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。     

智能变电站采样值同步及其测试技术

基于电子式互感器和合并单元的智能变电站数字化采样模式存在传输上的同步问题。本文着重探讨了插值法在采样值同步上的具体应用,通过对某220 kV智能站合并单元和间隔层装置的同步测试验证,基于该方法的同步技术符合当前直接采样模式下的各项技术要求。     

智能站合并单元采样方式问题探讨

智能变电站发展过程中,智能继电保护采样方式主要经历了"电子式互感器+合并单元"、"常规互感器+合并单元"、"常规互感器电缆常规采样"3种方式,其中"常规互感器+合并单元"的采样方式在目前的智能站中大量使用,针对此方式中合并单元的采样延时、插值同步等问题进行了分析探讨,明确了合并单元存在增加继电保护动作时间、同步异常易导致差动保护误动问题。将智能站改进为常规采样方式后,对继电保护可靠性和电网的稳定性均有较大的提升。     

智能变电站与传统变电站若干关键技术比较

随着智能变电站投产的数量日益增多,其涉及的新技术应用也越来越普及。与传统变电站比较,智能站新增了电子式互感器、合并单元、智能终端、网络分析仪等新的智能电子设备(IED)。二次设备间的电缆硬接线基本取消,代之以通过光纤、过程层交换机、站控层交换机构成的网络传输报文信号。二次设备的冗余配置方案也有不同之处。文中重点比较智能站与传统站在二次交流回路、检修压板的应用、重合闸回路的不同之处,阐述智能变电站新技术应用对现场运行维护工作产生深刻的影响和变化。     

《电气时代》2012年第9期精彩内容回顾

封面报道变电站智能化:通向未来的电力之路智能化变电站设计改进及实施超高频法局部放电在线监测技术在智能变电站中的应用智能变电站控制回路断线不能告警的改进措施智能变电站电流互感器容量选择变电站步入智能通途     

电子式电压互感器采样数据异常因素分析

随着国家大力推进智能电网建设,越来越多的电子式电压互感器参与到智能电网的运行中,电子式电压互感器采样异常必然会对智能电网的运行产生影响。本文介绍了电子式电压互感器的应用情况,讨论了电子式电压互感器的结构特点。结合一座新一代智能变电站的运行情况,本文对其运行过程中所发生的电子式电压互感器采样数据异常因素进行了深入分析,给出了相应的解决方案,并通过相关的研究和测试,验证了方案的有效性,对智能电网的稳定运行具有一定的参考价值。     

智能变电站差动保护不平衡电流产生原因

智能变电站在运行维护上存在着新的问题,在差动保护方面,智能变电站差动保护的不平衡电流产生的原因和常规站不尽相同。分析了智能站差动保护不平衡电流产生的原因,并说明了这些原因的产生不只是由于设备误差,也有可能和电流互感器变比设置、合并单元延时参数设置、保护软压板投退不当等因素有关,这些都是智能变电站在建设和运行时存在的缺陷。将这些缺陷按照影响大小分类,并研究了对应的排查方法。     

智能变电站智能组件电磁兼容控制技术的分析与研究

研究了智能变电站电磁干扰源的测试方法及电磁干扰源特性。结合实验室环境下对电子式互感器的测试数据,分析了智能变电站在投合母线刀闸导致电子式互感器采集器异常及光输出信号幅值、相位发生改变的原因。研究了智能变电站其他智能组件所处电磁环境的特性。     

一种基于站域电流信息的保护系统监测元件

智能变电站中继电保护是包含合并单元、保护设备和智能终端的保护系统,保护系统中各智能电子设备的运行状态及其可靠性,直接关系到电力系统的安全运行。目前,智能变电站保护系统中各智能电子设备运行状态缺乏有效的监测手段。根据站域保护可通过GOOSE网络获取全站所有回路电流信息的特点,研究了一种基于站域电流信息的保护系统监测元件MRPS,它能准确识别合并单元、电子式电流互感器和智能终端的异常和故障,从而实现对保护系统中各种智能电子设备运行状态的实时监测。     

智能变电站的电磁兼容性测试

浙江省电力公司在110kV大侣智能变电站组织实施了国内首次人工短路试验,该试验不仅验证了非传统互感器和智能保护系统的可靠性,还测试了系统故障情况下站内电磁兼容性。文中从站内工频电磁场变化、二次回路的电磁干扰、通信回路的电磁干扰3个方面分析了当前智能变电站面临的电磁兼容性问题,并有针对性地提出了解决方案。     

基于无线数据通信的智能变电站二次设备集成测试系统开发

针对现有的智能变电站仿真试验系统无法良好应用于变电站现场等问题,提出了一种基于无线数据通信的智能站二次设备集成测试方案,并研发了系统软硬件。该系统采用电磁暂态计算获取整站正常运行及间隔典型故障的电流电压值,通过专用的亚毫秒级高速同步无线数据通道将试验数据发送到各被测间隔,并开发分布式数据终端实现仿真测试系统与变电站二次系统的无缝连接,完成二次系统不同范围、不同功能的重点测试。通过实际变电站的模型搭建及故障仿真测试,验证了该测试系统的有效性。     

基于无线传感网络的变电站分布式

分析了变电站高压设备变压器、断路器、互感器和电容型设备的在线监测技术与功能,提出基于无线传感网络的变电站设备在线监测方案,据此完成了基于ZigBee技术的分布式在线智能监测系统的总体方案和软硬件设计。结果表明,该系统将传感器和控制器连接到ZigBee网络中的节点上,实现了传感器和控制器的无布线的散列摆放,用户无需重新布线,就能轻松实现对一次设备状态信息的多种智能控制,可方便地为智能变电站提供实时信息。     

230 kV optical voltage transducers using multiple electric fieldsensors

230 kV optical voltage transducers were constructed and tested. These transducers use three electric field sensors whose positions and outputs are selected and combined, respectively, in accordance with the quadrature method to obtain a voltage measurement. They meet IEC 0.2% class specifications and maintain 0.2% class accuracies even in the presence of electric field disturbances caused by local changes in geometry external to the transducer. The local changes in geometry used in the testing mimic those that may occur in a substation, e.g., installation or movement of equipment     

一种应用于智能变电站和调度主站之间的通信映射方法

随着智能电网建设的深入推进,主站和变电站间模型及信息共享要求剧增,而目前子站与主站间的常用通信规约已无法满足通信的需求。提出了一种实时服务通信协议,它以IEC61850为基础,在特定通信服务映射开放性的基础上,直接将抽象通信服务接口(ACSI)映射到TCP/IP通信协议栈,构建适应于智能电网建设需要的通信规约,满足智能变电站与主站间无缝通信要求。同时还提出了相关模型的转换方法及校验方法。     

智能变电站站控层测试技术研究与应用

根据智能变电站一体化监控系统功能及应用情况,设计了智能变电站站控层测试系统架构,对测试系统架构各功能模块及信息交互过程进行了分析。然后对智能变电站站控层测试技术进行了深入研究,分别围绕站控层数据交互测试技术、监控主机测试技术及远动功能测试技术进行研究,创新性地提出了测试策略可配置、通信报文可订制、交互行为可控的站控层数据交互测试方法,监控主机信息闭环测试方法,基于取代服务的电力远动装置测试方法。为了验证提出的测试技术方案可行性,通过软件技术实现了具有上述技术特征的测试系统,含保护测控信息仿真系统及调控主站仿真系统。最后经工程应用实践,智能变电站站控层测试技术提高了测试效率,并保证了测试结果的可靠性。     

智能变电站高级应用功能测试平台

智能变电站的高级应用对于建设坚强智能电网具有重要意义,而对高级应用的功能测试目前还缺乏立足于全站规模的实时闭环仿真。利用RTDS搭建了全站一次系统模型,过程层、站控层分别组网．设置了过程层设备与RTDS进行模拟量及开关量通讯的接口,进而构建了智能变电站高级应用功能测试平台、该平台可以用于智能变电站高级应用功能的测试,各层标准化的接口方式便于增加测试间隔及相应设备,具有良好的可扩展性;同时,随着RTDS外接GTNET卡与国内智能站IED互操作性能的提升。平台所需过程层设备可以大大简化,具有可升级性．     

智能化变电站二次侧电能计量系统计量误差分析及现场检测方法

针对智能化变电站模拟量输入式合并单元的电能计量系统误差超差问题,构建了智能化变电站二次侧电能计量模拟系统及其检测平台。在电压合并单元、电流合并单元、数字化电能表均满足检测规范要求的前提下,分析可能造成电能计量误差的因素,开展电能计量误差的影响测试,最终确定了影响电能计量误差的关键因素及其影响程度,并提出了智能化变电站二次侧电能计量系统现场测试检测平台,从而解决其计量误差超差问题。     

智能变电站二次设备自动检测系统设计

介绍了一种基于IEC61850通信规约,由PC机和嵌入式测试仪两部分构成的自动检测系统能够实现对测试设备的自动虚拟接线,可方便、灵活地设置检测方案,实现基于检测方案的输入信号自动模拟、输出信息自动验证、测试过程自动记录等功能。自动检测系统的软、硬件设计考虑到系统实时性的需求,能够对站内二次设备大多数功能实现自动检测,对于智能变电站的测试具有积极的意义。     

新一代智能变电站开关综合监测装置研制

针对新一代智能变电站建设需求及国家电网公司对新一代智能变电站集成化设备的技术要求,文中设计了一种适用于新一代智能变电站的高压开关/GIS功能整合型监测装置。根据功能特点将分立的机构监测IED、测量IED、监测主IED、避雷器监测IED功能进行整合,完成间隔内高压开关的状态监测、就地诊断、二次设备在线监测功能。试验及现场运行结果表明,设计的装置有效减少了间隔监测装置的数量,具有很好的应用前景和推广价值。     

智能变电站嵌入式平台测试系统设计及应用

智能变电站使用的装置均采用嵌入式软硬件平台架构,经过新一代智能变电站建设的试点,智能变电站长时间运行的可靠性仍有待提高。针对智能变电站嵌入式平台的特点,开发了一套测试嵌入式平台的测试系统。该测试系统基于实际的软硬件平台,针对内部通信特点,定制测试用例驱动,能够模拟极端情况下各个板卡间协调工作和运行的可靠性,实现软件平台任务调度、时间和内存管理、中断和边界等功能及性能的自动测试和分析。通过该嵌入式平台测试系统,能够快速模拟装置整个生命周期的运行状态和可能出现的异常现象,从而保证智能变电站相关产品的稳定性。该测试系统已经在智能变电站软硬件平台的研发测试过程中得到了充分的应用。