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。     

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。     

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。     

智能变电站新型通用保护测控平台研制

为了更好地满足智能变电站保护测控、集中式保护测控和站域保护的应用需求,实现保护测量装置的通用性开发设计,减少后期维护工作量,研制了新型通用保护测控平台。新型通用保护测控平台采用通用、多板多核的分布式设计思想,针对不同应用要求采用多种类型的通信通道和高速数据交换技术,实现了保护测控系统的统一化、标准化、模块化设计,提高了保护测控装置的整体性能,更好地满足了智能变电站自动化系统的应用要求,为智能化的集中式保护测控和站域保护的实现提供了参考和借鉴。     

智能变电站测控装置测试平台的实现及应用

智能变电站自动化系统中,测控装置测试平台作为信息数据采集、设备操作控制的设备,为实现系统的稳定安全运行工作打下了坚实基础。新型的智能变电站拥有多功能监控装置,集成间隔测控、非关口计量和同步相量测量等众多新兴功能,不仅实现了系统高度集成、结构布局合理的目标,更趋向经济节能环保、支撑调控一体化。从智能变电站测控装置的特点出发,深入剖析智能测控装置与传统测控装置的异同,通过构建测控装置测试仿真平台,模拟测试,对其关键技术问题进行分析与总结。     

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。     

智慧变电站集群测控功能冗余切换方案研究

智能变电站测控装置采用单套配置,存在单点故障导致测控功能失效的隐患,无法完全适应智能变电站无人值守的要求.针对"单间隔+集群测控"、"双套集群测控"两种配置模式分别提出了相应的测控功能冗余切换方案.通过配置集群测控装置,采用测控功能虚拟化、定值及软压板状态同步、模型及配置等价实现等关键技术,间隔虚拟测控单元使用跟实体测控装置相同的运行参数、虚端子联系表、联闭锁规则及ICD模型,实现了集群测控装置的功能等价、模型等价及配置等价,解决了智慧变电站测控装置故障时测控功能的冗余切换问题,提升了智慧变电站监控系统的可靠性.通过试验验证和工程应用,验证了方案的有效性和适应性.     

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。     

面向智能电网的跨区直流输电集控化运维体系

将设备级运维环节引入坚强智能电网体系,给出了换流站集控的3种技术路线:站级局域网延伸集控模式,分层分布集控模式,共享数据平台集控模式;阐明了多站集控条件下保证安全生产、充分发挥多站集控优势的换流站集控管理体系及其分阶段建设步骤。指出跨区直流输电系统"大运行"试点方案分3个阶段实现,分别是技术实现阶段、区域集控阶段和评估决策阶段。展望了未来跨区电网运行维护新格局及其优势。     

智能变电站故障预测与健康管理关键技术及展望

随着智能变电站系统自动化程度的快速发展以及新型传感器的广泛应用，智能变电站内电气设备数据挖掘直接关系着智能变电站的可靠性、稳定性和安全性。针对大数据背景下智能变电站的智能运维，着重介绍故障预测与健康管理(prognostics and health management,PHM)技术在智能变电站的应用，并采用状态检修系统开放体系架构（open system architecture condition-based management,OSA-CBM）标准对PHM系统的层次结构进行了梳理。首先，在对智能变电站系统结构进行分析的基础上，重点总结了可用于智能变电站的基于数据驱动的各种故障诊断及寿命预测方法；然后，系统分析了智能变电站中的检修管理的研究成果；最后，基于OSA-CBM架构提出了一种可用于智能变电站的PHM架构。     

新一代智能变电站一体化信息平台设计

智能变电站是智能电网建设的重要环节之一,是电网运行控制的基础。站内信息采集的准确性和实时性直接影响智能电网整体运行控制的安全性和有效性。针对调控一体化模式对变电站的要求,提出智能变电站应实现的具体功能。通过分析站内信息流现状,论述了智能变电站信息流传输架构优化方案,体现了信息高度融合和功能集中的设计原则。从全景数据中心、公共服务、平台基础应用、安全管理等方面研究站端技术支持系统,提出了一体化信息平台的建设方案。     

无防护安装就地化保护应用与实践

阐述了国内微机保护的发展历程以及目前继电保护所暴露的一些问题,提出了继电保护的小型化和就地化。具体研究了全站二次系统架构、智能管理单元及就地化操作箱。提出了无防护安装就地化保护的预期目标:通过就地安装减少中间环节提升保护快速性,可靠性和减少干扰;通过即插即用的检修模式缩短保护装置的更换时间,提高检修效率;推动智能站二次系统整体设计方案优化及运维技术和管理的创新,实现变电站安全可靠、运维便捷、节能环保、经济高效。无防护安装就地化保护的基础技术条件已具备,已有就地化线路保护与就地化分布式母线保护经过了实践检验,无防护安装的就地化保护将开启变电站建设、运维的全新模式。     

智能站与常规站二次系统主要技术差异

智能变电站是变电站自动化技术发展的延伸,以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求,自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能。从基于模拟信号、电缆连接、数据繁杂的传统变电站转变到数字信号、光纤连接、数据统一的智能变电站,其二次系统发生了根本性变化。从变电站自动化系统、时间同步系统、一体化电源系统、智能辅助系统、高级应用5个方面,分析了智能站与常规站技术的差异,有助于提高智能变电站设计、建设、运行维护水平。     

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。     

安全稳定控制管理系统的研制及应用

随着智能变电站和智能调度的快速发展,现有安全稳定控制(简称稳控)管理系统存在多方面的不足。基于统一应用支撑平台,研制了新一代稳控管理系统。分析了稳控管理系统的硬件结构,设计了分层模块化的软件架构,提出了支持EMS/稳控管理一体化运行的数据库模式,实现了一体化建模和一体化数据展示。重点阐述了稳控装置的统一接入、远方控制、可视化展示、策略预警和智能告警等功能。研制的系统已经在多个电网得到成功应用,为稳控系统的运行管理和事故处理提供了技术支撑。     

厂站运行辅助设备及环境设备的集中监测系统解决方案

随着电力系统建设规模日趋壮大,变电站无人化已势在必行。厂站运行辅助设备、环境设备的数量和类型均相对较多,实现设备的高效、集中监控管理便成为了首当其冲的难题。基于自动控制和新型传感技术采集设备的相关开关量信息,设计并提出了一种新型的厂站运行辅助设备及环境设备的集中监测系统解决方案。该方案通过电力通信网和内部信息网络完成厂站运行辅助设备及环境设备运行状态数据的回传,从而实现了地调主站端对厂站运行的辅助设备和环境的集中实时监控和管理,极大地提高了设备运行维护的质量和效率。该研究为今后变电站通信网络的运行和维护提供了一种新的解决方案,使得变电站无人化的运行和开展可更有效地实现。     

基于大运行省地县一体化调度运行管理系统的建设

根据国家电网公司"大运行"体系建设要求,基于智能电网调度技术支持系统,建立了电网调控运行管理工作信息化支撑平台;开发了省、地、县(配)三级调度机构一体化的调度运行管理系统。介绍了系统的总体建设思路、总体架构、软件架构、硬件架构和数据库设计方案、基础模型设计方案;简述了系统与"三集五大"其他业务的应用贯通内容,该建设方案的有效性得到了实际工程应用的验证。     

打造电网特色的信息运维综合管理系统

采用插件式设计、统一技术架构,通过信息柔性资源模型、数据总线以及基于Web的组态化图形平台,实现集"综合网管、安全管理、桌面管理、运维流程"为一体的信息运维综合监管系统,由运维工具转型为运维平台,并以SG186应用系统运行监管为核心,实现面向电力企业整体IT基础设施的全局化管理。通过国家电网公司的两级部署建设,全面提升了国家电网公司信息系统业务稳定运行水平,改变了过去监控手段落后、各单位分散建设、整体水平不高的局面,确保了SG186相关业务系统的正常稳定运行。