基于间隔功能动态部署的智慧变电站集群测控装置研制

智慧变电站集群测控装置采用通用的软硬件平台和过程总线技术,基于IEC61850标准,集成智慧变电站多个间隔的测控功能。采用即插即用的思想,面向间隔设计,将实体测控装置虚拟化,间隔功能动态集成、灵活部署,适应智慧变电站的不同应用场景,满足改扩建便利性要求。通过配置"单间隔实体测控装置+集群测控装置",集群测控装置中各虚拟测控单元与单间隔实体测控装置一一对应,实体测控装置故障后自动切换到集群测控装置中对应的虚拟测控单元,实现了智慧变电站测控功能的集中式后备。试验验证和工程应用表明,集群测控装置缩短了设备故障导致测控功能失效的时间,提升了智慧变电站自动化系统的可靠性。     

采用虚拟化技术的智能变电站间隔层集群测控装置研制

目前智能变电站测控装置按间隔配置,存在设备数量庞大和无备用装置等问题。文中研究了间隔层新型集群测控系统并开发集群测控装置。该系统打破了按间隔配置测控装置的限制,利用数台集群测控装置实现全站监控功能,各台集群测控装置之间通过测控功能的动态迁移实现相互备用。阐述了新型集群测控系统及装置的功能构成、软硬件架构和关键实现技术。型式试验和现场试用结果表明,所研制的集群测控系统及装置能够满足智能变电站监控需求,与现有智能变电站监控系统的运维、管理模式兼容并实现了测控装置的冗余备用和集中运维。     

智能变电站集中式后备测控技术研究

为解决智能变电站测控装置无后备冗余的问题,通过测控虚拟化技术、冗余迁移技术、后备机制和模型等价原理等关键技术的突破,完成了智能变电站集群测控装置的研制,实现了智能变电站测控热后备,保证了常规测控故障时监控系统的正常运行。集群测控装置现场投运后,功能正常,运行情况良好。     

智能变电站高压测控装置的应用解决方案

针对智能变电站高电压等级双重化配置的过程层智能设备同时接入单套配置的间隔测控单元的要求,提出了一种可行的测控装置应用解决方案.基于测控平台开发的测控装置软硬件设计采用多CPU软硬件协作方式,主要功能包括交流采样值(SV)处理、GOOSE输入/输出、同期功能、间隔联闭锁功能.方案采用2个完全相同的前端模块实现对双套设备的...     

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。     

智能变电站集中式站域测控装置设计与实现

为了在IEC61850标准下,实现多间隔的四遥功能及联锁与程序化操作功能、实现集中式测量与控制、实现跨间隔信息的共享、方便跨间隔五防联锁和程序化操作等问题,本文在现有的智能变电站技术基础上,提出了一种新型集中式站域测控装置设计方案。在该方案基础上,为了解决如何保证和提高集中式站域测控运行的可靠性,本文又提出了一种集中式站域测控装置的冗余配置方案和面向间隔的切换的方式,解决了在主备切换时扩大间隔的问题。该方法通过仅比较冗余组内两个间隔运行状况,可以分析判断出运行状况上的优劣,明确当前间隔的主设备,有效解决在切换时出现死锁的问题,准确切换故障间隔,把切换扰动降为最小,缩短切换时间。数据同步机制也保证了在主备间隔切换后,数据的完整和一致性,做到数据不丢失不误发。     

采用集群测控的智能变电站新型监控方案技术经济性分析

以间隔层集群测控装置为核心的智能变电站新型监控方案，可减少间隔层装置数量、实现测控装置的冗余热备用，为了将新型监控方案推广应用，亟须深入分析新型监控方案的技术经济性能。在分析间隔层集群测控技术和新型监控体系架构构成原理的基础上，从设备投资、调试工时和运维效率等3个维度对比分析新型监控方案与现有监控方案的经济性。根据典型变电站成本算例，发现新型监控方案可以大幅减少工程成本；利用成功流（Goal Oriented,GO）法对新型监控方案进行可靠性分析，发现新型监控系统采用间隔层集群测控装置的冗余配置，其遥测、遥信和遥控的成功概率也高于传统监控系统。采用集群测控装置的新型监控系统不仅完全满足智能变电站监控技术需求，而且具有明显的经济效益和更高的可靠性，并与现有监控系统在管理和运维模式上完全兼容，具有较高的推广应用价值。     

数字化变电站双测控实现方案探讨

针对目前数字化变电站建设中出现的双测控配置要求,分析了双测控配置给变电站自动化系统带来的问题,提出了2种变电站双测控装置冗余配置的实现方案.对2种实现方案的优缺点进行分析,提出1种满足双测控配置的实时性无缝切换方案.该方案在广东茂名文冲口变电站的应用表明,其能很好地解决测点选择和遥控操作冲突的问题,安全、可靠.     

智能变电站测控功能集中式冷备用装置的研制

智能变电站测控装置目前没有备用,测控装置故障或异常时,相应电气间隔将失去测控功能。测控装置双重化方案曾进行过一些试点,实现技术已趋于成熟,但另增一套测控装置的成本过高阻碍了其推广应用。采用测控功能的集中式冷备用技术,能够以较低的成本解决测控装置无备用难题。文中详细描述了集中式冷备用所使用的虚拟测控装置的模型辨识技术、一致性验证技术,以及集中式备用解决方案。     

中低压保护控制异构双重化方案研究

110 k V以下电压等级电网出线间隔一般按远后备方式配置保护(单套配置),当主保护拒动时远后备保护无选择性切除故障,一定程度上降低了供电可靠性,出线间隔保护测控一体化装置存在异常后保护和远方控制功能同时失去的风险,造成一次设备较长时间无保护运行。研究了远后备配置方式下提升保护的选择性,并基于现阶段智能变电站的技术,提出一种通过增加智能化接口方式实现保护控制功能的异构双重化配置方案,以较低的成本增加为代价实现中低压保护的冗余配置,使远后备保护具有选择性。     

新一代智能变电站控制保护一体化智能终端研究与开发

适应新一代智能变电站对二次设备功能一体化的要求,对集成保护控制功能的智能变电站一体化智能终端进行研究。结合间隔层和过程层二次设备的工程配置,对一体化智能终端的接口标准化、功能整合、信息共享、整装置的即插即用、软硬件集成以及可靠性设计等进行研究。依托新一代智能变电站层次化保护系统体系架构,提出一种实现间隔功能自治的一体化装置设计方案。采用多CPU信息融合与高速交互技术,在一套装置中集成了合并单元、智能终端、测控和保护装置的功能。基于紧凑型设计原则开发了适用于220 kV线路间隔的智能变电站控制保护一体化智能终端样机。通过测试验证,表明方案能减少二次设备数量,简化智能变电站系统架构。     

智能变电站集群测控系统的研究及应用

为解决测控装置无后备、常规站智能化改造、二次设备预制舱空间有限等问题,通过测控装置的虚拟化、异常处理和后备机制以及ICD模型自适应等关键技术突破,完成了智能变电站集群测控系统的研制并开展了试点应用。智能变电站集群测控系统实现了测控装置功能后备,减少了常规站智能化改造停电时间,为智能变电站二次设备预制舱提出了合理的解决方案。     

基于聚类的智能变电站SCD文件内部比对

智能变电站系统配置文件(SCD)嵌套层次多,包含信息数据量大,查找核对费时费力。现有SCD文件比对大多在同一变电站前后不同版本之间进行,难以发现SCD文件配置错误。提出采用SCD文件描述信息构造样本数据矩阵,对IED分别按变电站间隔与按IED类型聚类,并基于聚类结果对IED比对分析,便于发现IED配置差异及配置错误。算例表明,马尔科夫随机游走与DBSCAN结合能够良好识别IED间隔与IED类型,在同一SCD文件内对IED配置比对能清晰展示同类间隔、同类IED与双重化配置IED配置差别,减少校验工作量,提高智能站运行可靠性。     

220kV智能变电站设备纵向集成方案及其研制

提出了一种纵向集成设计方案并研制了保护纵向集成装置和测控纵向集成装置。采用保护与测控解耦的方式,将保护功能、合并单元、智能终端集成为保护纵向集成智能设备,将测控功能、合并单元、智能终端集成为测控纵向集成智能设备,减少了装置间的数据交互环节,解决了过程层采样值(SV)、通用面向对象变电站事件(GOOSE)数据传输带来的延时增加问题,提高了保护装置的动作速度和可靠性。保护与测控功能的解耦,体现了功能分配的合理性,解决了智能电子设备能力描述(ICD)模型文件耦合带来的运维问题。重点阐述了单间隔的线路纵向集成装置、母联纵向集成装置以及跨间隔的母线纵向集成装置、变压器纵向集成装置在智能变电站中的设计与开发。     

面向智能变电站模型应用的二次设备建模优化

目前智能变电站二次设备建模主要关注通信层面的互操作性,而信息语义层面的互操作较差,难以支撑实现业务功能的自动配置。随着基于二次设备信息的智能变电站运维等高级应用技术的应用,二次设备模型语义基础的薄弱越来越成为阻碍变电站智能化技术发展的主要问题。针对上述问题提出了二次设备模型优化原则,通过智能电子设备能力描述模型的语义化增强模型的自描述特性,支撑实现基于间隔关联的一、二次设备模型自动关联,为智能变电站各类配置工作的模板化奠定了基础。该方案可实现智能变电站运维等高级应用功能自动配置,可显著提高智能变电站配置的效率及质量。     

智能变电站二次系统仿真测试和集成调试新模式的探索和研究

针对目前智能变电站二次系统测试和集成调试的环境搭建工作量大、配合环节多、调试周期长、高级应用功能难以进行整系统的集成调试问题,提出了一种智能变电站二次系统仿真测试和集成调试的新模式。以智能变电站应用功能测试和集成调试为中心,对二次系统集成测试进行了有效的分离。利用等效仿真和仿真测试技术手段,构建仿真测试系统,支撑各部分应用功能的测试和集成调试的进行,有效地提高了智能变电站二次系统各应用功能集成调试的效率,同时也达到和真实装置集成在一起进行集成调试模式同样的调试效果。为了实现智能变电站二次系统仿真测试和集成调试的新模式,还对站控层应用功能业务流嗅探技术和间隔层二次设备通用仿真技术进行了简单的阐述。该模式在智能变电站工厂集成测试、现场集成调试以及智能变电站改扩建调试中进行了实践和应用,取得了良好的效果,具有很好的经济效益和社会效益。     

智能变电站顺序控制功能模块化设计

总结分析变电站当前顺序控制功能采用的方式,结合智能变电站网络性能总体水平较高的特点,以变电站内后台监控系统为平台进行模块化设计,基于IEC 61850标准对顺序控制的过程状态和操作配置进行建模,设计了顺序控制功能标准化的状态模型和控制模型,结合该功能模块化设计时对外交互的方式进行探讨,重点阐述与其关联的后台监控系统、智能操作票系统、五防系统、视频监控系统之间的信息交互方式,供智能变电站顺序控制功能模块化和标准化建设参考。