智能变电站配置文件自动化设计方法研究

在国家电网公司已有标准的基础上,提出按智能变电站属性分类,整理并固化内在的二次电气量连接关系。通过对软件的开发设计,开展虚端子自动提取、虚回路自动连接和通讯信息自动划分等关键工作,实现配置文件的自动化配置。此系统设计实用性强、稳定可靠,可显著提高智能变电站的设计效率。     

智能变电站过程层二次光纤回路自动设计方法研究

在智能变电站过程层二次回路连接中存在大量光纤连接,在二次光纤回路设计过程中需要针对二次设备间的信息交互情况确定光缆规格以及纤芯连接关系,以此为基础绘制二次光缆联系图。依据现有智能变电站二次回路的相关设计规程,通过总结和模拟设计人员开展二次回路的设计方法与流程,提出了一种二次光纤回路自动生成与调整的设计方法。依据IED装置的信息逻辑图和全站SCD文件,通过装置间的端口对应实现虚实回路对应,在自动生成光纤回路时将控制块列表信息添加到纤芯中,在自动调整光纤回路时,根据纤芯中控制块列表信息,尽可能保证原有光纤回路中未被修改的光缆编号或规格保持不变。该方法将设计人员的工作重点聚焦于二次回路连接原理的设计,与二次光纤回路相关的图纸可由软件按照标准的图样自动生成,在明显提高设计效率的同时有效规避了人工设计方式下二次回路虚实连接信息不对应的人工错误,可显著提升智能变电站二次回路设计的正确性。     

智能变电站二次设备即插即用文件自动配置 技术研究及平台研发

智能变电站SCD文件生成复杂,同时这些过程均需人工配置,易由于人为因素引起错误。针对这些问题,提出了智能变电站二次设备即插即用文件自动配置技术。首先,对智能变电站二次设备配置文件自动生成下发的机制进行了说明,从智能变电站二次PNP对象、智能变电站PNP注册管理和智能变电站PNP对象通信接口阐述了P2P信息交互架构。设计了配置文件自动配置逻辑,并对SCD配置文件自动配置、间隔层二次设备自动配置和过程层二次设备自动配置分别进行了说明。提出了基于IEC61850的即插即用标准接口模型,并对各类接口分别进行了说明。最后,智能变电站二次设备配置文件自动配置应用证明了所设计系统的可行性。     

智能变电站中的虚端子设计方法研究

通过介绍现阶段智能变电站虚端子设计中遇到的问题,分析目前其存在的原因,并提出新的虚端子设计方法：以一次系统接线及二次装置ICD文件为初始设计信息,通过可视化的配置工具完成二次系统的配置、虚端子的连接及装置间的逻辑接线,自动生成GOOSE、SV信息配置表,最终形成全站SCD文件CID文件。该方法既有利于虚端子设计的规范化和标准化,也有利于智能变电站的调试、扩建工作。     

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。     

变电站二次系统数字化及三维接口设计应用研究

为提高变电站二次系统设计的工作效率,实现设计过程的智能化、系统化、标准化,通过研究智能变电站二次系统设计数字化设计体系,形成能够满足智能变电站设计、施工、调试、运行各阶段要求的二次系统数字化设计文件。针对传统变电站二次系统设计范围,利用二次系统设计软件进行原理图的绘制,实现端子排图、电缆清册的自动生成。在实现传统变电站数字化设计基础上,利用电力设计软件实现智能变电站光缆虚端子的链接和自动生成。最后,在变电站设计数字化的基础上,建立变电站一次设备与二次设备之间、电缆清册与电缆敷设之间、光缆/虚拟端子与设备之间的二维到三维的可视化接口,实现面向对象的图模一体化变电站设计。     

智能变电站二次设备即插即用理论模型与应用研究

为解决智能变电站新建及改造过程中二次设备配置繁琐和文件生成复杂的问题,提出了智能变电站二次设备即插即用理论模型。为实现即插即用的功能,首先设计了二次设备即插即用框架,针对设计的框架,从硬件层面和软件层面实现需求功能。硬件方面采用双核异构处理器外加FPGA构成的三核硬件平台,软件方面实现分层化设计,由支持层、功能层、应用层系统组成,实现了层与层的解耦,便于后期维护和软件组件的重用。在二次设备模型基础上,增加即插即用特有的数据及功能描述,从设备、数据和功能三方面进行了说明。为测试功能应用,进行保护和测控两方面验证仿真。同时设计了二次设备顺序控制、防误闭锁、五防闭锁和虚端子校验等方面控制校核逻辑。最后,通过功能测试证明了所设计模型可正确自动进行设备配置的读取、下装和相关参数配置修改。     

智能变电站二次虚回路连线自动生成实践

智能变电站二次虚回路设计是智能站设计的主要工作,对智能站安全可靠运行具有重要意义。为提高虚回路配置效率,降低出错概率,提出了一种智能变电站二次虚回路自动生成的办法。该办法通过系统规范描述文件(SSD)中的间隔配置信息以及设计的“间隔连线表”,基于共同信息模型,实现二次虚回路连线根据特征字自动匹配。此方法采用自动匹配过程,优于原来的人工连线,可以有效降低人工参与度,从而提高二次虚回路构建的工作效率和可靠性。该研究内容对于相关工程实践具有较好的借鉴价值。     

基于相似度计算的学习型模板库在虚回路设计和校验中的应用

智能变电站二次回路设计基本相通,由于虚端子描述尚不统一,使得新建站虚端子连接无法复用,仍采用人工点对点连接,导致效率不高。提出自动创建虚回路模板库,通过关键字匹配实现虚回路的自动设计和完整性及正确性校验,其核心在于学习型模板库海量学习已有配置描述(SCD)文件,采用中文分词技术进行关键字提取,引入经典的RKR-GST算法完成虚端子描述的相似度计算,从而进行关键字的匹配整合,从而创建、整理和完善虚回路模板库。试验证明,通过该方法对新建智能变电站的虚端子连接效率和准确性都有较大提升。     

智能变电站二次安措策略自动生成和在线校核技术

针对目前智能变电站在二次安措票填写及校核方面效率不高且容易出错的情况,提出了一种二次安措策略自动生成和在线校核技术,设计了一套检修安措策略规则。软件根据二次设备之间的停役关系以及对应一次设备的停电状态,分析检修安措时的隔离点及隔离措施,自动生成word格式的安全措施票及XML格式的安措执行条目表。开发了一种具有制造报文规范(MMS)通信功能的手持终端设备,解析变电站配置描述(SCD)文件和安措执行条目表并连接相应的二次设备获取实时状态量信息,对安措执行情况以在线可视化图形界面的方式进行在线校核。通过自动生成与在线校核两方面,提高智能变电站现场技改、消缺和校验的工作效率,同时减少人为因素造成的工作失误。     

智能变电站二次系统施工图设计表达方法

从智能变电站二次系统的硬件结构和软件配置入手,分析了二次系统的功能分布及结构特点,研究了IEC 61850信息模型组成及软件配置的实现过程,针对二次系统设计表达的需求,提出了基于标准化虚端子的虚拟二次回路图表协同设计方法。以标准化虚端子和传统二次回路为基础,将设计图纸与IEC 61850数据模型配置结合,将隐含在信息模型中的逻辑回路以可视化图纸的形式表达出来,同时,采用网络联系图、采样值(SV)/通用面向对象变电站事件(GOOSE)信息流图、虚拟二次回路图表完整反映了各装置之间的信息连接。该设计表达有助于施工调试的运行维护人员清晰理解和掌握智能设备之间的交互信息,提高现场工作效率。     

基于图神经网络的智能变电站二次回路故障定位研究

为提高智能变电站二次回路故障定位的准确率与可移植性,提出了一种基于图神经网络的智能变电站二次回路故障定位方法。依据智能变电站配置文件制作图数据库,得到二次设备之间的连接关系。结合二次设备告警信号表征,提出了一种二次设备节点的信息表征作为图神经网络的输入。利用图神经网络的理论建立了故障定位模型。以某220 kV智能变电站的二次回路为基准,利用故障图生成模型改变组网方式、订阅关系及网络配置产生不同二次回路故障构成算例。通过实验比较了所提定位方法与其他模型的准确率,实验结果表明该方法有较高的定位精度及较好的鲁棒性。     

智能变电站二次设备就地化防护技术

智能变电站二次设备就地化满足“节材、节地、节能”等要求,是当前智能变电站建设的研究热点。为推广应用智能变电站二次设备就地化建设模式,总结了近年来二次设备就地化防护技术现状,分析温度、湿度、电磁干扰对二次设备的干扰机制;针对现有防护技术的不足之处,提出了一种预制舱防护方案,描述了舱内柜体单列和双列配置方法,具有布置紧凑、经济性好、防护效果明显、可厂内预制生产、建设周期短的特点,有效提高了智能变电站建设效率,降低了智能变电站建筑面积、工期、投资等指标。智能变电站二次设备就地化将进一步推进智能变电站“标准化设计、工厂化加工、装配式建设”,具备推广应用的价值。     

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IEC61850的MMS客户端软件设计

基于IEC 61850的MMS客户端软件遵守SCL模型,实现智能变电站一次设备数据采集、控制功能,召唤文件、召唤遥测值、遥信值、模型以及配置监测等功能.客户端软件主要采集间隔层的设备数据,通过模型树实现MMS的各个功能模块.平台提供了良好的用户界面,操作简单实用,已在多个电压等级智能变电站现场使用,能够提高智能变电站的调试效率.     

220kV西泾智能变电站二次系统设计技术研究

针对智能变电站网络化信息共享的特点,根据220kV西泾智能变电站实施方案,提出＂SV/GOOSE信息流图＋SV/GOOSE信息逻辑配置表＋装置光缆联系图＂的智能化变电站二次施工图设计方法。SV/GOOSE信息流图表达逻辑原理,SV/GOOSE信息逻辑配置表将原理映射为虚回路的具体输入输出信号关联,装置光缆联系图描述物理介质连接方法。三者结合,准确指导了西泾变电站工程的数据模型配置、施工及调试。在此基础上提出加快开发智能站二次系统设计工具的需求。     

基于WSNs的变电设备状态监测系统研究

变电设备状态监测系统作为保证电力设备安全运行以及提升变电设备生产运行管理精益化水平的重要手段,已经成为智能电网研究的热点。文章以智能变电站状态监测系统为研究背景,提出了基于无线传感器网络的状态监测系统建设方案,实现过程层、间隔层、站控层3层之间无线通信;讨论了系统架构、接口规范、太阳能供电系统、基于无线通信技术的IEC61850通信、无线通信模块配置等问题,并将该系统研究内容应用于智能变电站状态监测系统中。通过系统运行以及监测数据分析,表明该设计从整体上减少了变电站状态监测系统的施工成本,提高了系统的性能,对变电设备状态监测系统建设具有非常重要的意义。     

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。