程层网络技术的研究与应用

智能变电站三层网络结构中,过程层网络是最直接与一次设备连接的最底层,它的运行稳定性直接关系到全站的安全稳定运行。在此基础上分析了网络拓扑结构、SMV采样信息与GOOSE网、数据传输通信模型等过程层的理论、组成和基本要求,提出了三种典型的过程层组网方案。对三种方案的优缺点进行理论分析,同时在辽宁大石桥智能变电站进行了多次专项测试,最终验证提出三网合一技术方案性能指标完全满足智能变电站技术规范,能够保证智能变电站安全、可靠的运行要求,可显著提高过程层网络的运行可靠性,证明组网方案切实可行,值得推广。     

基于IEC61850的智能变电站测试及故障处理研究

IEC 61850标准的应用就是使变电站系统网络化和数字化的过程。这一过程使智能变电站赋予了新的工作内涵,也对智能电网检测、现场调试与验收工作提出了全新的要求和规范,这不仅需要根据IEC 61850标准测试和验证系统中的硬件、软件,还需对系统中使用设备的配置文件、系统数据和信息模型文件进行测试和验证,但更重要的是必须测试这些设备在网络中运行的性能,对整站进行系统级测试,并对故障进行处理。     

智能变电站用工业以太网交换机测试技术研究

在研究工业以太网交换机硬件结构和功能的基础上,分析了智能变电站对工业以太网交换机的需求,总结目前智能变电站用工业以太网交换机测试技术的现状,从面向交换机硬件结构和智能变电站应用两个方面提出相应的测试策略和方法,并给出交换机自动化测试系统的实现方案。     

智能变电站二次系统集成测试平台设计

智能变电站二次系统集成测试涉及环节多、周期长,严重影响了智能变电站工程建设效率。分析了智能变电站与常规变电站二次系统测试的主要差异,归纳了智能变电站集成测试的主要内容,设计了满足IEC 61850标准的二次系统集成测试平台,完成了典型间隔的间隔层和过程层设备测试,实现了二次系统的可视化展示与管理,从而提高了系统联调测试效率,具有工程实用价值。     

基于智能变电站组合设备仿真测试与集成联调技术方案研究

通过关注新一代智能站二次系统技术,构建全站集成联调仿真环境。该环境包括仿真测试激励源、配套的检测工具、以及相应的后台系统。总结二次设备集成测试技术和二次设备集成测试流程,对仿真测试配套技术、配置数据参数的智能化处理、仿真测试系统开发等新智能站就地层集成测试技术进行分析,将结果应用于变电站现场以实现快速、高效检测,提高联调效率和现场分析解决问题的能力。结合智能变电站工程中的故障仿真形式,通过母线保护装置性能和电子式互感器校验证明该测试方案科学有效。     

基于一体化监控系统的智能变电站顺序控制模块互换性研究

智能变电站一体化监控系统的构建,决定了高级应用功能必须模块化发展以实现不同厂家高级应用模块间的互换。但目前高级应用功能设计没有标准化,缺乏高级应用模块间信息交换服务的通用模型,无法满足上述要求。以顺序控制为研究对象,依照IEC 61850标准,扩展了急停/自动操作数据对象和视频监控联动逻辑节点（LN）,利用扩展协作图构建了顺序控制功能的统一模型。最后提出一种基于数据服务器（Data Server）回发GOOSE报文的信息交换服务模型,完成了顺序控制功能的标准化,实现了不同厂家模块间的互换性,从而进一步提高     

智能变电站二次系统通用测试平台方案

提出了一种结构灵活、功能可配的智能变电站二次系统通用测试平台方案。通过双向接口整合动态模拟、数字仿真等系统资源,建立不同电压等级变电站一次系统模型、设备运行环境。通过配置文件、物理设备构建智能变电站系统级通用平台,可以实现在智能变电站系统环境下对继电保护、时钟同步系统、网络架构、高级应用等对象的闭环测试。建设的通用测试平台在事故反演与分析、工程调试,尤其是在国家电网公司二次设备入网检测工作中发挥了重要作用,具有较好的创新性与较强的实用性。     

智能变电站综合测试仪的研究与实现

针对目前智能变电站功能复杂、产品多样、实时性要求高的特点,设计了一种功能全面、测试可靠的综合测试仪。该测试仪支持站控层监控系统、间隔层IED、过程层设备、交换机、校时等设备的性能测试。根据设定测例及流程自动进行正向、负向测试,生成测试报告,方便了后续测试缺陷的查询及修正。该测试仪解决了现有测试仪功能单一、性能测试缺失的问题,提高了测试的效率和质量。通过对相关设备的测试及试验验证,表明该综合测试仪性能优异,达到了预期的目标。     

智能变电站间隔层设备智能定检作业系统的研究

随着IEC61850标准的应用与实施,使智能变电站间隔层设备定检技术的智能化成为可能。从硬件构架和软件功能及其实现过程两方面论述了智能变电站间隔层设备定检作业系统的实现方案,从而实现规范、标准、高效的闭环自动测试,目前已成功应用于贵州电网某智能变电站间隔层设备的检测。对通用测试模板的开发、测试用例的自动生成等实现过程中的关键问题提出了相应的解决方案。该系统采用抽象化和模块化设计思路,其构建方法对智能变电站系统联调、验收等工程实践的借鉴具有参考意义。     

智能变电站中在线监测系统设计

结合220 kV智能变电站对站内设备进行在线监测的需求,提出建立基于IEC61850 标准的全站统一平台在线监测系统的技术方案,对各在线监测装置前端数据采集输出进行规范,即将前端数据统一为4～20 mA标准电信号或经就地监测单元处理为可接入集成智能组件的信号.建立了由智能单元和监测单元组成集成智能组件的智能设备模型,并...     

智能变电站仿真三维可视化组件装配技术研究

针对以往变电站三维仿真系统创建成本高、耗时长、不易扩展等问题,提出一种智能变电站仿真三维可视化组件装配技术。可视化组件包括智能变电站内设备的三维模型,以及该设备逻辑功能与IEC61850通信模块的仿真实现。不仅可以通过装配可视化组件快速完成一个智能变电站的三维设计,而且可以通过连接与配置可视化组件的底层模块实现整个变电站的调试与仿真。经过实验表明,该技术能提高新一代智能变电站三维仿真系统的开发效率,还可以为运维人员提供新一代智能变电站底层IEC61850信息流的可视化仿真培训。     

500 kV智能变电站无人值班技术探讨

阐述了500 kV智能变电站采用的智能化一次设备、网络化二次设备、基于IEC61850标准变电站自动化系统及高级应用功能、全站设备在线监测及状态检修系统、远程图像监控系统、智能交直流一体化电源系统以及智能巡检系统等实现真正意义上无人值班模式的智能变电站新技术.设备技术条件的完善和管理体制的优化是实现无人值班模式的研究要...     

智能变电站126 kV智能终端设计与测试方案研究

过程层智能化是变电站智能化的前提和基础;作为过程层核心设备之一,智能终端在保障GOOSE通信可靠性、实时性的基础上,一方面应具备传统断路器操作箱的逻辑功能,另一方面还应实时监测断路器的运行状态,为变电站过程层的高级智能化奠定基础。针对以上需求,结合126 kV智能开关设备的结构特点,采用ARM+FPGA的构架模式,设计开发了一款智能终端,实现了断路器的运行状态实时采集,及断路器、隔离开关、接地刀闸等实时逻辑闭锁控制。设计中ARM主要负责过程层GOOSE通信、开入开出的采集处理等,FPGA负责开入开出的扩展和装置内部逻辑控制,以满足装置的实时多输入、多输出的需求。现场试验测试表明,装置性能符合企业标准,具有较高的现实意义和应用价值,设计中也考虑了后续高级功能实现的有效接口。