陸 興，曹 磊

（1.上海市電力公司 檢修公司變電檢修中心，上海 201204；2.上海電力設計院有限公司，上海 200025）

隨著智能化電網(wǎng)的不斷發(fā)展，智能化技術(shù)在變電站領(lǐng)域的應用也越來越廣泛。在上海瀘定站的智能化建設中，設備模型是實現(xiàn)信息互相交流、保護之間聯(lián)系和閉鎖功能聯(lián)系等的核心。本文通過對智能變電站設備模型中的主要原理及調(diào)試中遇到的繼電保護實際問題進行解讀和分析，旨在形象地闡述設備模型在應用中的重要意義。

1 設備模型結(jié)構(gòu)

對象模型的基本元素由邏輯設備（LD）、邏輯節(jié)點（LN）、數(shù)據(jù)對象（DO）、數(shù)據(jù)類和數(shù)據(jù)屬性（DA）組成。邏輯設備是指由邏輯節(jié)點和附加服務組成的用于設備特定功能組信息的產(chǎn)生和使用的抽象實體；邏輯節(jié)點是數(shù)據(jù)功能交換的最小部分，是由它的數(shù)據(jù)和方法所定義的對象組成，包含特定應用功能；數(shù)據(jù)對象將賦予產(chǎn)生或者使用這個數(shù)據(jù)對象值的邏輯節(jié)點；數(shù)據(jù)對象是按數(shù)據(jù)的特征和性質(zhì)實例化的數(shù)據(jù)，由數(shù)據(jù)類確定和定義；數(shù)據(jù)屬性是數(shù)據(jù)對象由其所繼承的數(shù)據(jù)類分配的屬性元素，這些元素也可以由特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組成。LD，LN，DO，DA結(jié)構(gòu)元素，可按描述的先后順序逐級包容。瀘定站110kV母差保護出口跳分段的實例，如圖1所示。

圖1 110kV母差保護出口跳分段文本

由圖1可知，名為“PI＿PROC”的邏輯設備包含30個邏輯節(jié)點，其中名為“BusPTRC1”的邏輯節(jié)點由14個數(shù)據(jù)對象組成，每個數(shù)據(jù)對象包含了1個或多個數(shù)據(jù)屬性實例（DAI），每個數(shù)據(jù)對象都有其對應的數(shù)據(jù)屬性，數(shù)據(jù)屬性可以為一個或者多個。例如：數(shù)據(jù)對象“Tr”描述為母差保護動作后跳分段的出口接點。

2 數(shù)據(jù)類原理

數(shù)據(jù)類（DC）定義為給定邏輯節(jié)點內(nèi)數(shù)據(jù)對象的語義，由其屬性（結(jié)構(gòu)）和服務組成。另外，IEC 61850還定義了公共數(shù)據(jù)類和兼容數(shù)據(jù)類兩個數(shù)據(jù)類系列。數(shù)據(jù)類、公共數(shù)據(jù)類和兼容數(shù)據(jù)類存在一定的關(guān)系。具有公共結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)類組成公共數(shù)據(jù)類，公共數(shù)據(jù)類是數(shù)據(jù)類的子類；具有特定語義的兼容數(shù)據(jù)類組成公共數(shù)據(jù)類的特例。數(shù)據(jù)類中的數(shù)據(jù)屬性類型（DA Type）也是一個類，用原始組件和合成組件定義。原始組件直接繼承基本類型 （Basic Type，如INT32、FLOAT32、BOOLEAN等），多個原始組件可構(gòu)成一個合成組件。以圖2為例，簡單闡述數(shù)據(jù)類原理。

圖2 母差保護中數(shù)據(jù)模型文本摘要

由圖2可知，邏輯節(jié)點“PTRC”（保護跳閘處理）的數(shù)據(jù)屬性“Tr”是一個兼容數(shù)據(jù)類，它代表無方向跳閘，是公共數(shù)據(jù)類“ACT”（保護激活信息）的特定實例，屬性“Tr”繼承了“ACT”類屬性和結(jié)構(gòu)。邏輯節(jié)點“ACT”的數(shù)據(jù)屬性“general”表示跳閘總狀態(tài)，它的基本類型為BOOLEAN型，按數(shù)據(jù)變化觸發(fā)（dchg＝1）；“ACT”的數(shù)據(jù)屬性“q”表示“Tr”的品質(zhì)，其類型由“Quality”合成組件派生，并按品質(zhì)變化觸發(fā)（因qchg＝true），“Quality”是由公共數(shù)據(jù)類中品質(zhì)類型規(guī)定的公共合成組件。

3 對象引用

對象引用（Object Reference）是數(shù)據(jù)類實例的絕對路徑，也是對對象名的唯一性約束，邏輯設備、邏輯節(jié)點、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)屬性，每一個都有自己的對象名（即實例名），另外，它們各自都有一個絕對路徑名，對象名可依次用對象分隔符（“／”，“.”）串起來組成對象引用。例如，圖1中Tr的對象引用是“PI＿PROC／BusPTRC1.Tr”，實指“母差保護動作跳分段的出口信息”；對Tr的屬性q的引用是“PI＿PROC／BusPTRC1.Tr.q”，實指“母差保護分段跳閘信息的品質(zhì)”。

4 數(shù)據(jù)集

數(shù)據(jù)集（DATA－SET）是有序排列的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)屬性的對象引用的集合，建立數(shù)據(jù)集的目的是按特定的規(guī)則對數(shù)據(jù)進行分類，實現(xiàn)快速或慢速傳送數(shù)據(jù)，具有分開傳送保護、錄波、告警等狀態(tài)信息的功能。某主變智能終端在某一時刻發(fā)送的GOOSE報文信息和該GOOSE信息對應的數(shù)據(jù)集，如圖3所示。

圖3 GOOSE報文分析

通過圖3對GOOSE報文予以簡單分析。

“Control Block Reference［控制塊引用名］：IT1102ARPIT／LLN0＄GO＄gocb1”告訴接收設備GOOSE信息的來源是“IT1102ARPIT／LLN0＄GO＄gocb1”控制塊；

“Data Set Reference［數(shù) 據(jù) 集 引 用 名 ］：IT1102ARPIT／LLN0＄dsGOOSE1”表示GOOSE信息中控制塊所引用的數(shù)據(jù)集為dsGOOSE1；

“State Number［狀態(tài)變化序號］：3”表示數(shù)據(jù)集的值發(fā)生過變化的此類GOOSE信息有3次；

“Sequence Number［傳送序號］：2 526”表示這段GOOSE報文已經(jīng)發(fā)送了2 526次。

“Test［測試位］：FALSE”表示GOOSE信息在收發(fā)兩側(cè)設備均運行時有效，Test＝TRUE時，GOOSE信息在收發(fā)兩側(cè)設備均改檢修時才有效；

“Number Dataset Entries［數(shù)據(jù)集個數(shù)］：102”表示GOOSE信息包中數(shù)據(jù)集包含102個成員；

“Data

①BOOLEAN：FALSE

②STRING：UTC：1970－1－1 0：0：0.000000，BEIJING：1970－1－1 8：0：0.000000，Timequality：00”分別對應數(shù)據(jù)集中前兩個數(shù)據(jù)屬性“①RPIT／BinInGGIO1.Ind1.stVal”和“②RPIT／BinInGGIO1.Ind1.t”的實際值。其中“BOOLEAN：FALSE”是智能終端“檢修狀態(tài)”的實際值，調(diào)試意義為智能終端處于運行狀態(tài)?！癝TRING：UTC：1970－01－01：0：0.000000，BEIJING：1970－1－1 8：0：0.000000，Timequality：00”則表明Time Stamp類實例信息，表明智能終端的“檢修狀態(tài)”信息由外部時鐘源標記的UTC時標，因為本站GOOSE未采用外部對時同步，故在實際調(diào)試中無意義。

5 調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題

1）通用性問題 圖4的實例模型定義了4把主閘刀和3把接地閘刀的邏輯節(jié)點（XSWI邏輯節(jié)點類，用于為不具備短路遮斷容量的開關(guān)建模）。顯然，如果將這個實例作為智能終端的通用模型不具備通用性，因為它不能適應具有4把接地刀的220kV線路變壓器組的接線。建議在智能終端模型的建立時，考慮配置足夠的閘刀和接地閘刀的備用節(jié)點，以提高模型的通用性。

圖4 220kV線路變壓器組實例模型

2）遙控無效 圖5（a）和圖5（b）實例定義了兩個不同的遙控數(shù)據(jù)對象結(jié)構(gòu)，圖5（a）中將用于遙控閉鎖的斷路器位置和遙控命令配置在兩個不同的邏輯節(jié)點中，圖4則配置在同一個邏輯節(jié)點中，這兩個模型對應的設備同時運行在一個站控系統(tǒng)時，其中一個的斷路器位置將無法被后臺解析，從而不能實現(xiàn)對其的遙控操作，建議統(tǒng)一按圖5（b）的方式建模。

圖5 兩個不同的遙控數(shù)據(jù)對象結(jié)構(gòu)

3）采樣無效 在分段自切后加速試驗中發(fā)現(xiàn)，自切保護動作合分段后，后加速不出口，原因為分段合并單元給自切裝置的電流無效（即該電流SMV報文中品質(zhì)的有效性標志為“invalid”），根據(jù)該保護邏輯可知，電流無效時閉鎖后加速功能，不閉鎖自切其它功能，這點符合《智能變電站繼電保護技術(shù)規(guī)范》第6.1.5條款的要求，但應考慮對后加速功能的失卻進行補救。

4）檢修狀態(tài) 在對線路保護調(diào)試時，投上保護的檢修壓板，向保護輸入故障電流后斷開檢修壓板（此時故障電流仍保持），該保戶裝置向外發(fā)送的SV報文的Test位鎖定為1，即電流信息保持測試狀態(tài)，不被運行中的其它設備認可，而且復歸需要較長時間，這表明該裝置在某些特定的情況下發(fā)出的報文是非實時、非有效的，之后更改裝置程序恢復Test位的即時變化，解決了這個問題。

6 結(jié)語

謹以此文與讀者對變電站智能化模型的原理及應用進行交流，以期更深入理解智能變電站調(diào)試技術(shù)。通過分析調(diào)試中碰到的新問題，提出合理化解決建議，總結(jié)相關(guān)經(jīng)驗，以期對研究智能化保護模型的設備廠家和從事智能化變電站的調(diào)試人員提供一些借鑒和參考。