發(fā)布時間：2022-04-24 10:07:09
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇智能變電站論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
1智能變電站無源光網(wǎng)絡(luò)設(shè)計
1．1網(wǎng)絡(luò)設(shè)計原則
變電站網(wǎng)絡(luò)設(shè)計涉及多種因素，其主要原則包括:
(1)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分類。
變電站中各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通信要求不同，利用變電站數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分類的特性，組建不同特點的通信網(wǎng)絡(luò)，在多種信息混合的情況下保證實時信息傳遞的實時性和可靠性是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的基礎(chǔ)。信息多樣化和傳遞實時性是通信系統(tǒng)中的一對矛盾體，解決這個矛盾是選擇網(wǎng)絡(luò)通信方案的基本原則。
(2)網(wǎng)絡(luò)互通和隔離。
通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)提供IED互聯(lián)的便利性、靈活性，為變電站自動化技術(shù)的發(fā)展預(yù)留空間;同時網(wǎng)絡(luò)應(yīng)滿足各個系統(tǒng)間隔離的要求，以保證各個專業(yè)系統(tǒng)(保護、自動化)互不影響。互通和隔離是一對矛盾，構(gòu)建變電站通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該妥善解決這個矛盾。
(3)通信系統(tǒng)的建設(shè)成本。
變電站通信系統(tǒng)的性能與成本是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中的另一對矛盾，較高的性能要求，往往導(dǎo)致較高的建設(shè)成本。降低成本的途徑一是采用合理的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計，避免復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，減少通信設(shè)備數(shù)量;二是采用標(biāo)準(zhǔn)、成熟、流行的技術(shù);三是合理配置網(wǎng)絡(luò)資源，裕度考慮合理。
1．2“兩層一網(wǎng)”整體構(gòu)架
本研究根據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計原則，綜合考慮智能變電站網(wǎng)絡(luò)性能要求和建設(shè)成本，利用數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)分類的特性，組建“兩層一網(wǎng)”通信網(wǎng)絡(luò)。“兩層一網(wǎng)”中，兩層指站控層、設(shè)備層，“一網(wǎng)”指全站MMS\GOOSE\SV合一網(wǎng)絡(luò)。在“兩層一網(wǎng)”兩層網(wǎng)絡(luò)方案中，筆者采用無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，組建統(tǒng)一通信網(wǎng)絡(luò)，。本研究通過采用面向連接、接近電路交換特點的交換技術(shù)(MPLS-TP)替代以太網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建邏輯網(wǎng)絡(luò)。通過網(wǎng)絡(luò)互連使得變電站成為一個整體，變電站中任意兩個IED設(shè)備通過統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)可以直接實現(xiàn)通信，通過網(wǎng)絡(luò)互連使得變電站成為一個整體，便于發(fā)揮各種自動化保護、測控系統(tǒng)的整體效益;同時，可以充分利用網(wǎng)絡(luò)提供的廣播、組播技術(shù)實現(xiàn)保護、測控數(shù)據(jù)的一對多的跨間隔傳遞，大幅度提高通信的效率。
1．3無源光網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計
本研究變電站通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計采用“兩層一網(wǎng)”結(jié)構(gòu)，通過引入無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)PON，將整個通信資源劃分為許多小時間片實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和交換，其關(guān)鍵技術(shù)主要包括無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、分組交換技術(shù)、并行網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和邏輯子網(wǎng)技術(shù)等。
(1)無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
智能變電站網(wǎng)絡(luò)引入了無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)PON，PON技術(shù)將整個通信資源劃分為許多小時間片實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和交換，多倍地增加通信資源數(shù)量;每一路數(shù)據(jù)占有一個專屬自己的時間片，各路數(shù)據(jù)之間不產(chǎn)生資源競爭。系統(tǒng)通過無源光網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用提高設(shè)備集成度和網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力，引入高精度時間同步技術(shù)以提供具有亞微秒精度的同步控制環(huán)境;通過采用多重路徑快速保護機制，提高數(shù)據(jù)傳遞可靠性，增強網(wǎng)絡(luò)的魯棒性和生存能力;通過采用專用業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提供傳遞高速同步控制為基本業(yè)務(wù)兼容信息網(wǎng)、多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的綜合通信平臺。
(2)分組交換技術(shù)
為克服以太網(wǎng)交換技術(shù)的不足，“兩層一網(wǎng)”網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中采用面向連接、接近電路交換特點的分組交換技術(shù)(MPLS-TP)替代以太網(wǎng)技術(shù)作為實時交換機的基本技術(shù)體制。分組交換技術(shù)采用固定的分組連接，每一個連接固定分配一定的資源，基本保證連接的資源不受干擾;通信網(wǎng)絡(luò)可以為每兩個IED設(shè)備之間提供固定的連接和固定的帶寬。這種技術(shù)在數(shù)據(jù)傳遞前通過帶寬資源分配機制確定資源，在數(shù)據(jù)傳遞過程中固定不變，強調(diào)面向連接、嚴(yán)格控制、資源獨占和通信保障，因此該技術(shù)可以保證通信的可靠性，提供固定的通信時延。
(3)并行網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
在統(tǒng)一物理網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，本研究采用并行網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)IED設(shè)備由單點接入到雙網(wǎng)絡(luò)接入的轉(zhuǎn)變，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。具體組網(wǎng)中，主備兩臺完全相同的交換機和接入網(wǎng)絡(luò)組成并行網(wǎng)絡(luò)，IED設(shè)備配置P模塊接口，采用標(biāo)準(zhǔn)的PRP方式(即雙路并發(fā)、主動放棄方式，IEC62439)，實現(xiàn)主備網(wǎng)絡(luò)無縫、無損的保護切換。全站設(shè)備以并行網(wǎng)絡(luò)保護方式接入，實現(xiàn)覆蓋全系統(tǒng)的N-1保護和全路徑端到端的1+1保護。
(4)邏輯子網(wǎng)技術(shù)
本研究根據(jù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的類型對通信網(wǎng)絡(luò)資源進行實質(zhì)性的劃分，依據(jù)高級、緊急、快速業(yè)務(wù)資源專用，低級、慢速業(yè)務(wù)資源復(fù)用，各類業(yè)務(wù)之間資源占用互不影響的原則，利用可預(yù)配置時分復(fù)用交換技術(shù)，將一個物理網(wǎng)絡(luò)劃分成若干獨立的邏輯子網(wǎng)分別傳遞不同類型的業(yè)務(wù)。本研究通過資源劃分，將智能變電站典型業(yè)務(wù)分成GOOSE邏輯子網(wǎng)、SV邏輯子網(wǎng)和MMS邏輯子網(wǎng)3個邏輯平面，各業(yè)務(wù)之間邏輯隔離，互不影響，提高了數(shù)據(jù)傳輸可靠性。
2實驗結(jié)果與分析
以國網(wǎng)公司220-A1-1通用設(shè)計方案為例，變電站規(guī)模為主變3臺，220kV采用雙母線接線、出線6回，110kV單母線三分段接線、出線12回，35kV單母線分段接線、出線8回。本研究采用“三層兩網(wǎng)”組網(wǎng)方案，冗余雙網(wǎng)配置，全站需配置站控層中心交換機4臺、間隔層交換機8臺、過程層交換機39臺，合計51臺交換機，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備投資約190萬元。筆者按本研究“兩層一網(wǎng)”組網(wǎng)方案，構(gòu)建無源光網(wǎng)絡(luò)，冗余雙網(wǎng)配置，全站設(shè)A、B兩個網(wǎng)，A網(wǎng)優(yōu)秀交換機冗余配置、雙主工作模式，主要接入主變間隔保護一、220kV間隔線路、母線保護一、110kV間隔和35kV間隔;B網(wǎng)優(yōu)秀交換機冗余配置、雙主工作模式，主要接入主變間隔保護二、220kV間隔線路、母線保護二。全站共需配置4臺實時交換機。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備投資約60萬元，較“三層兩網(wǎng)”方案，交換機數(shù)量減少47臺，投資減少130萬元。
3結(jié)束語
本研究介紹了采用面向連接的分組交換技術(shù)和無源光網(wǎng)絡(luò)組建的智能變電站“兩層一網(wǎng)”網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，并將其應(yīng)用于220kV變電站。結(jié)果表明，通過組建全站統(tǒng)一的無源光網(wǎng)絡(luò)，變電站中任意兩個IED設(shè)備都可以直接實現(xiàn)通信，減少交換機的中轉(zhuǎn)，提高了網(wǎng)絡(luò)性能;實現(xiàn)了全站間隔層與過程層的整合，全站交換機數(shù)量由51臺減少為4臺，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備投資減少60%以上，經(jīng)濟效益顯著。
作者：俞辰穎 高亞棟 尹康 徐俞音 潘國兵 單位：國網(wǎng)浙江省電力公司經(jīng)濟技術(shù)研究院 浙江工業(yè)大學(xué)機械工程學(xué)院
1智能變電站二次系統(tǒng)配置方案
1.1保護配置
保護配置主要從變壓器保護、線路保護以及母線保護三個方面進行。在進行線路保護時要注意提高采樣值差量和暫態(tài)量的速度。在進行變壓器保護時要注意勵磁涌流的影響，通常會采用廣義瞬時功率保護原理來輔助差動保護。這兩點都是易于實現(xiàn)的主保護原理。廣域后備保護系統(tǒng)由于其具有智能決策功能，可以在進行后背保護在線整定時集中全網(wǎng)信息，利用最少的通信量最快的數(shù)據(jù)更新速度完成決策工作。智能變電站二次系統(tǒng)在進行保護時簡化了原來的布線，將主保護功能由原集控室下放到設(shè)備單元內(nèi)，使通信網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)減輕。并利用集中式母線保護和具有主站的分布式差動來實現(xiàn)母線主保護。
1.2通信配置
在通信配置這一方面，智能變電站與傳統(tǒng)變電站的差別不大，但是就其發(fā)展而言，數(shù)據(jù)的更快速的傳播與數(shù)據(jù)量的加大會對通信配置提出更加安全可靠的要求。1.3計量配置采用三態(tài)數(shù)據(jù)為預(yù)處理數(shù)據(jù)的計量模塊，進行誤差量溯源實現(xiàn)現(xiàn)場檢驗和遠(yuǎn)程檢驗。根據(jù)計量模塊所具有的通信優(yōu)勢，促進變電站與大用戶之間的互動，進行信息采集與資源的優(yōu)化配置，促進各個智能化電網(wǎng)環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)運行。
2智能變電站二次系統(tǒng)設(shè)計方案及應(yīng)用
2.1系統(tǒng)構(gòu)成
過程層、間隔層、站控層是變電站二次系統(tǒng)在功能邏輯方面的劃分。其中站控層對間隔層以及過程層起到一個全面監(jiān)測與管理的作用。其主要構(gòu)成是操作員站、主機、保護故障信息子站、遠(yuǎn)動通信裝置、功能站。間隔層具有獨立運作的能力，能夠在沒有網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)下或是站控層失效的狀態(tài)下獨立完成監(jiān)控，由測量、保護、錄波、相量測量等組成。過程層主要進行采集電氣量、監(jiān)測設(shè)備運行狀態(tài)以及執(zhí)行控制命令的工作，由合并單元、互感器、智能終端構(gòu)成。
2.2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
過程網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)是電壓等級。主要的網(wǎng)絡(luò)形式有雙星形、單星形、點對點等。通常要依據(jù)不同電壓等級和電氣一次主接線配置不同的網(wǎng)絡(luò)形式。單套配置的保護及安全自動裝置、測控裝置要采用相互獨立的數(shù)據(jù)接口控制器同時接入兩套不同的過程層網(wǎng)絡(luò)。雙重化配置的保護及安全自動裝置應(yīng)分別接入不同的過程層網(wǎng)絡(luò)。單星形以太網(wǎng)絡(luò)適合用于110KV變電站站控層、間隔層網(wǎng)絡(luò)。雙重化星形以太網(wǎng)絡(luò)適合用于220KV及以上變電站站控層、間隔層網(wǎng)絡(luò)。考慮到變電站網(wǎng)絡(luò)安全方面以及運行維護。智能變電站，特別是高電壓等級、聯(lián)網(wǎng)運行的變電站，在兼顧網(wǎng)絡(luò)跳閘方式的同時仍保留直采直跳的方式。
2.3二次系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計原則
本文以220KV變電站為例，分析站控層設(shè)備的配置。遠(yuǎn)動通信裝置與主機均采用雙套配置，無人值班變電站主機可兼操作員工作站和工程師站。保護及故障信息子站與變電站系統(tǒng)共享信息采集，無需獨立配置。
1）網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備配置需按一定原則進行。特別是交換機的端口數(shù)量一定要符合工程規(guī)模需求，端口規(guī)格在100M~1000M范圍內(nèi)。兩臺智能電子設(shè)備所接的數(shù)據(jù)傳輸路由要控制在4個交換機以內(nèi)。每臺交換機的光纖接入量要控制在16對以內(nèi)。由于網(wǎng)絡(luò)式數(shù)據(jù)連接中交換機起到重要的作用，為保證智能變電站的安全運行，交換機必須保證安全穩(wěn)定，避免故障的發(fā)生。
2）應(yīng)對獨立配置的隔層設(shè)備測控裝置進行單套配置，采用保護測控一體化裝置對110KV及以下電壓等級進行配置，采用保護測控一體化裝置對繼電保護就地安裝的220KV電壓等級進行配置。繼電保護裝置的配置原則與常規(guī)變電站一致，220KV變電站故障錄波及網(wǎng)絡(luò)分析記錄裝置按照電壓等級分別配置，統(tǒng)一配置110KV及以下變電站，單獨配置主變壓器。
3）過程層的配置。對于110KV及以上主變壓器本體配置單套的智能終端，對于采用開關(guān)柜布置的66KV及以下配電裝置無需配置智能終端。在配電裝置場地智能組件柜中分散布置智能終端。
4）合并單元的配置。110KV及以下電壓等級各間隔單套配置，雙重化保護的主變各側(cè)冗余配置，同一間隔內(nèi)電壓互感器和電流互感器合用一個合并單元。
3結(jié)束語
綜上所述，智能變電站的發(fā)展、變革以及建設(shè)是實現(xiàn)電網(wǎng)發(fā)展完善的基礎(chǔ)。智能變電站二次系統(tǒng)設(shè)計方法的不斷發(fā)展優(yōu)化會促進智能變電站作用及優(yōu)勢的更好的發(fā)揮。針對我國智能化變電站二次系統(tǒng)設(shè)計的實踐經(jīng)驗及相關(guān)原則，其應(yīng)用發(fā)展道路一定會更廣闊。
作者：黃蘭芝 單位：國網(wǎng)菏澤供電公司
1仿真的總體思路
1．1信息一體化平臺
信息一體化平臺采用一體化模式，集監(jiān)控和五防功能于一體。一方面作為后臺監(jiān)控系統(tǒng)軟件，模擬數(shù)據(jù)采集處理、運行監(jiān)控、正常操作、事件和報警處理等，實現(xiàn)常規(guī)站監(jiān)控系統(tǒng)功能，同時新增加智能變電站特有的高級應(yīng)用功能:一鍵順序控制、告警信息分類、智能告警等;另一方面作為五防系統(tǒng)軟件，嵌入到信息一體化平臺中，不僅保留就地間隔內(nèi)電氣設(shè)備的電氣聯(lián)鎖，同時還通過以太網(wǎng)實現(xiàn)相互通信，交換設(shè)備的狀態(tài)，實現(xiàn)智能變電站站控層、間隔層、過程層3級防誤閉鎖功能。
1．2智能化保護測控系統(tǒng)
智能化保護測控系統(tǒng)按照保護測控裝置的物理原理建立數(shù)學(xué)模型，采用定值驅(qū)動法，當(dāng)故障發(fā)生后計算的故障電流結(jié)果到達(dá)定值要求時自動啟動保護測控裝置，按照其工作原理進行判別，相關(guān)保護動作，報出故障信息報文，有關(guān)指示燈點亮，與變電站真實設(shè)備保持一致。
2系統(tǒng)功能
智能變電站高級應(yīng)用功能的仿真是以智能變電站仿真系統(tǒng)為基礎(chǔ)，將智能站高級應(yīng)用集成于信息一體化平臺中，實現(xiàn)了智能變電站特有的一鍵順序控制、智能告警信息分類、故障綜合分析決策功能的仿真。該系統(tǒng)從其功能上可以作為培訓(xùn)和測試的平臺。
1)培訓(xùn)功能。智能變電站高級應(yīng)用功能是智能站特有的新應(yīng)用，對運行人員來說是全新的知識，需要進行培訓(xùn)學(xué)習(xí)。該系統(tǒng)真實再現(xiàn)了智能變電站場景，可以為運行人員提供一種有效的培訓(xùn)手段，使運行人員能夠?qū)W習(xí)智能變電站中的新知識、新技術(shù)，提升專業(yè)素質(zhì)。該系統(tǒng)已經(jīng)投入培訓(xùn)使用，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，人機界面友好，培訓(xùn)功能完善，培訓(xùn)效果逼真。
2)測試平臺功能。智能變電站高級應(yīng)用功能的仿真還可以為高級應(yīng)用功能的研究提供測試平臺。由于電力系統(tǒng)的特殊性，不能在真實運行設(shè)備上進行任意操作，而該仿真系統(tǒng)通過為其他系統(tǒng)或軟件提供開放的數(shù)據(jù)接口，可以反復(fù)進行操作和設(shè)置故障，對被測系統(tǒng)或軟件運行情況進行測試，通過與某公司合作，能夠正確地實現(xiàn)測試功能，為研究智能站高級應(yīng)用功能提供了一種有效的測試平臺。
3智能告警信息分類的仿真
通過建立故障信息的邏輯推理模型，對故障告警信息分類過濾，并對變電站運行狀態(tài)進行實時在線分析推理，能夠?qū)崿F(xiàn)智能告警功能，可以自動報告站內(nèi)異常狀態(tài)，并根據(jù)需求提供分層分類的故障告警信息。智能變電站各種運行告警信息量非常大，包括3類:
1)提示性信息。這類信息不需要特別關(guān)注;
2)告警信號。這類信息雖然沒有直接引發(fā)事故跳閘，但實際隱含著可能的故障，若不進行綜合分析，消除異常，持續(xù)發(fā)展會導(dǎo)致事故發(fā)生，需要給予重點關(guān)注;
3)事故信息。事故信號產(chǎn)生一般都會有保護動作、開關(guān)跳閘，要求在盡可能短的時間判斷故障原因，以便上報，并依據(jù)調(diào)度指導(dǎo)進行故障隔離和恢復(fù)操作。因此，需要對故障告警信息進行過濾，提供分層分類的告警信息，以方便運行人員工作。智能告警信息分類的仿真包括以下幾個方面:
1)圖形界面仿真。智能告警信息分類通過信息一體化平臺進行展示，信息告警圖形界面是信息分類結(jié)果的直觀展現(xiàn)。在進行仿真開發(fā)時，按照智能變電站信息分類的原則，根據(jù)告警信號重要性，告警實時顯示窗口由多個頁面組成，包括:全部告警、嚴(yán)重保護事件、一般保護事件、SOE、開關(guān)刀閘動作和智能告警6類，所示同時還會根據(jù)告警信息的級別，通過聲音的方式發(fā)出告警。
2)數(shù)據(jù)庫仿真。智能告警信息量非常大，其仿真時所需的數(shù)據(jù)量也很多。仿真時全站采集信息采用統(tǒng)一的命名格式。變量命名格式包括:變量名、變量描述、變量單位、變量標(biāo)識、變量數(shù)據(jù)指向。變量名是信息的代表，當(dāng)變量為1時，其變量描述才有意義，該描述會在智能告警圖形界面中顯示出來;變量單位的作用是區(qū)分告警信息變量的間隔，是實現(xiàn)變量篩選分類的基礎(chǔ);變量標(biāo)識的作用是區(qū)分告警信息變量的重要程度，以便于告警信息的分類;變量數(shù)據(jù)指向主要用于數(shù)據(jù)通信。
3)告警信息篩選分類功能。由于告警信息總量很大，為滿足不同的關(guān)注需求，在告警顯示窗口設(shè)置信息篩選的功能，在窗口中選擇某一設(shè)備間隔，根據(jù)告警信息變量的標(biāo)識，可以在告警窗口各頁面中自動顯示出有關(guān)該間隔的所有信息，將不關(guān)注的信息屏蔽。可以通過左上角下拉列表選擇變電站間隔來顯示不同間隔的告警信息，使運行人員更有針對性地查看所需的信息。
4故障綜合分析決策的仿真
故障綜合分析決策是指在故障情況下對事件順序記錄、保護裝置動作及信號、故障錄波數(shù)據(jù)等進行深入挖掘，通過多專業(yè)綜合分析，并將變電站故障分析結(jié)果以簡潔明了的可視化界面綜合展示。通常當(dāng)變電站發(fā)生異常或事故時，其處理過程是運行人員按照現(xiàn)場情況、規(guī)程及經(jīng)驗進行判斷處理，這種方式不僅要求值班員非常熟悉變電運行規(guī)程、規(guī)范及設(shè)備運行要求，而且需要較長的分析判斷時間。故障綜合分析決策功能可自動為運行人員提供一個或多個可能的事故分析報告，便于迅速確定事故原因和應(yīng)采取的措施。
4．1故障仿真
故障仿真是進行故障綜合分析決策仿真的基礎(chǔ)，該仿真系統(tǒng)中對真實系統(tǒng)中可能發(fā)生的故障類型進行了分析總結(jié)，可實現(xiàn)真實系統(tǒng)中常見故障的仿真。在仿真中故障類型，分為4類，一百多個故障:
1)一次設(shè)備故障及異常，包括線路、母線、主變壓器、電容器、所用變、斷路器操作機構(gòu)、SF6泄露等;
2)保護與測控裝置故障;
3)智能組件故障，包括智能終端、合并單元、網(wǎng)絡(luò)故障;
4)低壓交直流故障。其中，一次故障可以進行故障相別、故障距離、故障性質(zhì)(瞬時/永久)進行分別設(shè)置。在仿真中既可以單獨設(shè)置一次、二次故障或網(wǎng)絡(luò)故障，也可組合一次、二次故障和網(wǎng)絡(luò)故障。故障仿真范圍全面，效果逼真。通過仿真系統(tǒng)在培訓(xùn)中的應(yīng)用，該系統(tǒng)能夠在故障和異常發(fā)生時，能夠真實反應(yīng)故障現(xiàn)象和保護動作情況，故障信息詳細(xì)，為故障綜合分析決策提供分析依據(jù)。
4．2故障綜合分析決策仿真的基本結(jié)構(gòu)
故障綜合分析決策仿真的基本結(jié)構(gòu)，以仿真支撐系統(tǒng)為服務(wù)器，進行故障模擬、采集信息、建立推理知識庫、故障綜合分析推理，并將分析結(jié)果以可視化的形式在信息一體化平臺中展示出來。信息采集是對設(shè)備實際狀態(tài)信息和故障信息的采集，在仿真時通過支撐系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)的采集;推理知識庫存放專家提供的告警及故障分析知識，推理機完成故障信息的綜合分析，給出推理結(jié)果，推理知識庫和推理機以數(shù)學(xué)模型的形式存放于支撐系統(tǒng)中;推理結(jié)果展示是將推理結(jié)果以一條條報文的形式展示在信息一體化平臺的告警窗口中。
4．3建立推理知識庫
推理知識庫的知識源自變電運行規(guī)程、規(guī)范及運行人員的經(jīng)驗總結(jié)，通過分類歸納總結(jié)，形成一定的知識規(guī)則，在仿真過程中其規(guī)則內(nèi)容包括設(shè)備名稱、事件、原因、推理相關(guān)信息等。它采用統(tǒng)一建模方式，可以通過修改、完善知識庫中的推理邏輯來提高綜合分析決策的功能。
4．4推理機
推理機是利用類似專家解決問題的思維方式，通過推理機來實現(xiàn)知識庫的價值。在故障發(fā)生后，推理機將采集到的告警信息、設(shè)備狀態(tài)信息與知識庫中的推理建立起關(guān)聯(lián)關(guān)系，采用正向推理策略，按照推理規(guī)則進行反復(fù)匹配和判斷，最終給出一個或多個合理的推理結(jié)果以供參考。
4．5推理結(jié)果展示
推理結(jié)果展示既是將推理結(jié)果以報文的形式展示在信息一體化平臺的告警窗口中，告警窗口“推理信息”頁面提供簡單的故障分析結(jié)果報文信息，包括故障發(fā)生時間、設(shè)備名稱及簡單推理結(jié)論，通過雙擊該報文信息調(diào)用具體故障分析報告的展示窗口，分析報告顯示的內(nèi)容包括故障發(fā)生的時間和間隔、動作事件、故障原因、故障相關(guān)信息分析的結(jié)果。通過推理結(jié)果展示，可以直觀的看到故障綜合分析決策的結(jié)果。
5結(jié)束語
本文介紹了實現(xiàn)智能變電站高級應(yīng)用功能仿真的總體思路，并對一鍵順序控制、智能告警信息分類、故障信息綜合分析決策功能的仿真進行了詳細(xì)闡述，該智能變電站高級應(yīng)用功能的仿真為既為高級應(yīng)用功能的研究提供了測試平臺，同時也為運行人員提供了培訓(xùn)平臺，有較好的推廣意義。
作者：張洪波 劉國宏 徐巖 單位：國網(wǎng)河南省電力公司技能培訓(xùn)中心
1智能變電站自動化的特點
在電網(wǎng)的建設(shè)中，智能變電站是非常重要的組成部分，主要是傳輸和分配電能，并且進行監(jiān)測、控制和管理。變電站綜合自動化系統(tǒng)具有的特征包括這些方面，首先是功能綜合化，指的是結(jié)合變電站自動化系統(tǒng)的運行要求，綜合考慮二次系統(tǒng)的功能，優(yōu)化組合設(shè)計，以便促使繼電保護和監(jiān)控系統(tǒng)達(dá)到統(tǒng)一。其次是構(gòu)成模塊化，模塊化和數(shù)字化保護、控制和測量裝置，這樣就可以利用通信網(wǎng)絡(luò)來連接各個功能模塊，以便有效的共享信息。再次是運行管理智能化，變電站綜合自動化的實現(xiàn)，可以促使無人值班、人機對話得到實現(xiàn)，并且操作屏幕化、制表、打印以及越限監(jiān)視等功能也可以實現(xiàn)，對實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫進行構(gòu)建。在變電站自動化技術(shù)中，非常重要的一個組成部分就是變電站自動化、智能化，需要實現(xiàn)的功能有很多；對電網(wǎng)故障進行檢測，以便對故障部分盡快隔離；對變電站運行實時信息進行采集，監(jiān)視、計量和控制變電站運行情況；對一次設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)進行采集，以便更好的維護一次設(shè)備；促使當(dāng)?shù)睾髠淇刂坪途o急控制得到實現(xiàn)。主要有這些表現(xiàn)，在微機保護方面，保護站內(nèi)所有的電氣設(shè)備，如母線保護、變壓器保護、電容器保護以及其他的安全自動裝置，如低頻減載、設(shè)備自投等等。其次是數(shù)據(jù)采集，在狀態(tài)量方面，斷路器狀態(tài)、隔離開關(guān)狀態(tài)以及變壓器分接頭信號等都屬于這個方面的內(nèi)容；各段的母線電壓、線路電壓以及電流和功率值等則屬于模擬量；脈沖電度表的輸出脈沖是脈沖量，促使電能測量得到實現(xiàn)。
2智能變電站自動化技術(shù)的調(diào)試
智能變電站自動化技術(shù)需要進行調(diào)試，主要調(diào)試的內(nèi)容在于：第一，進行站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)調(diào)試，站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)主要由交換機以及通信介質(zhì)構(gòu)成，需要對外部、通信廣聯(lián)、通信銅纜進行檢查。第二，對計算及監(jiān)控體系進行調(diào)試，對設(shè)備的外部進行檢查，進行絕緣實驗以及上電檢查，檢查遙信、遙調(diào)、遙控等功能，檢查無功控制、定值管理、主備切換等功能。第三，調(diào)試?yán)^電保護，主要包含的是絕緣試驗、上電檢查、單體與整組調(diào)試、調(diào)試?yán)^電保護的信息管理系統(tǒng)等。第四，調(diào)試電站中的不間斷電源，實時監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，主要是對網(wǎng)絡(luò)報文記錄系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)通信檢測設(shè)備進行調(diào)試。第五，對采樣值系統(tǒng)進行調(diào)試，主要包含的是過程層的合并單元調(diào)試與電子互感器的電子采集調(diào)試等。上述調(diào)試試驗的主要目的在于保證智能變電站的安全、穩(wěn)定運行，減少工程建設(shè)的試驗時間，從而為變電站的自動化技術(shù)奠定堅實的基礎(chǔ)。
3智能變電站自動化的建立
3.1建設(shè)單元管理模式單元管理模式主要是依照物理層、網(wǎng)絡(luò)層等實行隔離管理，對一些數(shù)量較多的元器件應(yīng)當(dāng)采用“點對點”的形式進行監(jiān)控，每一個元器件都需要有一個代碼進行相應(yīng)的信息存儲與信息管理，而且還可以借助GPS等形式，提高電力管理效率。
3.2建立應(yīng)急系統(tǒng)智能變電站無法解決所有的問題，因此可以在原有的基礎(chǔ)上設(shè)置應(yīng)急系統(tǒng)，此系統(tǒng)平時不會參與電氣運行，但是需要定期對其進行檢查，因為如果出現(xiàn)了相應(yīng)的電力故障，應(yīng)急系統(tǒng)由于自身原因無法及時投入使用，那么將會造成不可預(yù)計的損失。一般情況下，可以對一二次設(shè)備以及通信網(wǎng)絡(luò)進行合理分配，主保護與備用保護要分開，方便設(shè)備運行時的保護與運行后的維護。
4結(jié)語
綜上所述，文章已經(jīng)對智能變電站的安裝施工要點進行了系統(tǒng)的分析。智能變電站可以提高電力系統(tǒng)的自動化運行，減少相應(yīng)的人為工作量，這正是我國電力系統(tǒng)自動化發(fā)展的重要趨勢，但是在實際的安裝施工過程中，需要對每一個要點進行系統(tǒng)的分析，每一個安裝的步驟都要嚴(yán)格進行把控，爭取保證智能變電站的正常運行，為我國電力系統(tǒng)的發(fā)展提供堅實的保障。
作者：何祥單位：達(dá)州供電公司
1時間性能要求
不同的時間信號有著不同的傳輸介質(zhì)，時間信號的準(zhǔn)確度也決定著智能變電站的時間性能，目前一般要求的時間信號準(zhǔn)確度如表1所示。DL/T860標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)通信信息片通信要求的不同，在整個智能變電站需要多種聯(lián)絡(luò)傳輸報文協(xié)調(diào)通信信息片的屬性，不同的報文類型規(guī)定不同的性能要求。DL/T860標(biāo)準(zhǔn)定義了7種報文類型，其屬性范圍由性能類建立，每種報文對應(yīng)不同性能類具有不同的時間性能要求。對于控制和保護性能類定義為P1/P2/P3，P1一般用于配電線間隔或者其他要求較低的間隔，P2一般用于輸電線間隔或用戶未另外規(guī)定的地方，P3一般用于輸電線間隔，具備滿足同步和斷路器分合時間差的最好性能。對于計量和電能質(zhì)量性能類定義為M1/M2/M3，M1用于具有0.5級和0.2級精度計費計量，最高5次諧波，M2用于具有0.2級和0.1級精度計費計量，最高13次諧波，M3用于電能質(zhì)量計量，最高40次諧波。智能變電站應(yīng)用數(shù)據(jù)的時間性能要求在DL/T860標(biāo)準(zhǔn)中也有所體現(xiàn)，主要參數(shù)如表2所示。時間性能包括時間準(zhǔn)確度和傳輸時間兩個方面，既然定義了不同的參數(shù)指標(biāo)，對設(shè)備是否符合規(guī)范的時間性能定義，只有通過測試才能明確檢測和分析。因此目前時間測試不能只停留在時間準(zhǔn)確度的測試上，必須要深入到傳輸時間的測試內(nèi)。時間的準(zhǔn)確度只能說明設(shè)備的時間是可靠的，但智能變電站是一個設(shè)備與設(shè)備協(xié)調(diào)工作的整體，設(shè)備和設(shè)備之間傳輸時間的變化將直接影響到智能變電站的穩(wěn)定性，畢竟變電站的安全穩(wěn)定運行才是電力系統(tǒng)的重點，因此時間準(zhǔn)確度是基石，而傳輸時間是系統(tǒng)工作的保障。
2時間性能測試
通過對智能變電站數(shù)據(jù)報文傳輸延遲測試技術(shù)的研究和分析，目的在于如何在智能變電站的測試和日常維護中為智能變電站的穩(wěn)定運行提供有力的測試設(shè)備和依據(jù)，解決電力用戶對智能變電站數(shù)字化信息的準(zhǔn)確把握。電力系統(tǒng)分為發(fā)電、輸電、變電、配電、用電等五大環(huán)節(jié)。變電站是變電環(huán)節(jié)的重要部分，它實質(zhì)是一個轉(zhuǎn)換電壓的樞紐，實現(xiàn)不同電壓等級的電力轉(zhuǎn)換。所有變電站的一次設(shè)備的工作狀況都是通過二次設(shè)備之間的通信網(wǎng)絡(luò)來完成。二次設(shè)備利用自身設(shè)備的功能實現(xiàn)測控、保護、計量等工作，然后通過通信網(wǎng)絡(luò)將變電站的數(shù)據(jù)信息送到本地或遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。通信是一個基于信號的交流渠道，為了增加變電站通信交互雙方對信號的識別能力，變電站內(nèi)的各個設(shè)備都必須工作在同一時刻，也就是說需要在變電站內(nèi)設(shè)置時間同步系統(tǒng)來完成設(shè)備的時間同步，確保設(shè)備時標(biāo)一致，信息識別度能清晰，應(yīng)用處理能簡約化，其中對傳輸延遲的測試是必不可少的部分。電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，對時間同步的要求也越來越高。任何一個變電站都需要準(zhǔn)確、安全、可靠的時鐘源，為電力系統(tǒng)各類運行設(shè)備提供精確的時間基準(zhǔn)。高性能的時鐘源可以為電力系統(tǒng)變電站提供統(tǒng)一的時間基準(zhǔn)，滿足變電站各種系統(tǒng)（監(jiān)控系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)、調(diào)度自動化系統(tǒng)）和設(shè)備（繼電保護裝置、智能電子設(shè)備、時間順序記錄SOE、廠站自動化故障測距、安全穩(wěn)定控制裝置、故障錄波器）對時間系統(tǒng)的要求[8]，確保實時數(shù)據(jù)采集時間一致性，提高系統(tǒng)運行的準(zhǔn)確性，從而提高電網(wǎng)運行效率和可靠性。國內(nèi)智能變電站完全遵循DL/T860標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計規(guī)范。DL/T860標(biāo)準(zhǔn)覆蓋變電站通信網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)，其中智能設(shè)備中各個邏輯節(jié)點之間的通信由數(shù)千個獨立的通信信息片進行描述，而通信信息片主要完成邏輯節(jié)點之間對于給定通信屬性的信息交換，包括對它們的性能要求。如何保證基本功能的正常運行以及支撐通信系統(tǒng)的性能要求的關(guān)鍵是數(shù)據(jù)交換的最大允許時間，即傳輸時間。
傳輸時間是智能變電站的系統(tǒng)要求，其定義如圖2所示。一個報文的完成傳輸過程包括收發(fā)端必要的處理。傳輸時間計時從發(fā)送方把數(shù)據(jù)內(nèi)容置于其傳輸棧頂時刻開始，直到接收方從其傳輸棧中取走數(shù)據(jù)時刻結(jié)束[10]。圖中定義了完整傳輸鏈的時間要求。在物理裝置PD1中，功能f1把數(shù)據(jù)發(fā)送到位于物理裝置PD2中功能f2。傳輸時間將包括各自通信處理器時間加上網(wǎng)絡(luò)時間，其中有等待時間、路由器與其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備所耗費的時間。由于物理裝置和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可能來自不同的廠商，故對總傳輸時間的任何測試和驗證都必須在現(xiàn)場驗收測試時進行。智能變電站報文數(shù)據(jù)傳輸延遲屬于性能測試的應(yīng)用范疇。傳輸時間的定義的間隔中，tb時間間隔取決于網(wǎng)絡(luò)底層結(jié)構(gòu)，不屬于智能電子設(shè)備的范疇，從智能電子設(shè)備的角度出發(fā)，只有輸出和輸入延遲可以被測量。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定時間性能的測試方法[11]如圖3所示。對于傳輸時間的輸入輸出延遲測量值應(yīng)不大于DL/T860標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的相應(yīng)報文類型的總的傳輸時間的40%。圖3方法中定義了回環(huán)測試環(huán)境，被測設(shè)備的輸入信息與輸出信息都與測試系統(tǒng)建立連接，當(dāng)測試系統(tǒng)產(chǎn)生被測設(shè)備需要的物理輸入信號或者報文信號后，測試系統(tǒng)通過接收被測設(shè)備產(chǎn)生的報文或者物理的輸出信號來檢驗輸入輸出時間性能。有了以上測試方法之后便可以對實際的設(shè)備進行測試。以下是對某變電站中一臺時鐘源的測試，該時鐘源的PTP同步報文經(jīng)過一層交換機如圖4所示，交換機為TC模式，測試儀器對經(jīng)過交換機以后的PTP報文進行測試。有效數(shù)據(jù)共測試60次，時鐘源的準(zhǔn)確度和路徑傳輸延遲測試結(jié)果如表3所示。使用上述的測試方法可以測試時鐘源同步信號經(jīng)過兩層或者兩層以上交換機時的準(zhǔn)確度和路徑傳輸延遲，同時也適用于GOOSE、SV9-2報文傳輸延遲的測試。
3結(jié)語
目前電力系統(tǒng)從國網(wǎng)、南網(wǎng)到每個省的電科院都設(shè)置了關(guān)于時間的工作組，相關(guān)的測試標(biāo)準(zhǔn)也已經(jīng)具備，但是國內(nèi)專業(yè)的測試機構(gòu)只對規(guī)約報文的一致性進行分析和測試，不針對時間性能做檢測，沒有制定詳細(xì)可操作的方法或者手段。綜上所述，智能變電站時間性能的分析研究和檢測對于智能變電站的實施和投運后的安全運行將有很大幫助，因此我們每一個從事電力事業(yè)的工作人員都需要清楚地認(rèn)識時間性能的概念，它全面覆蓋整個智能變電站時間的準(zhǔn)確度和智能變電站應(yīng)用信息的傳輸時間定義。希望在電力行業(yè)所有工作人員的共同努力下，盡快成立針對時間性能檢測的專業(yè)的機構(gòu)，并制定詳細(xì)的可操作方法和手段。推動智能變電站健康穩(wěn)定的發(fā)展，為我們的國家和社會做出更多的貢獻。
作者：高吉普徐長寶張道農(nóng)黃兵趙旭陽王小勇單位：貴州電力試驗研究院華北電力設(shè)計院工程有限公司上海遠(yuǎn)景數(shù)字信息技術(shù)有限公司
1智能變電站站內(nèi)光纖通信系統(tǒng)設(shè)計
1.1設(shè)計原則
巍山變電站是110kV智能變電站，因此在智能變電站的光纖通信系統(tǒng)建立時，需要從總體上考慮光纖系統(tǒng)的可行性和可實現(xiàn)性，在保證傳輸安全的前提下保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)男剩纯煽啃浴Ｖ悄茏冸娬竟饫|的選擇要符合施工的實際情況，光纖的接口應(yīng)該盡量統(tǒng)一，在施工中要盡量采用新技術(shù)。方案的設(shè)計要盡可能節(jié)約光纜的使用量，提高光纖的利用率，同時要在設(shè)計中明確施工目標(biāo)，從而保證施工效率。在進行光纜的鋪設(shè)時要注意光纜的保護等。
1.2光纜的選擇
在智能變電站中，光纜產(chǎn)品的性能決定了智能變電站的通信效率，因此光纜的選擇是其在設(shè)計時需要優(yōu)先考慮的，在實際的工作中要根據(jù)實際情況進行光纜的選擇。在智能變電站內(nèi)數(shù)據(jù)的傳輸距離長，通常選用單模光纜，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸；站內(nèi)各LED之間的通信，則要選用漸變性多模光纜。在進行戶外配電裝置的選用時，對光纜的抗磨損性要求較高，因此大多選用鎧裝型光纜。在光纜的選擇之后，還要進行光纜連接器的選擇，即接入光模塊的光纖接頭。根據(jù)使用的光纜塊不同，光纜連接器的選擇也有不同。該變電站采用光纖代替了二次電纜技術(shù)，并且通過智能終端使各項數(shù)據(jù)可以共享。
2智能光纖通信系統(tǒng)的主要實施手段
2.1光纜線路設(shè)計
在進行信息數(shù)據(jù)傳輸時，為了保證傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性，使光纖在各種環(huán)境下都能夠進行長期使用，需要將光纖制作成光纜。在進行光纜設(shè)計時要對光纜進行足夠的保護，保證光纖不受外界因素的損壞，光纜的材質(zhì)要選擇重量較輕、便于施工和維護的材料。針對不同的傳輸環(huán)境，選擇不同結(jié)構(gòu)的光纜，從而將傳輸?shù)木€路進行優(yōu)化處理。在進行光纜的安裝時，要對光纜之間的擠壓、磨損、扭轉(zhuǎn)等進行規(guī)范操作，清除光纜附近的障礙物，進行電場強度控制，使其感應(yīng)電場不超過規(guī)定值。由于110kV巍山智能變電站光纜的安裝是在高電壓的環(huán)境下進行安裝，因此要格外注意人身安全和安裝設(shè)備安全，在安裝時要進行安全措施防護，保持作業(yè)的安全。要注意施工的環(huán)境，在施工結(jié)束后要在附近懸掛警示牌和設(shè)立相關(guān)的標(biāo)志，及時進行光纜的維護等。
2.2通信系統(tǒng)設(shè)計
110kV巍山智能變電站的通信系統(tǒng)主要由傳輸設(shè)備、接入設(shè)備和電源設(shè)備組成，SDH傳輸設(shè)備是光纖系統(tǒng)的優(yōu)秀，所有的控制信號都要通過SDH進行轉(zhuǎn)換才能進行數(shù)據(jù)的傳輸。PCM接入設(shè)備將傳輸設(shè)備中的2M信號轉(zhuǎn)換為可控制傳輸?shù)?4K信號，而電源設(shè)備是通信系統(tǒng)正常運行的重要保證，只有電源提供穩(wěn)定的電源，才能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目蓪崿F(xiàn)性和準(zhǔn)確性。在進行通信設(shè)備施工時，要對施工人員進行大地放電，消除人體靜電，以防止通信設(shè)備的損壞。通信設(shè)備對周圍環(huán)境的要求很高，要設(shè)置專門的通信機房，安裝防靜電地板，同時要保證機房的溫度和濕度恒定，將通信電池和設(shè)備相分隔開，以防止火災(zāi)的發(fā)生。巍山智能變電站的設(shè)計中采用了全封閉式的組合電器，具有很強的抗干擾功能，智能化遠(yuǎn)程遙控可以大大減少人為操縱的風(fēng)險。
3現(xiàn)階段變電站中光纖通信系統(tǒng)存在的問題
3.1光纜施工安全隱患
在智能變電站建設(shè)中，光纖通信作為其主要通信介質(zhì)發(fā)揮出了極大的作用，但是在施工建設(shè)中容易出現(xiàn)一系列問題，導(dǎo)致變電站通信質(zhì)量受到損壞。在導(dǎo)入光纖時接口密封不嚴(yán)，使保護鋼管中容易出現(xiàn)積水，造成冬天積水無法排除結(jié)冰膨脹，從而造成光纖被積壓，不僅降低了傳輸效率，同時也影響了光纜的安全性。在進行光纜材料的選用時沒有固定的標(biāo)準(zhǔn)，捆綁材料也達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，使光纜在固定時不穩(wěn)定，余纜容易出現(xiàn)散落的現(xiàn)象，從而造成安全隱患。光纜的材料選用不足，也會造成施工工藝的差異，產(chǎn)品的質(zhì)量達(dá)不到統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致同一個智能變電站中出現(xiàn)不同施工工藝的現(xiàn)象。在進行光纜的固定和安裝時，其固定架間隔之間縫隙存在著質(zhì)量問題，部分型號的光纜固定架間隙不足，導(dǎo)致傳輸?shù)馁|(zhì)量和速率下降，固定架和光配機架上下距離不夠充足，使光纜在固定保護套管彎曲過大，使館內(nèi)光纖造成積壓，從而降低傳輸速率。
3.2材料選擇不規(guī)范
智能變電站光纖通信系統(tǒng)涉及到多個專業(yè)，施工需要采購的設(shè)備數(shù)量多，型號也分為很多種類，因此在進行設(shè)備采購時針對光纜固定架、配線單元、保護套管等材料的配備要符合施工的要求。但是從巍山智能變電站光纖通信系統(tǒng)的材料選購上看，設(shè)備進行采購時常常出現(xiàn)遺漏的現(xiàn)象，設(shè)備材料的供應(yīng)商數(shù)目眾多，其產(chǎn)品型號難以統(tǒng)一，給材料的配置帶來了很多的困難。不同型號進行的施工工藝也不相同，造成工程的工藝不規(guī)范。
3.3施工人員素質(zhì)不強
智能變電站光纖通信系統(tǒng)的構(gòu)建是一個非常復(fù)雜的施工工程，施工規(guī)模大，項目多，作業(yè)環(huán)境危險，這就需要施工人員增強安全意識和專業(yè)技能，但是現(xiàn)階段很多施工人員不注重技能的提升，不能夠及時掌握新技術(shù)，在進行高電壓作業(yè)時防護措施不到位，高空作業(yè)時沒有配備相應(yīng)的安全設(shè)施，造成人身安全隱患。在進行通信設(shè)備的建設(shè)時沒有進行大地放電，身上的靜電造成通信設(shè)備的損壞等。
4加強變電站站內(nèi)光纖通信的有效措施
4.1進行變電站初期研究
在進行智能變電站光纖通信系統(tǒng)的構(gòu)建時，要與相關(guān)部門進行溝通，確定系統(tǒng)的可實現(xiàn)性，要對光纜通信建設(shè)的目標(biāo)進行明確，同時優(yōu)化設(shè)計方案，將設(shè)備材料的選購、光纜設(shè)計數(shù)量、安裝方式和投入使用等各界環(huán)節(jié)進行預(yù)算和估量，在設(shè)計時要嚴(yán)格審核期設(shè)備的選用，人員的調(diào)配和施工技術(shù)的應(yīng)用也要符合相關(guān)的規(guī)定。要選擇專業(yè)的設(shè)備廠家進行設(shè)備材料的選購，保證設(shè)備的型號一致，將安全隱患在初期研究階段降到最低。110kV巍山變電站的順利實施和政府的支持緊密相連，其各項施工也符合國家的施工要求。
4.2規(guī)范施工中的各項操作
在進行光纜的安裝和調(diào)試運行時，施工人員要嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)定進行規(guī)范操作，在進行光纜施工時，要以光纜數(shù)據(jù)傳輸效率最大化和傳輸安全為標(biāo)準(zhǔn)進行光纜的安裝。結(jié)合巍山當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c，對于施工中出現(xiàn)的客觀因素如天氣原因等要進行及時的調(diào)整工期，保證施工的進度和工期。及時將新技術(shù)應(yīng)用到施工建設(shè)中，從而讓通信建筑更好地發(fā)揮其作用。在建筑中明確責(zé)任人和監(jiān)督人，監(jiān)督施工按照相關(guān)規(guī)定操作，保證施工的安全。
4.3加強施工人員的培訓(xùn)
在進行光纜通信建設(shè)時，施工人員的操作是保證系統(tǒng)順利運行的關(guān)鍵。要加強對施工人員的技能培訓(xùn)和綜合素質(zhì)的提高，不斷提升員工的專業(yè)技能水平，讓新技術(shù)運用到光纖通信建設(shè)中。增強員工的安全意識，在員工進行危險環(huán)境作業(yè)時，要讓員工配備相應(yīng)的安全工具，如安全帽等，在進行通信設(shè)備建設(shè)時，要注意對員工進行大地放電，減少通信設(shè)備的損害。建筑單位要及時對光纜進行維護，防止光纜的損壞造成極大的損失。
5結(jié)語
隨著我國電力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，國家供電量需要大幅度的增加，國家電網(wǎng)建設(shè)越來越重要。在電網(wǎng)建筑中，最重要的部分就是變電站的建設(shè)，其可以有效的進行數(shù)據(jù)信息的傳輸，保證了供電系統(tǒng)的完整性。在進行智能變電站光纖通信系統(tǒng)的構(gòu)建時要依照其設(shè)計原則進行設(shè)計，在施工時要注意施工安全和施工細(xì)節(jié)。提升員工的專業(yè)技能和安全意識，對于會影響到通信傳輸?shù)母黜椧蛩剡M行及時的處理，發(fā)現(xiàn)問題時要進行及時的處理，防止損失的進一步增加。要大力發(fā)展智能變電站光纖通信系統(tǒng)的構(gòu)建，讓我國的電站通信更好的發(fā)展。
作者：洪健明單位：云南電網(wǎng)公司大理供電局
1我國智能變電站一體化裝置架構(gòu)
智能變電站自動化系統(tǒng)，由一體化監(jiān)控、輸變電設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測以及輔助設(shè)備等部分構(gòu)成。一體化監(jiān)控系統(tǒng)縱向貫穿于調(diào)度、生產(chǎn)等系統(tǒng)，橫向?qū)ψ冸娬緝?nèi)部的各個自動化設(shè)備進行聯(lián)通，是智能變電站自動化的一個重要組成部分。該系統(tǒng)能對電站內(nèi)部的電網(wǎng)和二次設(shè)備的運行信息進行直接的采集，通過標(biāo)準(zhǔn)的接口、輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測以及輔助應(yīng)用等信息進行交互，實現(xiàn)對變電站的數(shù)據(jù)采集、處理以及監(jiān)督控制[1]。智能變電站一體化監(jiān)控由安全Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)兩個部分組成，安全Ⅰ區(qū)的監(jiān)控是對智能變電站各種設(shè)備的運行狀況參數(shù)進行采集，并且對整個電網(wǎng)系統(tǒng)的運行狀況信息進行采集，以及對信息數(shù)據(jù)進行綜合的分析，最后將這些信息數(shù)據(jù)上傳到系統(tǒng)服務(wù)器上。與此同時該區(qū)域的運行信息是通過直接采集和傳送的方式，經(jīng)過安全Ⅰ區(qū)通信網(wǎng)絡(luò)，將其與智能變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)中的調(diào)控中心進行實時信息交互。此外要想確保這些信息的可讀性，對于所采集到的數(shù)據(jù)信息要對其進行規(guī)范化的處理，生成可讀性比較高的標(biāo)準(zhǔn)文本格式。安全Ⅱ區(qū)是對智能變電站的環(huán)境進行監(jiān)測、采集和處理安防和消防等方面的信息。通過對變電站輸變電設(shè)備的狀況進行監(jiān)測，并且實施與其他輔助設(shè)備、綜合應(yīng)用服務(wù)器進行信息交互。此外對于采集到的這些信息要對其進行規(guī)范化的處理和分析，隨后將其上傳到調(diào)控中心[2]。
2智能變電站一體化裝置系統(tǒng)功能和系統(tǒng)設(shè)計
2.1智能變電站一體化裝置系統(tǒng)功能。功能：①運行監(jiān)視功能，采用可視化技術(shù)，對電網(wǎng)運行信息、保護信息、一次和二次設(shè)備的運行狀況等信息進行監(jiān)視和展示，包括對運行的狀況進行監(jiān)視，對設(shè)備狀況進行監(jiān)測，利用遠(yuǎn)程進行瀏覽；②操作和控制功能，對變電站設(shè)備的就地和遠(yuǎn)方操作進行控制，包括對順序、無功優(yōu)化等進行控制、防誤閉鎖操作等。調(diào)控中心主要通過數(shù)據(jù)和圖形通信進行調(diào)度控制和遠(yuǎn)程瀏覽；③信息分析與智能告警功能，對智能變電站的各項運行數(shù)據(jù)進行分析和處理，并且為變電站提供分類告警以及故障分析報告等結(jié)果信息；④運行管理功能，通過人工方式進行錄入和系統(tǒng)交互等，建立智能變電站設(shè)備的基礎(chǔ)信息，并且對一次和二次設(shè)備的運行、操作以及檢修維護工作進行規(guī)范化，以權(quán)限、設(shè)備以及檢修等方面的管理為主。2.2智能變電站一體化裝置系統(tǒng)設(shè)計。1）硬件配置。站控層是重要的組成部分，該設(shè)備的作用主要是對變電站的數(shù)據(jù)進行處理、集中監(jiān)控以及數(shù)據(jù)通信，主要包括監(jiān)控主機，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機以及數(shù)據(jù)服務(wù)器等。綜合應(yīng)用服務(wù)器也是一個重要的設(shè)備，包括接收站內(nèi)部一次設(shè)備在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，設(shè)備基礎(chǔ)信息等，對其進行集中處理和分析。數(shù)據(jù)服務(wù)器也是一個重要的硬件配置，其主要是對變電站全景數(shù)據(jù)進行集中存儲，并且為站控層設(shè)備和應(yīng)用提供數(shù)據(jù)訪問服務(wù)。此外還包括監(jiān)控主機雙套、數(shù)據(jù)服務(wù)器單套配置等[3]。2）系統(tǒng)軟件配置：①操作系統(tǒng)，關(guān)于智能變電站一體化應(yīng)該采用LINUX/UNIX操作系統(tǒng)；②歷史數(shù)據(jù)庫，該配置主要是采用比較成熟，且商用的數(shù)據(jù)庫，能對數(shù)據(jù)庫管理和軟件開發(fā)工具進行維護和更新；③實時數(shù)據(jù)庫，對系統(tǒng)提供安全和高效率的數(shù)據(jù)存取，還支持多應(yīng)用并發(fā)訪問和實時同步更新；④標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)總線與接口，該配置主要是進行信息交換，對信息與信息之間的不同應(yīng)用的和傳送提供依據(jù)。
3結(jié)束語
綜上所述，在當(dāng)今社會對電力需要越來越高的情況下，確保智能變電站能夠得到高效率和穩(wěn)定的運行是非常重要的。雖然在智能化變電站的建設(shè)過程中取得了很大的進步，并且在智能變電站的運行與維護方面取得了一定的成績。但我們必須承認(rèn)的是在智能變電站一體化裝置構(gòu)建的過程中，我們還有很多方面的技術(shù)有待加強。因此，作為相關(guān)的設(shè)計人員，需要不斷學(xué)習(xí)和借鑒國外的先進技術(shù)，并與實際設(shè)計過程中所存在的問題相結(jié)合，進而保證智能化變電站的一體化系統(tǒng)設(shè)計更加完善，以促進我國社會更好的發(fā)展。
作者:姚金玲 單位:河北省電力勘測設(shè)計研究院
1.智能變電站設(shè)計的特殊性
首先，電路回路接入。對于常規(guī)變電站而言，設(shè)計電流、電壓電路時，通常選擇次級對應(yīng)方式進行接入，設(shè)置錄播與測控設(shè)備，通過各個設(shè)備、裝置，實現(xiàn)了交流采樣，通過A/D轉(zhuǎn)換器，對數(shù)字量進行處理、識別。使用雙重化保護裝置，通過互感器，產(chǎn)生二次繞組。若一次設(shè)備未達(dá)到設(shè)計次級數(shù)量，通過電流互感器，將同一次級繞組向不同保護裝置接入，利用串聯(lián)方式接入。而智能變電站，對一次系統(tǒng)開關(guān)量、模擬量，實現(xiàn)就地數(shù)字化，再通過光學(xué)互感器，實現(xiàn)光纖輸出，直接輸出數(shù)字信息，不產(chǎn)生電流開路、多點接地、電壓短路等問題。通過單元合并，對采集器信號進行采集，按照不同裝置，例如計量、測控、保護等裝置，組織、分配相關(guān)數(shù)字。然后通過不同回路，向二次設(shè)備傳輸不同熟悉信號，利用光纖多收信息、多發(fā)信號，進而提升現(xiàn)場接線穩(wěn)定性、安全性。所以，通過智能變電站，其電壓、電流等數(shù)字信息，由電流互感器出口開始計算，通過單元合并，實現(xiàn)數(shù)字采樣，在一個通道上，實現(xiàn)不同次級電壓量與電流量的同步發(fā)送。對于常規(guī)變電站而言，由A/D設(shè)備裝置轉(zhuǎn)換開始計算數(shù)據(jù)，在裝置內(nèi)實現(xiàn)采樣，但一個次級無法與其他次級進行合并傳輸。對于智能化電流與電壓，與常規(guī)站回路比較，實現(xiàn)采樣更簡捷、更安全，且具備極強可操作性。其次，新型二次接線方式及特點。對于常規(guī)變電站，回路、設(shè)備共同確定功能，使設(shè)備更具特定功能，而廠家定義了外部輸出、輸入等接口，利用已設(shè)定電纜回路，與各設(shè)備裝置鏈接，滿足變電站功能需求，而各方施工需按照設(shè)計圖紙執(zhí)行。對于智能變電站，對數(shù)字化技術(shù)進行優(yōu)化整合，實現(xiàn)了緊湊型功能、二次回路的設(shè)計。通過常規(guī)站，實現(xiàn)二次電纜的分散鏈接，確保二次回路的信息規(guī)范整合、數(shù)據(jù)集中分配。對于常規(guī)線路設(shè)計，嚴(yán)格電纜裝置、接地屏蔽裝置、保護裝置等要求，必須考慮施工重點、二次設(shè)計因素。對于智能變電站，通過光纜實現(xiàn)信息傳輸，具有極強抗電磁干擾性能、帶寬較高等特點，防止電纜電磁兼容、交流誤碰、電壓接地等問題，防止出現(xiàn)繼電拒動、誤動行為，消除各類干擾源，利用控制電纜，實現(xiàn)二次設(shè)備耦合，進而保證保護裝置正確操作，降低設(shè)備損壞率。另外，在各層級之間，選擇相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸，具有更高可靠性、穩(wěn)定性，進而確保設(shè)備的穩(wěn)定運行。第三，虛端子、虛回路運用。對于常規(guī)變電站而言，利用直流接點、電壓信號、交流信號等，通過硬電纜，傳輸相關(guān)模擬信號。而智能變電站，利用直觀感知，消除電纜接線硬件回路，使二次系統(tǒng)設(shè)計不再使用。由于硬電纜回路被取消，可生產(chǎn)虛回路體系，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息共享。根據(jù)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，明確定義了GOOSE、采樣值傳輸?shù)膬煞N抽象模型。通過GOOSE模型，為變電站提供快速傳輸數(shù)據(jù)，確保遙信量、跳閘命令、合閘命令的傳輸。IEC61850標(biāo)準(zhǔn)作為虛回路基礎(chǔ)，具有網(wǎng)絡(luò)工程實施、回路表達(dá)方式，利用系列工具軟件、網(wǎng)絡(luò)自動配置，使智能變電站的回路檢驗、運用問題得以解決。同時，對于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)而言，構(gòu)建虛回路體系，滿足建模基本要求，需確保各邏輯接點的輸出信號、輸入信號，在SCD文件中，實現(xiàn)全站信號關(guān)聯(lián)，為GOOSE參數(shù)訂閱、數(shù)據(jù)采樣提供充足信息。保證這些信息之后，通過SCD文件，將二次圖紙作為變電站的設(shè)計條件、數(shù)據(jù)表達(dá)。而系統(tǒng)高度集成、設(shè)計融合，使全站模型文件向廠商導(dǎo)入數(shù)據(jù)，減少為對照圖紙，人為輸入信息的差錯率、重復(fù)率。對于采樣值傳輸與GOOSE兩種模型的輸出信號，屬于網(wǎng)絡(luò)傳遞變量，和傳統(tǒng)屏柜相比，端子具有對應(yīng)關(guān)系，而邏輯連接點就是虛端子，通常采取CAD文件表達(dá)虛端子圖。在具體運用中，采取EXECL表達(dá)表達(dá)采樣值傳輸與GOOSE兩種模型，標(biāo)注各邏輯節(jié)點數(shù)據(jù)屬性與名稱，確定裝置名稱、虛端子標(biāo)號。以序號11為例，信息欄內(nèi)容為：GIS信號為信息類別，跳閘動作為發(fā)送裝置信息，而接收信息委跳閘動作，信息傳輸采取點對點方式，信息裝置欄顯示為110kV智能終端，RPIT／ProtInGGIO為數(shù)據(jù)集屬性。訂閱裝置欄：110kv保護裝置為裝置名稱，而PI2／CKGOINGGIO1＄ST＄SPCSO6＄stVal為數(shù)據(jù)集屬性。采取這種數(shù)據(jù)顯示方式，若按照原有設(shè)計圖紙，增加了二次施工調(diào)試難度。而智能變電站是以間隔設(shè)計為基礎(chǔ)，通過間隔設(shè)計一套圖紙，利用二次設(shè)備進行聯(lián)系圖組網(wǎng)，對GOOSE示意圖、虛端子表、過程圖信息進行表達(dá)，提高檢修人員、調(diào)試人員、整合人員的圖紙易懂性，主要為背板接線圖與屏后接線圖。
2.220kV智能變電站中自動化系統(tǒng)的可靠性分析
首先，對于智能變電站而言，其自動化系統(tǒng)是否可靠，需對自動化系統(tǒng)可靠性進行分析。在系統(tǒng)具體運作過程中，可滿足電力用戶的通信需求。需評價系統(tǒng)可靠性，評價、分析的基本思路為：以平均無障礙時間、平均障礙時間參數(shù)，評估網(wǎng)絡(luò)基本元素安全性、可靠性。另外，通過全面功能，以降級功能可靠度、效能指標(biāo)，評價系統(tǒng)安全性、可靠性，按照系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對系統(tǒng)可靠性、安全性進行評估與分析。其次，智能變電站的可靠度、智能組件、模型分析等，主要為電子器件，通常屬于典型性組件，顯示故障率曲線。隨著時間變化，故障率也隨之改變。若故障率屬于常數(shù)，正常壽命處于II區(qū)。若故障率處于I區(qū)或III區(qū)時，故障率較高，主要由于設(shè)備生產(chǎn)時間延長，機械設(shè)備逐漸老化所致。
3.結(jié)語
綜上所述，隨著智能變電站的推廣和應(yīng)用，新的規(guī)程規(guī)范需要更好地完善和補充，同時也需要大力推進智能變電站的電氣二次典型設(shè)計工作。
作者:陳世永宋麗娜單位:許繼電氣股份有限公司
《電氣技術(shù)雜志》2014年第七期
13D場景顯示開發(fā)環(huán)境的比較及選擇
在計算機領(lǐng)域有多種成熟的三維圖形顯示技術(shù)可以選擇。常用的3D開發(fā)軟件主要有Unity3D，HTML5等。Unity3D能輕松創(chuàng)建諸如三維視頻游戲、建筑可視化、實時三維動畫等類型互動內(nèi)容的多平臺綜合型游戲開發(fā)工具，是一個全面整合的專業(yè)游戲引擎，具有優(yōu)越的效果和很高的擴展空間[5]；在網(wǎng)絡(luò)方面，Unity3D提供了很強大的可視化編輯器和語言層面的網(wǎng)絡(luò)類，支持重載和命名空間。HTML5是基于SVG、Canvas、WebGL和CSS3的3D功能的開發(fā)工具，在瀏覽器中能達(dá)到驚人的3D顯示效果，HTML5在支持跨平臺進行使用的同時，還提供數(shù)據(jù)與應(yīng)用接入開放接口，使外部應(yīng)用程序可以直接與瀏覽器內(nèi)部數(shù)據(jù)直接相連，例如視頻影音。Unity3D相對于其他開發(fā)環(huán)境，其優(yōu)勢在于：可以輕松的創(chuàng)建三維視頻，并且可以使用AssetBundle動態(tài)載入外部模型，或者使用3dsMax正常制作三維模型，導(dǎo)入生成FBX文件，載入Unity3D中構(gòu)建，最后進行交互操作。盡管HTML5也可是創(chuàng)作模擬出三維場景，但HTML5存在漏洞，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)垃圾會對用戶進行轟炸，甚至?xí)诙虝r間將硬盤塞滿。綜合各方面因素，選用Unity3D進行三維場景的模擬在技術(shù)層而言相對穩(wěn)定，并且易于操作。此外，Unity3D對于同一項目，在不需要修改的前提下，可以通過菜單到各種平臺，市場空間很大。
2實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)
2.1三維模型建立首先是進行數(shù)據(jù)采集，包括地理信息、建筑物紋理等，在變電站中根據(jù)現(xiàn)實需求設(shè)置多個傳感器，通過傳感器獲取設(shè)備或周邊環(huán)境情況的信息，如圖1所示。對信息進行采集，包括錄像、信息、建筑物紋理等。在變電站中不同的位置設(shè)置攝像機，對實時情況進行錄像，通過3dsMAX根據(jù)采集的信息進行三維模型建立。在三維模型空間中，設(shè)置一個攝像機的點，通過設(shè)置攝像機的角度，依據(jù)現(xiàn)場攝像機所提供的實際的參數(shù)轉(zhuǎn)換為三維界面中攝像機的模擬參數(shù)，形成逼真、生動的現(xiàn)場效果模擬3D圖像。設(shè)想有一個任意方向、任意位置的物體，我們要把它渲染到任意方向、任意位置的攝像機中。為了做到這一點，必須將物體的所有頂點從物體坐標(biāo)系變換到世界坐標(biāo)系，接著再從世界坐標(biāo)系變換到攝像機坐標(biāo)系。其中的數(shù)學(xué)變換總結(jié)如下：這樣就能在渲染的循環(huán)外先將所有矩陣組合起來，使循環(huán)內(nèi)作矩陣乘法的時候只需要和一個矩陣相乘即可（物體有很多頂點，省一次矩陣乘法就會提高不少效率），如下：通過攝像機和傳感器完成對信息的采集之后，存儲到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中，利用三維制作軟件3dsMAX根據(jù)已經(jīng)采集的信息進行三維模型的建立。下面將比較動態(tài)貼圖技術(shù)和使用Unity3D軟件進行3D場景顯示的兩種方式。
2.2動態(tài)貼圖技術(shù)動態(tài)貼圖技術(shù)利用在三維模型的不同面以動態(tài)貼圖的方式，從不同角度看到的視頻角度不同，在視覺上初步實現(xiàn)3D視頻顯示。未經(jīng)過動態(tài)貼圖的三維模型為灰色，通過攝像機獲取監(jiān)控視頻的畫面，將視頻畫面截取為一幀一幀的圖片，利用已經(jīng)截取的圖片對已經(jīng)建立的三維模型動態(tài)貼圖。通過在模型不同的面，間隔時間段的進行貼圖，如圖2所示。通過視頻播放控件與GUI界面中的視頻窗口疊加，視頻截圖不間斷的替換出現(xiàn)，從而實現(xiàn)對視頻的播放。但是，通過在三維模型上動態(tài)貼圖的方式實現(xiàn)3D視頻顯示的同時也存在一些缺陷。由于三維模型的分辨率較低，將分辨率高于三維模型的視頻截圖動態(tài)貼入三維模型時，視頻截圖的分辨率也會隨之降低。背離了3D視頻顯示清晰、真實的技術(shù)要求。
2.3Unity3D軟件實現(xiàn)3D場景顯示對建立的變電站的三維模型進行透視投影原理進行模型渲染，至Web，通過視頻播放插件與GUI界面預(yù)設(shè)視頻窗口疊加，實現(xiàn)3D場景顯示。1）模型建立各個點的攝像機獲取的場景和設(shè)備紋理以及傳感器獲得的各種信息，通過程控放大器、A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換以及邏輯控制，傳送到服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中。利用三維軟件3dsMAX，根據(jù)計算機存放的數(shù)據(jù)庫采集的變電站現(xiàn)場的信息進行模型的建立，將建立的模型進行場景的拼接，模擬出變電站現(xiàn)實場景相對應(yīng)虛擬現(xiàn)實的初步三維模型。利用Unity3D可以導(dǎo)入外部模型的特性，將已經(jīng)建立的虛擬現(xiàn)實的初步三維模型導(dǎo)入Unity3D中進行模型的透視投影和渲染等。2）透視投影的實現(xiàn)對于透視投影的標(biāo)準(zhǔn)模型，視平面的坐標(biāo)模型如圖3所示，它的坐標(biāo)原點位于視平面的中心，x軸正向水平向右，y軸正向垂直向上。要把透視投影的結(jié)果在計算機屏幕上顯示的話，需要對透視圖進行坐標(biāo)變換，將其從視平面坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到屏幕坐標(biāo)系。3）載入3D模型在3dsMAX中，已經(jīng)根據(jù)現(xiàn)場所采集的信息，包括設(shè)備、建筑等按照視頻需求比例進行了三維模型建立；使用MattFairfax實現(xiàn)的Model_3DS類支持3DS模型文件的載入。并對已經(jīng)導(dǎo)入的變電站的三維模型進行視圖變換、透視變換和屏幕變換。4）視圖變換為表示透視投影的模型，實現(xiàn)了KCamera類，除保存視點的位置和姿態(tài)，還保存視圖變換矩陣m_kmView，隨著視點位置和姿態(tài)的變化，視圖矩陣也不斷更新。對于世界坐標(biāo)系中的任何一點v(x,y,z)，通過v=m_kmView×v將其變換到透視投影的標(biāo)準(zhǔn)模型坐標(biāo)系，通過KCamera::Transform函數(shù)實現(xiàn)。5）透視變換經(jīng)過視圖變換之后，利用KFrustum類用來對透視投影的模型進行建模，其成員包括視平面的尺寸大小，以及近截面和遠(yuǎn)截面的z軸坐標(biāo)。KFrustum通過Project函數(shù)將視圖變換的結(jié)果變換為透視坐標(biāo)。代碼實現(xiàn)如下：6）屏幕變換實現(xiàn)視圖變換和投影變換之后，需要將其轉(zhuǎn)換為適合屏幕大小的模型，繼而需要進行屏幕變換；屏幕變換的算法通過宏實現(xiàn)，代碼如下。7）三維模型的渲染將已經(jīng)導(dǎo)入經(jīng)過投影變換的變電站的電力系統(tǒng)以及變電站周邊環(huán)境的三維模型進行渲染，渲染使用軟件來實現(xiàn)，沒有使用任何第三方圖形庫，主代碼在KCamera::Render函數(shù)中，它接收兩次參數(shù)：Model_3DS和KSurface，對Model_3DS中的頂點進行透視投影。渲染代碼如下：7）三維模型的渲染將已經(jīng)導(dǎo)入經(jīng)過投影變換的變電站的電力系統(tǒng)以及變電站周邊環(huán)境的三維模型進行渲染，渲染使用軟件來實現(xiàn)，沒有使用任何第三方圖形庫，主代碼在KCamera::Render函數(shù)中，它接收兩次參數(shù)：Model_3DS和KSurface，對Model_3DS中的頂點進行透視投影。渲染代碼如下：8）視頻疊加重合三維模型渲染結(jié)束之后，將其至Web上，在GUI客戶端界面的設(shè)計過程中，預(yù)留的配置了Web瀏覽器的視頻播放窗口，將Unity3D虛擬視頻與預(yù)先定義的視頻窗口進行疊加重合，實現(xiàn)3D視頻的播放功能，從而達(dá)到理想中的3D場景顯示的效果，如圖5所示。
2.4試點應(yīng)用上述兩種方式均能實現(xiàn)3D視頻的顯示，但通過實際模型對比得出第二種方式實現(xiàn)3D場景顯示的效果優(yōu)于第一種方式。因此采用第二種方式在220kV武侯變電站上試點建設(shè)一套3D顯示系統(tǒng)來展現(xiàn)變電站場景及站端輔助系統(tǒng)。用戶可以通過客戶端訪問系統(tǒng)，客戶端所采用的通信協(xié)議，具有很強的開放性和兼容性，完全能融合在電力系統(tǒng)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中。通過標(biāo)準(zhǔn)的客戶端，相關(guān)負(fù)責(zé)人和管理人員可根據(jù)不同的權(quán)限對系統(tǒng)進行配置及監(jiān)控，操作界面全部為中文可視化界面，使用非常方便。此系統(tǒng)將獲取的真實站端動環(huán)數(shù)據(jù)，如環(huán)境溫濕度、風(fēng)度、風(fēng)向等環(huán)境量以及門禁，集成到3D場景顯示系統(tǒng)中。在此3D顯示界面上，管理人員可以根據(jù)3D虛擬現(xiàn)實視頻中得到的實時數(shù)據(jù)的模擬數(shù)據(jù)，判斷設(shè)備周邊環(huán)境和設(shè)備運行情況。圖6所示為設(shè)備周邊環(huán)境，能真實地反映出周邊環(huán)境溫濕度、風(fēng)度、風(fēng)向等環(huán)境量以及門禁等的變化。圖7所示為設(shè)備運行情況，根據(jù)3D虛擬現(xiàn)實視頻中的實時數(shù)據(jù)，立體、形象、真實地反映了變電站各個設(shè)備的細(xì)節(jié)和特征以及運行情況，讓管理人員和技術(shù)人員可以更直觀地了解設(shè)備的運行情況。試點表明利用透視原理，使用Unity3D軟件可以很好的展現(xiàn)生成變電站3D場景，并能把輔助系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)都融合到這個界面上，對變電站的全景數(shù)據(jù)進行有效的展示。
3結(jié)論
目前，3D視頻顯示技術(shù)雖然已經(jīng)應(yīng)用于眾多領(lǐng)域，但在電力企業(yè)的信息化建設(shè)中應(yīng)用并不普遍，武侯變電站的試點結(jié)果表明，在電網(wǎng)的信息化建設(shè)中，采用3D場景顯示技術(shù)呈現(xiàn)變電站設(shè)備的空間關(guān)系以及環(huán)境數(shù)據(jù)的實時變化，既可以縱覽全局，也可以觀察局部詳細(xì)信息，為變電站的智能化管理提供了直觀、準(zhǔn)確并且真實的監(jiān)控管理方式。利用3D場景顯示技術(shù)進行有效的監(jiān)控和管理，能更好的滿足生產(chǎn)運維、安防應(yīng)急的需求，同時也有利于工程人員進行擴建項目的分析和設(shè)計，將大大提高管理的可操作性并提升了電網(wǎng)信息化的管理和決策水平。
作者：馬玫楊鴻昌白丁單位：國網(wǎng)四川省電力公司信息通信公司
《軟件工程師雜志》2015年第三期
1信息分級及子站端實現(xiàn)(Informationclsification)
電力調(diào)度分級劃分為國調(diào)、網(wǎng)調(diào)、省調(diào)、地調(diào)、縣調(diào)和集控，一般按照電壓等級對變電站內(nèi)不同設(shè)備信息進行分級采集，如圖2所示。子站端遠(yuǎn)動系統(tǒng)采集變電站的一次設(shè)備、過程層設(shè)備、間隔層設(shè)備及站控層設(shè)備的實時測控信息，通過實時數(shù)據(jù)庫(db)與內(nèi)置調(diào)度分級系統(tǒng)，根據(jù)不同調(diào)度需求和信息分類規(guī)則，生成各級調(diào)度轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫(zfdb)，按調(diào)度規(guī)定的相應(yīng)規(guī)約把站內(nèi)信息送至各級調(diào)度中心。信息分類一般規(guī)則按一次設(shè)備(開關(guān)、刀閘、機構(gòu)、測量等)、過程層設(shè)(OSE鏈路狀態(tài)、SMV鏈路狀態(tài)等)、間隔層設(shè)備(保護動作、保護告警、壓板、裝置告警、通信狀態(tài)等)、站控層設(shè)備系統(tǒng)信息(通信狀態(tài)、系統(tǒng)故障、系統(tǒng)告警等)進行劃分。
2子站端信息分級模塊及映射研究(Modelmapping)
根據(jù)智能變電站信息分級和各級調(diào)度采集規(guī)則，利用智能化信息分級遠(yuǎn)傳軟件系統(tǒng)實現(xiàn)信息分級以及遠(yuǎn)傳功能。子站端軟件主要包含五個模塊：(1)智能信息分類功能模塊；(2)全站信息建模功能模塊；(3)遠(yuǎn)傳分級建模功能模塊；(4)IEC61970模型映射功能模塊；(5)IEC104遠(yuǎn)傳通信模塊。各功能模塊關(guān)系如圖3所示。智能化信息分類模塊根據(jù)關(guān)鍵詞和相關(guān)定義建立分類規(guī)則庫，在全站信息建模時按分類規(guī)則自動實現(xiàn)全站信息的分類，并生成智能分類后的全站信息數(shù)據(jù)庫(db)，由遠(yuǎn)程分級模塊對信息進行遠(yuǎn)程信息分級，通過IEC104遠(yuǎn)傳通信模塊及IEC61970模型映射功能模塊把分級后的信息送至主站。子站各模塊關(guān)系如圖3所示。
2.1子站端遠(yuǎn)傳規(guī)約選擇變電站子站與調(diào)控主站間的通信協(xié)議采用電力系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)通信應(yīng)用層協(xié)議IEC104。104規(guī)約應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元(DU)結(jié)構(gòu)一般結(jié)構(gòu)如表1所示，由數(shù)據(jù)單元標(biāo)識，一個或多個信息體和應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元的公共時標(biāo)所組成[4]。為實現(xiàn)信息分級及控制功能IEC104規(guī)約擴充了兩個DU：信息分級傳送文件(DU54)和信息分級文件(DU127)。擴充DU的基本原則是不改變IEC104協(xié)議的幀結(jié)構(gòu)和通訊流程。
2.2子站端電網(wǎng)模型(IEC61850)與遠(yuǎn)動實時數(shù)據(jù)庫的映射研究子站端電網(wǎng)模型(IEC61850)不對具體的通信技術(shù)和采用的通信協(xié)議做出限定，滿足技術(shù)需要并能傳輸標(biāo)準(zhǔn)的信息模型，就可以使用該通信技術(shù)和協(xié)議，需要解釋該通信技術(shù)和協(xié)議如何承載標(biāo)準(zhǔn)的信息模型，既映射問題[6]。子站端電網(wǎng)模型(IEC61850)與遠(yuǎn)動實時數(shù)據(jù)庫(db)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，映射研究內(nèi)容包括：(1)站內(nèi)IED與實時數(shù)據(jù)庫IED地址的映射；(2)遙測類的映射；(3)遙信類的映射；(4)遙控類的映射；(5)遙脈類的映射；(6)定值類的映射。如下：(1)站內(nèi)IED與實時遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)庫IED地址的映射選擇一個SCD文件查找到其中的IED名稱進行IED映射，給每個IED分配IED地址。網(wǎng)關(guān)的名稱命名為IED名稱。如表2所示。(2)遙測類的映射遙測類的映射CDC類型：MV、CMVBSC、WYE、DEL等。如表3所示。(3)遙信類的映射CDC類型：SPS、DPS、SPC、DPC、INS、ACT、ACD。如表4所示。(4)遙控類的映射CDC類型：SPC、DPC、INC、BSC(遙調(diào))、ISC(遙調(diào))、APC等。如表5所示。(5)遙脈類的映射CDC類型：BCR，如表6所示。(6)定值類的映射映射定值數(shù)據(jù)集，是為了配合國內(nèi)實施規(guī)范。如表7所示。
3工程應(yīng)用(Application)
在變電站子站端遠(yuǎn)動系統(tǒng)調(diào)試界面中增加調(diào)度分級配置功能，可以方便配置信息分級，如圖4所示。在某地區(qū)實際工程中，應(yīng)用具備信息分級功能的子站遠(yuǎn)動系統(tǒng)后，減少子站運維人天數(shù)27人/天，大幅度降低了變電站子站端和調(diào)控主站端信息接入聯(lián)調(diào)的工作量，提高了子站端信息遠(yuǎn)傳的調(diào)試工作質(zhì)量和效率，節(jié)約了運行維護的成本。
4結(jié)論(Conclusion)
本文在目前智能變電站數(shù)量和調(diào)度信息量激增的情況下，根據(jù)不同調(diào)度主站端職能和對智能變電站信息遠(yuǎn)傳的要求，提出了一種在子站端進行信息分級和遠(yuǎn)傳方案。通過進行子站端電網(wǎng)模型(IEC61850)與實時數(shù)據(jù)庫(db)映射研究，分析了站內(nèi)IED與實時數(shù)據(jù)庫IED地址、遙測類的映射、遙信類、遙控類、遙脈類、定值類的映射；子站端開發(fā)相應(yīng)軟件模塊，實現(xiàn)基于調(diào)度信息分級規(guī)則、IEC104擴展協(xié)議的子站端調(diào)度信息的自動分級處理及遠(yuǎn)傳。
作者：劉寶江段運鑫劉建勇魏勇單位：許繼電氣股份有限公司河南龍源許繼科技發(fā)展股份有限公司
1交換機狀態(tài)評估
1.1評價因素權(quán)重的確定模糊綜合評價方法中，各因素權(quán)重對評價結(jié)果有很大的影響。如何確定權(quán)重是模糊評判中的重點和難點之一。本文采用層次分析法[11-12]，構(gòu)建的判斷矩陣。
1.2模糊關(guān)系矩陣的隸屬度模糊關(guān)系矩陣的關(guān)鍵是建立符合實際的隸屬度函數(shù)。隸屬函數(shù)的指派要反映這些元素對集合的隸屬程度。如何確定一個模糊集的隸屬函數(shù)至今還是尚未解決的問題[13]。目前作為隸屬函數(shù)的分布函數(shù)類型比較多，常用的分布函數(shù)有：拋物型、正態(tài)型、柯西型、嶺型等。每種分布函數(shù)又可分為偏小、偏大、中間型。嶺型分布函數(shù)具有主值區(qū)間寬、過渡平緩的特點[13]，能較好地反映交換機狀態(tài)的模糊關(guān)系，因此本文用嶺型函數(shù)來計算隸屬度。嶺型分布函數(shù)表示。在建立隸屬函數(shù)具體表達(dá)式的過程中，遵從最模糊原則和最清晰原則，即表1中區(qū)間的端點處于最模糊狀態(tài)，隸屬度屬于相鄰兩級指標(biāo)狀態(tài)的值均為0.5，在區(qū)間中點其類別是最清晰的，隸屬度屬于該級的值為1。根據(jù)交換機各評價指標(biāo)的參數(shù)范圍，把各指標(biāo)數(shù)值代入式(3)~式(5)中相應(yīng)公式，即可得出它們相對于評價集的隸屬函數(shù)。需要說明的是，交換機有多個不等數(shù)量的端口，交換機狀態(tài)與每個端口有關(guān)的指標(biāo)有：流量、端口接收光強、端口發(fā)送光強、端口誤碼率。每個端口都單獨采集，取劣化程度最大的作為交換機狀態(tài)評價的輸入值。
1.3模糊綜合評價根據(jù)各個指標(biāo)的值，代入該指標(biāo)對應(yīng)的隸屬函數(shù)，即可得到模糊關(guān)系矩陣。保護、測控裝置等二次設(shè)備的狀態(tài)評價都可以采用同樣的方法來評價其狀態(tài)，但評價因素集要根據(jù)具體設(shè)備選定。
2智能組件跳閘回路定檢
為防止保護出口跳閘回路觸點粘連、失效、忘投壓板等問題，設(shè)計后臺監(jiān)控系統(tǒng)與智能組件配合，實現(xiàn)跳閘觸點定檢的智能告警。充分利用智能終端操作回路硬件軟件化的特點，對傳統(tǒng)操作箱功能改進，實現(xiàn)跳閘回路(包含觸點及壓板)的在線監(jiān)測和離線定檢功能。開關(guān)處于合位時，智能終端可實現(xiàn)跳閘回路在線監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)、定位跳閘回路存在的異常。開關(guān)處于分位時，智能終端可接收系統(tǒng)命令進行分閘回路離線定檢、實現(xiàn)合閘預(yù)置功能，避免忘投壓板等人為疏忽。定檢實現(xiàn)原理：如圖1所示。保護出口驅(qū)動電路上串接TZ1、TZ2觸點，兩觸點中間至正、負(fù)電間各串接一個用于檢測的光耦(監(jiān)測1、監(jiān)測2)。智能終端接收保護裝置定檢命令后，首先閉合保護觸點TZ1，正電經(jīng)保護觸點TZ1、監(jiān)測2光耦回路導(dǎo)通，監(jiān)測2光耦反饋檢測結(jié)果，完成保護觸點TZ1的檢測；然后閉合保護觸點TZ2，正電經(jīng)監(jiān)測1光耦、觸點TZ2、TBJ繼電器、壓板回路導(dǎo)通，監(jiān)測1光耦反饋檢測結(jié)果，完成保護觸點TZ2、壓板、TBJ繼電器的檢測。同樣，可以在分閘回路上實現(xiàn)相同的定檢功能。
3過程層通信故障診斷
智能變電站中，間隔層與過程層用網(wǎng)絡(luò)通信代替了信號電纜，之間用SV、GOOSE傳送信息[14]。當(dāng)SV、GOOSE收發(fā)異常時，需要及時診斷是間隔層裝置、還是智能組件故障。本文提出一種不依賴網(wǎng)絡(luò)報文分析儀[15]的診斷方法。分析SV、GOOSE的傳輸機制和特性，可采用接收端是否接收到相應(yīng)的發(fā)送端信號來確定發(fā)送端的通信狀態(tài)，而不是直接監(jiān)測發(fā)送端的狀態(tài)。間隔層裝置發(fā)送GOOSE到智能組件，智能組件把接收到該GOOSE的狀態(tài)用另外一個GOOSE送給間隔層裝置，間隔層裝置再把該狀態(tài)值送到監(jiān)控后臺，完成一個間隔層裝置GOOSE發(fā)送、智能組件GOOSE接收的狀態(tài)上送，如圖2所示。間隔層裝置接收GOOSE的狀態(tài)可以直接用來判斷智能組件發(fā)送、間隔層裝置接收的狀態(tài)。一個智能組件可以把SV、GOOSE發(fā)送至多個間隔層裝置，同樣也可以接收多個間隔層裝置下發(fā)的控制GOOSE，數(shù)據(jù)接收、發(fā)送是多對多的關(guān)系。如圖3所示。故障診斷原理：根據(jù)所轄的發(fā)送端口和接收端口判斷。當(dāng)有任意一路發(fā)送端口或任意一路接收端口通信正常，則認(rèn)為網(wǎng)口正常。如果所有的發(fā)送端口和接收端口都異常，才判定為網(wǎng)口故障。為此監(jiān)控后臺設(shè)計的過程層網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測模型如圖4所示。
4運行實例
基于上述原理的綜合智能告警在貴州都勻泉東110kV數(shù)字化變電站投運。某一時刻采集到某交換機的一個狀態(tài)數(shù)據(jù)(選用劣化程度最大的端口值)，12345u,u,u,u,u的值為(35,20.8,16.7,28.5,0.65)，得到模糊關(guān)系矩陣為。
5結(jié)語
設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測是狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)，是二次設(shè)備檢修的發(fā)展方向。針對智能變電站自動化系統(tǒng)的技術(shù)特點，交換機是智能變電站自動化系統(tǒng)的優(yōu)秀關(guān)鍵設(shè)備。研究了交換機狀態(tài)監(jiān)測信息采集，在此基礎(chǔ)上提出了用模糊綜合評價方法對交換機進行狀態(tài)評價；為防止保護出口跳閘回路觸點粘連、失效、忘投壓板等問題，設(shè)計了智能組件跳合閘定檢回路進行監(jiān)測；根據(jù)SV、GOOSE的傳輸機制和特性，當(dāng)SV、GOOSE收發(fā)異常時，提出了一種不依賴于網(wǎng)絡(luò)報文分析儀，及時診斷是間隔層裝置、還是智能組件故障的方法。本文提出的模型、方法在實際變電站運行中得到了驗證。
作者：徐長寶莊晨蔣宏圖單位：貴州電力試驗研究院上海思源弘瑞自動化有限公司
1概述
隨著我國經(jīng)濟發(fā)展和科技進步的速度越來越快，各行業(yè)對電力能源的需求不斷增加，給國家電網(wǎng)的生產(chǎn)運行帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。提高供電質(zhì)量一直是我國電力系統(tǒng)的主要工作目標(biāo)，為實現(xiàn)這一目標(biāo)，滿足社會發(fā)展的需求，國家提倡并大力建設(shè)智能電網(wǎng)。變電站作為電網(wǎng)中的重要組成部分，也加快了智能化建設(shè)，不僅實現(xiàn)了生產(chǎn)效率的提高，還降低了能源消耗，符合我國節(jié)能減排的發(fā)展政策。在變電站智能化建設(shè)過程中，對電氣設(shè)備技術(shù)也有了更高的要求，光電傳輸、數(shù)字通信以及計算機技術(shù)等都融入到變電站建設(shè)中，簡化了變電站的業(yè)務(wù)流程，提高了電力系統(tǒng)整體的運行效率。
2變電站電氣設(shè)備介紹
智能化變電站電氣設(shè)備是對數(shù)字化變電站技術(shù)的進一步發(fā)展和升級，與數(shù)字化變電站既有聯(lián)系，也存在一定的差異。
2.1數(shù)字化變電站數(shù)字化變電站是按照國際標(biāo)準(zhǔn)建立的一種現(xiàn)代化變電站，其電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)由過程層、間隔層和站控層三部分構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)變電站內(nèi)各電氣設(shè)備之間的共享和交互操作。數(shù)字化變電站的電氣技術(shù)就是將變電站中所采集的信息進行傳輸、存儲、分析和輸出等，這一系列工作均是通過數(shù)據(jù)和信息的形式進行，通過相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)實現(xiàn)各項功能。數(shù)字化變電站電氣設(shè)備技術(shù)的突出特點是所有作業(yè)均是以數(shù)字化的形式實現(xiàn)，變電站自動化系統(tǒng)的一次設(shè)備智能化、高級應(yīng)用和智能電網(wǎng)的支撐功能都有了很大進步。數(shù)字化變電站為建設(shè)智能變電站奠定了基礎(chǔ)，而智能化變電站的建設(shè)是對原有變電站的進一步改進和升級，也是未來變電站發(fā)展的主要趨勢。
2.2智能化變電站智能化變電站電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)與數(shù)字化變電站有一定區(qū)別，主要由設(shè)備層、間隔層和控制層三部分組成，一次智能電氣設(shè)備組成了設(shè)備層；檢測和繼電保護設(shè)備等二次設(shè)備組成了間隔層，這層主要采用分散型方式連接大部分母線應(yīng)用；服務(wù)器、人機設(shè)備、路由器和站級計算機組成了控制層。該層利用光纖介質(zhì)實現(xiàn)與間隔層的通信聯(lián)系，并設(shè)置了計算機監(jiān)控系統(tǒng)，以實現(xiàn)對變電站電氣設(shè)備的實施檢測、遠(yuǎn)程控制，并能在設(shè)備發(fā)生故障時，及時做出反應(yīng)，保護電網(wǎng)系統(tǒng)免受更大損失。
3智能化變電站電氣設(shè)備技術(shù)分析
3.1計算機終端與控制終端的結(jié)合智能化變電站將計算機終端與站內(nèi)電氣設(shè)備技術(shù)中的控制終端相結(jié)合，這就相當(dāng)于在變電站中加入計算機系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)可實現(xiàn)對站內(nèi)運行信息和數(shù)據(jù)的采集、存儲、分析，根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果做出相應(yīng)的指令，然后通過通信技術(shù)傳輸給各個電氣控制終端。計算機終端還能對變電站系統(tǒng)的運行情況進行全程監(jiān)測，根據(jù)設(shè)備運行情況做出準(zhǔn)確判斷，并采取有效的解決措施，這就能有效的降低電網(wǎng)運行故障處理不及時帶來的經(jīng)濟損失。
3.2分布式控制技術(shù)的應(yīng)用智能變電站電氣設(shè)備分級控制是通過在變電站系統(tǒng)中采用了分布式控制技術(shù)，該技術(shù)具有獨立控制性和自主調(diào)控性，這就能有效的將變電站中各類潛在風(fēng)險進行分散和減弱，提高智能變電站運行的安全性和可靠性。分布式控制下的系統(tǒng)運行過程中若某一層出現(xiàn)故障，并不會影響其他層的正常運行，這種功能極大的提高了變電站的運行效率，降低了相關(guān)電氣設(shè)備的負(fù)荷。
3.3光纖技術(shù)的應(yīng)用光纖技術(shù)的應(yīng)用，提升了智能變電站各層的通信速度和信息質(zhì)量，實現(xiàn)了不同設(shè)備、系統(tǒng)之間的信息采集和傳輸高效化，這就為局域網(wǎng)管理功能的提升奠定了基礎(chǔ)。控制層和設(shè)備之間的信息傳輸主要通過光線技術(shù)實現(xiàn)，該技術(shù)具有快速、準(zhǔn)確、抗干擾能力強等優(yōu)點，提升了整個變電站的運行效率。
3.4通信系統(tǒng)軟交換的應(yīng)用智能化變電站在很大程度上實現(xiàn)了電力通信的靈活性和便利性，其主要原因是在通信系統(tǒng)中應(yīng)用了軟交換，這不僅降低了后期的設(shè)備投資，還簡化了設(shè)備維護工作，降低了變電站電氣設(shè)備的維護成本。
4智能化變電站電氣設(shè)備技術(shù)問題分析
我國變電站電氣設(shè)備技術(shù)發(fā)展迅速，極大的提升了我國電力系統(tǒng)的運行質(zhì)量，但仍存在一些不足需要進一步改進。如設(shè)備仍采用定期維護檢修的狀態(tài)、設(shè)備操作和監(jiān)控仍需要人工完成等。為進一步提高我國變電站的智能化水平，應(yīng)加大對以下問題的研究力度：
4.1電氣設(shè)備檢修智能化變電站中的所有電氣設(shè)備都應(yīng)該按照相關(guān)工作要求，科學(xué)合理的實施檢修，在檢修過程中，必須嚴(yán)格遵守設(shè)備配套的安全措施卡中的操作要求，防止意外事故的發(fā)生。為減少定期檢修引起的停電，企業(yè)應(yīng)積極加快在線檢修技術(shù)的推廣和應(yīng)用，通過安全保護設(shè)備的配備，操作人員專業(yè)水平的提升確保在線檢修的安全性，減少檢修停電引起的各項損失。
4.2實時監(jiān)控為提高智能變電站設(shè)備的運行質(zhì)量，應(yīng)進一步加強實時監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用，這樣就能隨時了解電氣設(shè)備運行過程中的性能狀態(tài)，通過各項監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，對設(shè)備的運行狀態(tài)進行判斷，然后制定合適的養(yǎng)護措施。為確保實時監(jiān)測功能的實現(xiàn)，應(yīng)在變電站內(nèi)建立統(tǒng)一的信息共享平臺，利用該平臺規(guī)范、統(tǒng)一各個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，提高信息傳輸速度，縮短系統(tǒng)反應(yīng)時間。
5結(jié)語
智能化變電站是在數(shù)字化變電站基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型運行形式，變電站的智能化是通過傳統(tǒng)變電站技術(shù)與各類新技術(shù)結(jié)合實現(xiàn)的，目前尚處于起步階段，還有一系列急需解決的問題需要我們進一步研究和實踐。變電站智能化是我國構(gòu)建堅強智能電網(wǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，各部門應(yīng)該積極配合，不斷學(xué)習(xí)先進的管理理念和專業(yè)操作技能，確保變電站運行的安全性和可靠性。
作者：田召庚 單位：國網(wǎng)山東桓臺縣供電公司
摘要：智能電網(wǎng)建設(shè)目前已成為我國重要發(fā)展項目之一，作為智能電網(wǎng)建設(shè)中的關(guān)鍵和重頭戲，智能變電站的建設(shè)改造任務(wù)顯得尤為重要，智能變電站的建立在某種程度上可以推動我國電網(wǎng)智能化的出現(xiàn)。所以本文立足于我國現(xiàn)階段通信系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀，指出其中的特點和不足，并提出相應(yīng)解決措施，矢志為我國智能變電站的建設(shè)和電網(wǎng)智能化的實現(xiàn)提供實際有效的理論依據(jù)，推動電網(wǎng)智能化在我國的開展落實。
關(guān)鍵詞：智能變電站；通信網(wǎng)絡(luò)
0引言
隨著社會進步和繁榮，我國各行各業(yè)對電力的需求也在逐步提升，更多的需求也為智能電網(wǎng)建設(shè)帶來更多挑戰(zhàn)，智能變電站在用電、送電、配電和調(diào)度方面，都起著至關(guān)重要的作用，其聯(lián)系各個環(huán)節(jié)，是使各個環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣的重要支撐，起著重要的紐帶作用，在電網(wǎng)運行過程中起著不可替代的重要作用。然而，現(xiàn)在的智能變電站的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)較為僵化死板，仍然存在著重要的現(xiàn)實問題，所以，如何進一步加強智能變電站的技術(shù)研究，是我國當(dāng)前智能電網(wǎng)項目中的重要課題。
1發(fā)展現(xiàn)狀
近年來，隨著我國經(jīng)濟實力的不斷提升，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)也在不斷發(fā)展，這也促使我國的變電站更多的趨向于智能方向發(fā)展，尤其是在“互聯(lián)網(wǎng)+”的大環(huán)境的沖擊下，我國智能變電站的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也得到了較大的發(fā)展。通常情況下，電力通信網(wǎng)絡(luò)運行的整個過程中，變電站是網(wǎng)絡(luò)通信得以順利實行的重要節(jié)點，變電站的合理推行，能夠維護通信網(wǎng)的安全穩(wěn)定，促進電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運行，提高運行效率和運行速度。在實際工作過程中，電力通信網(wǎng)絡(luò)一般會分為兩部分，一部分是骨干通信網(wǎng)，一部分是中低壓通信網(wǎng)。這兩部分的劃分依據(jù)是電網(wǎng)通信的覆蓋范圍。
（1）骨干通信網(wǎng)
隨著電力行業(yè)的不斷發(fā)展，當(dāng)前，我國的電力與傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)有了較大的區(qū)別。我國電力部門將通信網(wǎng)絡(luò)劃分為四個層次，由點到面，按照區(qū)域行政規(guī)劃的方式進行區(qū)分，骨干通信網(wǎng)是指在四個層級中，覆蓋可達(dá)到110（66）kV以上電壓地區(qū)的部門，骨干通信網(wǎng)在整體電力通信網(wǎng)絡(luò)中，起到調(diào)度控制的作用。目前來看，我國社會深度發(fā)展，電力系統(tǒng)的運用也更加完善，各個層級電力系統(tǒng)互相協(xié)調(diào)，相互作用，共同促進我國電力系統(tǒng)的完善和發(fā)展，人們生活水平不斷提高，用電需求增加，也對電力系統(tǒng)的進一步發(fā)展提出更多挑戰(zhàn)。目前，我國電纜使用狀況良好，電纜使用總長度已經(jīng)達(dá)到59.24萬km，覆蓋范圍較廣，覆蓋深度強[1]。隨著社會進一步發(fā)展，城市化規(guī)模越來越大，通信系統(tǒng)的發(fā)展總體來說是機遇和挑戰(zhàn)并存的。現(xiàn)階段，我國省級、跨區(qū)級、縣級通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸率逐漸趨于每秒2.5Gbit和每秒10Gbit，速度加快，信號傳輸穩(wěn)定，傳輸內(nèi)容損失率低，在經(jīng)濟發(fā)展較快的城市，甚至已經(jīng)出現(xiàn)波分復(fù)用技術(shù)，這一技術(shù)隨著我國科技進步和需求增大，將在國內(nèi)得到更大范圍內(nèi)的使用。但由于我國在通信系統(tǒng)方面起步晚，發(fā)展時間短，因此，在承載超大容量數(shù)據(jù)這一塊，我國的骨干通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)呈現(xiàn)出頹態(tài)，逐漸暴露一些缺陷和弱點，需要科技工作者進一步加強與完善[2]。
（2）中低壓接入網(wǎng)
骨干通信網(wǎng)主要指覆蓋范圍在110（66）kV以上的地區(qū)和用戶，與之相對應(yīng)的，中低壓接入網(wǎng)的覆蓋范圍即為110（66）kV以下的地區(qū)和用戶，和骨干通信網(wǎng)的作用類似，中低壓接入網(wǎng)主要起調(diào)度的作用，是一個場站、地區(qū)甚至個人的調(diào)度場所。一般來說，在進行中低壓接入網(wǎng)端口連接時，需要注意以下幾點：1）首先，在電力通信網(wǎng)絡(luò)工作運行時，中低壓接入網(wǎng)可以承載配電自動化、中壓電力線載波等情況，另一方面，可以承接無線公網(wǎng)的運用，適用范圍較廣泛，使用場所也更加多元；2）其次，在電力通信網(wǎng)絡(luò)合理運行的過程中，難免會出現(xiàn)收集用戶用電信息等業(yè)務(wù)工作，為了滿足這一需求，在遠(yuǎn)程通道中，科技工作者經(jīng)常采用光纖、無線公網(wǎng)等方式進行信息收集；而本地服務(wù)則一般采用短距無線的方式進行信息采集。目前，我國在中低壓通信網(wǎng)方面投入較大，投入成本較高，耗費了大量資金和人力物力，但是由于中低壓通信網(wǎng)絡(luò)可以覆蓋更大范圍，更適合社會化需求，因此短期內(nèi)必須繼續(xù)采用這一方法。我國在中低壓通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)管理方面仍存在漏洞和缺憾，缺少一套行之有效的管理措施，管理體制僵化，急需改革，這些都對電力通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展起到不利影響，甚至在一定程度上拖慢了我國電網(wǎng)設(shè)施的完善和發(fā)展。
2應(yīng)用研究
（1）中低壓接入網(wǎng)通信技術(shù)應(yīng)用研究
我國電網(wǎng)系統(tǒng)中，中低壓接入系統(tǒng)由于涉及范圍廣，覆蓋面較大，因此，分管的位置相對來說較為分散，給通信技術(shù)的管理和應(yīng)用帶來一些阻礙，針對這一情況，我國科技人員計劃從以下幾個方面入手進行管理：從當(dāng)前我國的運用現(xiàn)狀來看，中低壓接入網(wǎng)的通信技術(shù)主要包括PON技術(shù)、TD-LTE技術(shù)以及PLC技術(shù)三種，其中，PLC技術(shù)是當(dāng)中最為主要的關(guān)鍵，在各級傳輸信號網(wǎng)絡(luò)中都會運用。這種技術(shù)以電纜為媒，搭載波長，主要輸送數(shù)據(jù)和語音信號。這種傳輸方式運用簡單，操作無負(fù)擔(dān)，對一些行業(yè)來說，采用這一方式進行操作工作，能夠提升電網(wǎng)搭載信息的使用效率，完善電力線性道在電網(wǎng)工作中的基本目標(biāo)和基本要求，提高數(shù)據(jù)傳輸能力，增強傳輸質(zhì)量，降低傳輸過程遺漏或數(shù)據(jù)缺失的可能[3]。
（2）骨干通信網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用研究
在我國的通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，需要注意的是骨干通信網(wǎng)絡(luò)是我國電力通信網(wǎng)絡(luò)中極為重要的一環(huán)，不可或缺，不可忽視。為了進一步加強骨干通信網(wǎng)在我國電力部門的具體運用和實施，筆者根據(jù)當(dāng)前實際情況提出一些方案供參考：骨干組網(wǎng)方案。ONT技術(shù)是光轉(zhuǎn)網(wǎng)中一項新的技術(shù)，目前正在進入投入使用的過程中，這一技術(shù)方案與原有的傳輸技術(shù)相比，具備DWDM和SDH技術(shù)的優(yōu)勢，使用過后，整個骨干組網(wǎng)絡(luò)的操作更加簡便，極大提高網(wǎng)絡(luò)的使用效率，加快實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸無障礙的目標(biāo)，對于一些大容量數(shù)據(jù)來說，使用這一技術(shù)，已經(jīng)有效降低數(shù)據(jù)的損耗程度和損耗率，因此，ONT技術(shù)正不斷被推行和應(yīng)用[4]。另一方面，為了提高整個網(wǎng)絡(luò)的實用性和適配性，在ONT技術(shù)實施的基礎(chǔ)上，增加PTN+OTN+SDH的模式，滿足區(qū)域內(nèi)各行業(yè)的實際需要。在保證大容量數(shù)據(jù)的傳輸安全和傳輸效率的同時，確保簡單容量的數(shù)據(jù)在傳輸過程中不遺失，提高工作質(zhì)量和業(yè)務(wù)水平。例如，在骨干通信網(wǎng)中，有的業(yè)務(wù)工作對時間延長有要求，因此，使用SDH技術(shù)可以在不耽誤時間延長的基礎(chǔ)上進行工作管理；對于區(qū)域內(nèi)覆蓋來說，可以使用PTN這一技術(shù)進行優(yōu)化改革，確保簡單的信息容量在傳輸過程中可以保持高度精準(zhǔn)。采用層級分明，規(guī)劃恰當(dāng)?shù)墓芾泶胧墙鉀Q區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)信息不安全的重要手段之一。在這一狀態(tài)下，骨干通信網(wǎng)內(nèi)的各級技術(shù)得到大幅發(fā)展，業(yè)務(wù)的收斂和匯聚作用都得到有效體現(xiàn)[5]。采用這一方法，能夠有效發(fā)揮各層級的作用，提高網(wǎng)絡(luò)的利用率，還可以提升整體網(wǎng)絡(luò)的靈活性和輸送能力，推動骨干通信的科學(xué)合理有序發(fā)展。
3結(jié)束語
我國是發(fā)展中國家，人口眾多，因此，對于基礎(chǔ)設(shè)施的需求也就相對于發(fā)達(dá)國家更大一些，隨著現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展，電力成為了人民日常生活中不可或缺的一部分，不得不說，電力始終是一個國家經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定的重要保證，當(dāng)前我國進入改革開放新時期，社會各行各業(yè)對電力發(fā)展抱有充分信心和極大期待，與此同時，我國電力部門也相應(yīng)面臨嚴(yán)肅的挑戰(zhàn)。作為我國支柱性能源，電網(wǎng)建設(shè)尤其是智能電網(wǎng)的建設(shè)在國內(nèi)的發(fā)展更需要提到重要層面，智能電網(wǎng)的有效實施，能夠在一定情況下促進經(jīng)濟發(fā)展和科學(xué)水平的提高。所以，必須進一步加強變電站的通信應(yīng)用技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，進行項目改進和創(chuàng)新，不斷提高項目的總體效果和綜合實力，嚴(yán)格按照國家法律法規(guī)和相關(guān)規(guī)章制度進行工作，促進電網(wǎng)智能化水平的提高，推動變電站通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的質(zhì)量提升，為我國帶來更大的經(jīng)濟效益和社會效益。
作者：劉文杰 單位：許繼電氣電網(wǎng)保護自動化系統(tǒng)公司
摘要：智能電網(wǎng)建設(shè)目前已成為我國重要發(fā)展項目之一，作為智能電網(wǎng)建設(shè)中的關(guān)鍵和重頭戲，智能變電站的建設(shè)改造任務(wù)顯得尤為重要，智能變電站的建立在某種程度上可以推動我國電網(wǎng)智能化的出現(xiàn)。所以本文立足于我國現(xiàn)階段通信系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀，指出其中的特點和不足，并提出相應(yīng)解決措施，矢志為我國智能變電站的建設(shè)和電網(wǎng)智能化的實現(xiàn)提供實際有效的理論依據(jù)，推動電網(wǎng)智能化在我國的開展落實。
關(guān)鍵詞：智能變電站；通信網(wǎng)絡(luò)
0引言
隨著社會進步和繁榮，我國各行各業(yè)對電力的需求也在逐步提升，更多的需求也為智能電網(wǎng)建設(shè)帶來更多挑戰(zhàn)，智能變電站在用電、送電、配電和調(diào)度方面，都起著至關(guān)重要的作用，其聯(lián)系各個環(huán)節(jié)，是使各個環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣的重要支撐，起著重要的紐帶作用，在電網(wǎng)運行過程中起著不可替代的重要作用。然而，現(xiàn)在的智能變電站的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)較為僵化死板，仍然存在著重要的現(xiàn)實問題，所以，如何進一步加強智能變電站的技術(shù)研究，是我國當(dāng)前智能電網(wǎng)項目中的重要課題。
1發(fā)展現(xiàn)狀
近年來，隨著我國經(jīng)濟實力的不斷提升，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)也在不斷發(fā)展，這也促使我國的變電站更多的趨向于智能方向發(fā)展，尤其是在“互聯(lián)網(wǎng)+”的大環(huán)境的沖擊下，我國智能變電站的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也得到了較大的發(fā)展。通常情況下，電力通信網(wǎng)絡(luò)運行的整個過程中，變電站是網(wǎng)絡(luò)通信得以順利實行的重要節(jié)點，變電站的合理推行，能夠維護通信網(wǎng)的安全穩(wěn)定，促進電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運行，提高運行效率和運行速度。在實際工作過程中，電力通信網(wǎng)絡(luò)一般會分為兩部分，一部分是骨干通信網(wǎng)，一部分是中低壓通信網(wǎng)。這兩部分的劃分依據(jù)是電網(wǎng)通信的覆蓋范圍。
（1）骨干通信網(wǎng)
隨著電力行業(yè)的不斷發(fā)展，當(dāng)前，我國的電力與傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)有了較大的區(qū)別。我國電力部門將通信網(wǎng)絡(luò)劃分為四個層次，由點到面，按照區(qū)域行政規(guī)劃的方式進行區(qū)分，骨干通信網(wǎng)是指在四個層級中，覆蓋可達(dá)到110（66）kV以上電壓地區(qū)的部門，骨干通信網(wǎng)在整體電力通信網(wǎng)絡(luò)中，起到調(diào)度控制的作用。目前來看，我國社會深度發(fā)展，電力系統(tǒng)的運用也更加完善，各個層級電力系統(tǒng)互相協(xié)調(diào)，相互作用，共同促進我國電力系統(tǒng)的完善和發(fā)展，人們生活水平不斷提高，用電需求增加，也對電力系統(tǒng)的進一步發(fā)展提出更多挑戰(zhàn)。目前，我國電纜使用狀況良好，電纜使用總長度已經(jīng)達(dá)到59.24萬km，覆蓋范圍較廣，覆蓋深度強[1]。隨著社會進一步發(fā)展，城市化規(guī)模越來越大，通信系統(tǒng)的發(fā)展總體來說是機遇和挑戰(zhàn)并存的。現(xiàn)階段，我國省級、跨區(qū)級、縣級通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸率逐漸趨于每秒2.5Gbit和每秒10Gbit，速度加快，信號傳輸穩(wěn)定，傳輸內(nèi)容損失率低，在經(jīng)濟發(fā)展較快的城市，甚至已經(jīng)出現(xiàn)波分復(fù)用技術(shù)，這一技術(shù)隨著我國科技進步和需求增大，將在國內(nèi)得到更大范圍內(nèi)的使用。但由于我國在通信系統(tǒng)方面起步晚，發(fā)展時間短，因此，在承載超大容量數(shù)據(jù)這一塊，我國的骨干通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)呈現(xiàn)出頹態(tài)，逐漸暴露一些缺陷和弱點，需要科技工作者進一步加強與完善[2]。
（2）中低壓接入網(wǎng)骨干通信網(wǎng)主要指覆蓋范圍
在110（66）kV以上的地區(qū)和用戶，與之相對應(yīng)的，中低壓接入網(wǎng)的覆蓋范圍即為110（66）kV以下的地區(qū)和用戶，和骨干通信網(wǎng)的作用類似，中低壓接入網(wǎng)主要起調(diào)度的作用，是一個場站、地區(qū)甚至個人的調(diào)度場所。一般來說，在進行中低壓接入網(wǎng)端口連接時，需要注意以下幾點：1）首先，在電力通信網(wǎng)絡(luò)工作運行時，中低壓接入網(wǎng)可以承載配電自動化、中壓電力線載波等情況，另一方面，可以承接無線公網(wǎng)的運用，適用范圍較廣泛，使用場所也更加多元；2）其次，在電力通信網(wǎng)絡(luò)合理運行的過程中，難免會出現(xiàn)收集用戶用電信息等業(yè)務(wù)工作，為了滿足這一需求，在遠(yuǎn)程通道中，科技工作者經(jīng)常采用光纖、無線公網(wǎng)等方式進行信息收集；而本地服務(wù)則一般采用短距無線的方式進行信息采集。目前，我國在中低壓通信網(wǎng)方面投入較大，投入成本較高，耗費了大量資金和人力物力，但是由于中低壓通信網(wǎng)絡(luò)可以覆蓋更大范圍，更適合社會化需求，因此短期內(nèi)必須繼續(xù)采用這一方法。我國在中低壓通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)管理方面仍存在漏洞和缺憾，缺少一套行之有效的管理措施，管理體制僵化，急需改革，這些都對電力通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展起到不利影響，甚至在一定程度上拖慢了我國電網(wǎng)設(shè)施的完善和發(fā)展。
2應(yīng)用研究
（1）中低壓接入網(wǎng)通信技術(shù)應(yīng)用研究
我國電網(wǎng)系統(tǒng)中，中低壓接入系統(tǒng)由于涉及范圍廣，覆蓋面較大，因此，分管的位置相對來說較為分散，給通信技術(shù)的管理和應(yīng)用帶來一些阻礙，針對這一情況，我國科技人員計劃從以下幾個方面入手進行管理：從當(dāng)前我國的運用現(xiàn)狀來看，中低壓接入網(wǎng)的通信技術(shù)主要包括PON技術(shù)、TD-LTE技術(shù)以及PLC技術(shù)三種，其中，PLC技術(shù)是當(dāng)中最為主要的關(guān)鍵，在各級傳輸信號網(wǎng)絡(luò)中都會運用。這種技術(shù)以電纜為媒，搭載波長，主要輸送數(shù)據(jù)和語音信號。這種傳輸方式運用簡單，操作無負(fù)擔(dān)，對一些行業(yè)來說，采用這一方式進行操作工作，能夠提升電網(wǎng)搭載信息的使用效率，完善電力線性道在電網(wǎng)工作中的基本目標(biāo)和基本要求，提高數(shù)據(jù)傳輸能力，增強傳輸質(zhì)量，降低傳輸過程遺漏或數(shù)據(jù)缺失的可能[3]。
（2）骨干通信網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用研究
在我國的通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，需要注意的是骨干通信網(wǎng)絡(luò)是我國電力通信網(wǎng)絡(luò)中極為重要的一環(huán)，不可或缺，不可忽視。為了進一步加強骨干通信網(wǎng)在我國電力部門的具體運用和實施，筆者根據(jù)當(dāng)前實際情況提出一些方案供參考：骨干組網(wǎng)方案。ONT技術(shù)是光轉(zhuǎn)網(wǎng)中一項新的技術(shù)，目前正在進入投入使用的過程中，這一技術(shù)方案與原有的傳輸技術(shù)相比，具備DWDM和SDH技術(shù)的優(yōu)勢，使用過后，整個骨干組網(wǎng)絡(luò)的操作更加簡便，極大提高網(wǎng)絡(luò)的使用效率，加快實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸無障礙的目標(biāo)，對于一些大容量數(shù)據(jù)來說，使用這一技術(shù)，已經(jīng)有效降低數(shù)據(jù)的損耗程度和損耗率，因此，ONT技術(shù)正不斷被推行和應(yīng)用[4]。另一方面，為了提高整個網(wǎng)絡(luò)的實用性和適配性，在ONT技術(shù)實施的基礎(chǔ)上，增加PTN+OTN+SDH的模式，滿足區(qū)域內(nèi)各行業(yè)的實際需要。
在保證大容量數(shù)據(jù)的傳輸安全和傳輸效率的同時，確保簡單容量的數(shù)據(jù)在傳輸過程中不遺失，提高工作質(zhì)量和業(yè)務(wù)水平。例如，在骨干通信網(wǎng)中，有的業(yè)務(wù)工作對時間延長有要求，因此，使用SDH技術(shù)可以在不耽誤時間延長的基礎(chǔ)上進行工作管理；對于區(qū)域內(nèi)覆蓋來說，可以使用PTN這一技術(shù)進行優(yōu)化改革，確保簡單的信息容量在傳輸過程中可以保持高度精準(zhǔn)。采用層級分明，規(guī)劃恰當(dāng)?shù)墓芾泶胧墙鉀Q區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)信息不安全的重要手段之一。在這一狀態(tài)下，骨干通信網(wǎng)內(nèi)的各級技術(shù)得到大幅發(fā)展，業(yè)務(wù)的收斂和匯聚作用都得到有效體現(xiàn)[5]。采用這一方法，能夠有效發(fā)揮各層級的作用，提高網(wǎng)絡(luò)的利用率，還可以提升整體網(wǎng)絡(luò)的靈活性和輸送能力，推動骨干通信的科學(xué)合理有序發(fā)展。
3結(jié)束語
我國是發(fā)展中國家，人口眾多，因此，對于基礎(chǔ)設(shè)施的需求也就相對于發(fā)達(dá)國家更大一些，隨著現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展，電力成為了人民日常生活中不可或缺的一部分，不得不說，電力始終是一個國家經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定的重要保證，當(dāng)前我國進入改革開放新時期，社會各行各業(yè)對電力發(fā)展抱有充分信心和極大期待，與此同時，我國電力部門也相應(yīng)面臨嚴(yán)肅的挑戰(zhàn)。作為我國支柱性能源，電網(wǎng)建設(shè)尤其是智能電網(wǎng)的建設(shè)在國內(nèi)的發(fā)展更需要提到重要層面，智能電網(wǎng)的有效實施，能夠在一定情況下促進經(jīng)濟發(fā)展和科學(xué)水平的提高。所以，必須進一步加強變電站的通信應(yīng)用技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，進行項目改進和創(chuàng)新，不斷提高項目的總體效果和綜合實力，嚴(yán)格按照國家法律法規(guī)和相關(guān)規(guī)章制度進行工作，促進電網(wǎng)智能化水平的提高，推動變電站通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的質(zhì)量提升，為我國帶來更大的經(jīng)濟效益和社會效益。
作者：劉文杰 單位：許繼電氣電網(wǎng)保護自動化系統(tǒng)公司
1智能變電站的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)
智能變電站中使用的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)使用的是以IEC61850標(biāo)準(zhǔn)為優(yōu)秀的基本結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以分為過程層、間隔層和站控曾。這種基本結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。站控層中使用的設(shè)備的功能是使用全站的信息對整個變電站的設(shè)備進行控制和檢測，并和遠(yuǎn)方的控制中心進行通信。間隔層中使用的設(shè)備的功能是采集間隔設(shè)備的信號并對這些設(shè)備進行控制和跳閘等控制動作，然后將相關(guān)的信息發(fā)送到站控層的設(shè)備并接收來自站控層設(shè)備的命令。過程層中使用的設(shè)備的功能是實現(xiàn)所有的和一次設(shè)備有接口的功能，并把直流的狀態(tài)信號和交流的采樣信號直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，可以將其看作是一次設(shè)備的智能化和數(shù)字化的接口。這三層設(shè)備是通過網(wǎng)絡(luò)通信來實現(xiàn)信息共享和數(shù)據(jù)的交換的，在間隔層和過程層設(shè)備中的網(wǎng)絡(luò)叫做過程層網(wǎng)絡(luò)，之間的通信內(nèi)容包括交流的采樣信號SV、直流的狀態(tài)信號GOOSE以及硬對時信號1588。在站控層和間隔層設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)叫做站控層網(wǎng)絡(luò)，之間的通信內(nèi)容包括全站的保護信息和所有需要監(jiān)控的信息。智能變電站中網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)的變電站的結(jié)構(gòu)的不同就在智能變電站的繼電保護裝置是通過點對點的通信模式來實現(xiàn)采樣和直接跳閘的，這就保證了繼電保護裝置的獨立，極大的提升了繼電保護裝置的安全和可靠。在智能變電站中網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的各個層次的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議如表1所示。
1.1SV
由IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定可知，SV是映射到以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的，通過組播的方式進行傳送，其傳輸網(wǎng)絡(luò)可以分成點對點直接網(wǎng)絡(luò)和通過交換設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)。采樣值若通過交換設(shè)備進行傳輸，則裝置和合并單元都是鏈接到網(wǎng)絡(luò)的交換設(shè)備上的，所有的信息是共網(wǎng)傳輸?shù)模瑪?shù)據(jù)的流向是通過組播的地址、VLAN的信息和APPID的信息來確定的。
1.2GOOSE
GOOSE的原理和SV是類似的，都是映射到以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的，都是通過組播的方式進行傳送的，傳送的網(wǎng)絡(luò)都是分成點對點的直接網(wǎng)絡(luò)和通過交換設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)，但是，GOOSE使用的是一種重發(fā)的機制來確保跳閘等相關(guān)的重要信息能夠可靠的進行傳輸。在正常的情況下，GOOSE按照一定的時間發(fā)送報文來保證通信鏈路的完好，若是有事件發(fā)生，換一種時間間隔連續(xù)兩幀發(fā)送事件報文，然后再換時間間隔發(fā)送事件報文，最后或輔導(dǎo)初始狀態(tài)下的時間間隔。
2智能變電站的數(shù)據(jù)通信
因為變電站系統(tǒng)之間的通信在新型的智能變電站中占有十分重要的位置，所以，變電站自動化系統(tǒng)的優(yōu)秀就是要建一個安全可靠的數(shù)據(jù)通信鏈路，又因為變電站具有一定的特殊性，其數(shù)據(jù)通信要求具有以下能力：①變電站自動化系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息在傳輸網(wǎng)中要快速準(zhǔn)確的傳輸，要保證其傳送的實時性；②變電站是一個電磁干擾很嚴(yán)重的特殊環(huán)境，通信中信道本身的通道就較為復(fù)雜，在惡劣的通信環(huán)境中要擁有一個優(yōu)秀的兼容性能；③在變電站的系統(tǒng)設(shè)計中若是出現(xiàn)失誤或者錯誤，將會對設(shè)備甚至是人身造成極大的損害。
2.1智能變電站中常用到的通信接口
智能變電站中常用的通信接口就是RS-485接口，它的優(yōu)點是多數(shù)的智能單元的接口方便，同時它的接口十分的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，RS-485的接口是通過RS-232串口通信發(fā)展起來的，它采用差分的方式進行總線式的通信，具有良好的抗干擾能力，其傳輸?shù)乃俾屎途嚯x都有了明顯的提高，又因為總顯示的通信方式可以在接口上進行，構(gòu)建起通信網(wǎng)絡(luò)來很方便。RS-485總線有兩種連接方式可以選擇，即半雙工和全雙工，常用的為半雙工的方式，其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖2所示。
2.2在智能電站中常用的設(shè)備通信協(xié)議
在智能變電站中使用比較廣泛的和智能設(shè)備通信接口相匹配的協(xié)議有以下幾種：①Modbus協(xié)議，這種協(xié)議時采用的客戶端/服務(wù)器通信模式的一種基于串行鏈路的應(yīng)用層協(xié)議，它的結(jié)構(gòu)較為簡單，在實際中應(yīng)用也比較廣泛，通常情況下，變電站和斷路器設(shè)備中都是廣泛的使用基于RS-485接口的此種協(xié)議；②TCP/IP協(xié)議，是由傳輸層的TCP/UDP協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)層的IP協(xié)議組成，是目前應(yīng)用最為廣泛的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)協(xié)議；③TCP/UDP協(xié)議，這種協(xié)議是完全以網(wǎng)絡(luò)層為基礎(chǔ)的通信協(xié)議，其中TCP的特點是向用戶提供一種可靠的面向連接的字節(jié)流服務(wù)，UDP和TCP不同，它是基于傳輸層的協(xié)議，面向的是數(shù)據(jù)報文。
3實用分析
某智能電網(wǎng)系統(tǒng)的變電站的自動化系統(tǒng)中使用開放式的分層分布式的系統(tǒng)，由過程層、間隔層和站控層組成，站中的二次設(shè)備按照標(biāo)準(zhǔn)建模進行統(tǒng)一組網(wǎng)，實現(xiàn)信息共享。同時，變電站配備了通信記錄監(jiān)視系統(tǒng)，能夠?qū)φ麄€電站的通信狀態(tài)和信息進行時間和記錄，該通信記錄監(jiān)視系統(tǒng)配備了兩臺監(jiān)聽裝置和一臺監(jiān)視終端，其中一個監(jiān)視裝置負(fù)責(zé)采樣值和GOOSE信息的監(jiān)聽和記錄分析，另外一個監(jiān)聽裝置負(fù)責(zé)對網(wǎng)絡(luò)通信信息和另一個網(wǎng)的采樣值以及GOOSE信息的記錄，而監(jiān)視終端通過交換機和兩臺監(jiān)聽裝置相連，顯示監(jiān)聽和分析的結(jié)果。在上述過程中，操作人員隨時可以對系統(tǒng)中信號的變化、異常和傳輸中的異常狀態(tài)燈進行監(jiān)聽，能夠及時高效的對各種異常進行處理。在通信報文的記錄文件到錄波文件的轉(zhuǎn)換過程中，同時采用了采樣值按采樣序號對其和按記錄時間對其兩種方式，這樣，操作人員就可以通過兩種方式的結(jié)果對比等到更為貼近實際的結(jié)果了。
4結(jié)束語
智能電網(wǎng)的建設(shè)關(guān)系到我國經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步步伐，而智能變電站在技術(shù)和功能上都與傳統(tǒng)中的變電站發(fā)生了極大的變化，變電站中的運行信息需要以網(wǎng)絡(luò)通信的方式進行交換和傳輸才能很好的滿足智能化的要求，所以只有做好智能變電站的網(wǎng)絡(luò)通信和信息處理的技術(shù)的研發(fā)工作和普及工作才能很好地做好智能電網(wǎng)的建設(shè)工作，才能更好地讓電網(wǎng)為人民服務(wù)。
作者：陳敏 單位：國網(wǎng)湖北省電力公司孝感供電公司
