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智能變電站常見問題及解決方法探討

2016-01-15 15:37張碩韓永進(jìn)江瑞敬張嘉璐
中國高新技術(shù)企業(yè) 2016年3期
關(guān)鍵詞:控層時(shí)標(biāo)后臺(tái)

張碩 韓永進(jìn) 江瑞敬 張嘉璐

摘要:智能變電站成為當(dāng)今國家電網(wǎng)公司新建變電站的主流方式,其使用的技術(shù)較之早先的變電站來說是十分先進(jìn)的,但伴隨而來的則是一些新的問題。文章對(duì)智能變電站的常見問題及解決方法進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞:智能電網(wǎng);智能變電站;IEC 61850;采樣數(shù)據(jù);保護(hù)裝置 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

中圖分類號(hào):TM715 文章編號(hào):1009-2374(2016)03-0132-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.03.067

變電站的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)逐步深入的過程,由傳統(tǒng)變電站→綜合自動(dòng)化站→數(shù)字化變電站→智能變電站的漫長(zhǎng)的時(shí)間,發(fā)展成為了當(dāng)今集數(shù)字化與智能化于一身的高級(jí)智能變電站。在此國家電網(wǎng)公司“十二五”電網(wǎng)智能化規(guī)劃統(tǒng)計(jì)期間,國家電網(wǎng)公司將新建110(66)千伏及以上電壓等級(jí)智能變電站約5100座、完成變電站智能化改造約1000座。在當(dāng)前智能站繼電保護(hù)“新技術(shù)”“新方案”不斷提出、更新、豐富的大背景下,如何清楚認(rèn)識(shí)、應(yīng)用利用好新技術(shù)是每一位當(dāng)今時(shí)代從事繼電保護(hù)工作人員值得思考的事情。

1 智能變電站概述

1.1 智能變電站的定義

智能變電站是采用先進(jìn)、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備,以全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求,自動(dòng)完成信息采集、測(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測(cè)等基本功能,并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動(dòng)等高級(jí)功能的變電站。它基于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn),體現(xiàn)了集成一體化、信息標(biāo)準(zhǔn)化、協(xié)同互動(dòng)化的特征。較之傳統(tǒng)的一次設(shè)備,智能變電站基本采用常規(guī)一次設(shè)備附加二次設(shè)備廠家的智能終端的模式,較常規(guī)變電站增加了智能終端裝置。在簡(jiǎn)化二次接線、節(jié)省大量的二次電纜的同時(shí)也減少了二次維護(hù)人員繁瑣的查線工作,采用數(shù)字光信號(hào)傳輸,受外界干擾少,提高系統(tǒng)性能,消除了事故隱患。

1.2 智能變電站系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

三層:站控層、間隔層、過程層;兩網(wǎng):站控層網(wǎng)絡(luò)、過程層網(wǎng)絡(luò)(GOOSE/SV)。其系統(tǒng)整體框架如圖1

所示。

其中站控層設(shè)備包括監(jiān)控機(jī)、遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)等,其利用全站信息對(duì)全站一次、二次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視、控制以及與遠(yuǎn)方控制中心通信,站控層設(shè)備具有帶數(shù)據(jù)庫的計(jì)算機(jī)、操作員工作臺(tái)、遠(yuǎn)方通信接口的功能。過程層實(shí)現(xiàn)所有與一次設(shè)備接口的功能,是一次設(shè)備的數(shù)字化接口。典型的過程層設(shè)備如過程接口裝置、傳感器和執(zhí)行元件等,它們將交流模擬量、直流狀態(tài)量等就地轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)提供給上層,并接受和執(zhí)行上層下發(fā)的控制命令。

間隔層的主要功能是采集本間隔一次設(shè)備信號(hào),操作控制一次設(shè)備,并將相關(guān)信息上送給站控層設(shè)備和接收站控層設(shè)備的命令,間隔層設(shè)備由每一個(gè)間隔的控制、保護(hù)或監(jiān)視單元組成。

IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)提出了智能站的分層結(jié)構(gòu),并且定義了各層之間的邏輯通信接口,使得智能變電站中各個(gè)設(shè)備的功能和位置有了明確的劃分,整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)清晰明了。

2 智能變電站存在的問題與解決辦法

2.1 保護(hù)裝置接收不到SV合并單元的SMV9-2采樣數(shù)據(jù)

解決方法:排查問題時(shí)需要采取分步檢查的思路,將合并單元和保護(hù)分成兩個(gè)獨(dú)立的單元,檢測(cè)合并單元發(fā)出的9-2報(bào)文,驗(yàn)證每一路通道是否都有效,是否不帶檢修標(biāo)志,是否帶有同步標(biāo)志,再驗(yàn)證保護(hù)裝置中的配置如通道個(gè)數(shù)、MAC地址、APPID等是否和所檢測(cè)報(bào)文一致,最后檢測(cè)所連接的光纖是否存在問題,以上因素排除后此問題應(yīng)該得到解決。

2.2 保護(hù)裝置動(dòng)作后不能跳智能單元

解決方法:保護(hù)裝置必須將相對(duì)應(yīng)的GOOSE出口軟壓板投入,驗(yàn)證保護(hù)裝置端口輸出的GOOSE變位報(bào)文正確,用PSCONNER軟件模擬給智能單元發(fā)送GOOSE,驗(yàn)證智能單元GOOSE能否正常變位,確保智能單元本身接收GOOSE沒有問題。檢查智能單元GOOSE配置文件接收GOOSE部分參數(shù)是否與所接收?qǐng)?bào)文一致。

2.3 監(jiān)控系統(tǒng)和保護(hù)裝置連接不上,保護(hù)事件等不能上送后臺(tái)

解決方法:監(jiān)控后臺(tái)接收不到MMS報(bào)文首先要用PSCONNER軟件驗(yàn)證61850通訊是否已正確將MMS報(bào)文正確發(fā)送出來,這是區(qū)分裝置原因和后臺(tái)原因的關(guān)鍵,如果是裝置無法發(fā)出MMS報(bào)文,則要檢查模型文件是否存在問題,如果是后臺(tái)監(jiān)控問題,則檢查監(jiān)控是否訂閱并開放了相對(duì)應(yīng)的61850報(bào)告控制塊。

2.4 配置文件錯(cuò)誤

ICD文件錯(cuò)誤(語法不正確、模型實(shí)例與模板不符、數(shù)據(jù)集成員不存在)、SCD文件配置錯(cuò)誤(語法不正確、模型實(shí)例與模板不符、數(shù)據(jù)集成員不存在、虛端子配置出錯(cuò)、APPID沖突、通信參數(shù)未配等)。

2.5 收不到GOOSE/SV報(bào)文

接收壓板是否投入(GOOSE接收或MU投入壓板);配置是否正確;光纜連接是否正常,速率是否一樣;交換機(jī)攔截(VLAN/GMRP/組播過濾)。

2.6 采樣值異常

采樣值有角差,互感器精度試驗(yàn)未做(一些互感器沒有補(bǔ)償互感器固有延時(shí)或補(bǔ)償不正確),采樣值經(jīng)常失步。檢查同步裝置同步信號(hào),如果是1588對(duì)時(shí),檢查報(bào)文記錄再分析。

3 智能變電站工程調(diào)試爭(zhēng)議問題探討

智能變電站工程實(shí)施中,各設(shè)備供應(yīng)商之間的設(shè)備存在一定的兼容問題,下面為選取的部分有代表性的問題:

3.1 虛端子的規(guī)范化

在IEC 61850規(guī)范中,對(duì)開關(guān)位置、跳閘信息、重要事件報(bào)文等都做出了明確規(guī)范,但部分未明確的信息各廠家實(shí)現(xiàn)的方式又可能存在差異。體現(xiàn)在虛端子上,表現(xiàn)為:規(guī)范部分GOOSE信號(hào)全按規(guī)范實(shí)現(xiàn),但容易出現(xiàn)一些不必要虛端子項(xiàng),容易給設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成商造成一定困惑??煽紤]在后期工程中按裝置明確裝置虛端子模板,為智能變電站的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化提供基礎(chǔ)。

3.2 廠家保護(hù)(測(cè)控)裝置上送后臺(tái)一次值或二次值的方式選擇

目前主流廠家均采用一次值上送方式;建議在智能工程實(shí)施中,將該項(xiàng)目寫入規(guī)范加以明確。

3.3 廠家保護(hù)(測(cè)控)裝置上送給后臺(tái)的定值采用DO方式或DA方式選擇

目前可查找的規(guī)范中對(duì)該部分沒有明確定義,主要體現(xiàn)在模型中。DO方式送后臺(tái)為結(jié)構(gòu)體上送,包含數(shù)值的大小、品質(zhì)等信息,后臺(tái)進(jìn)行相應(yīng)解析;DA方式為直接送值到后臺(tái),后臺(tái)向上一層解析值的品質(zhì)等信息;目前廠商對(duì)此普遍做法是兼容兩種方式,可考慮在后期規(guī)范中明確。

3.4 合并單元建模是否需要帶品質(zhì)

合并單元發(fā)送的SMV報(bào)文均帶有品質(zhì);在工程實(shí)施上,帶品質(zhì)和不帶品質(zhì)兩種模型均很常見,工程實(shí)施只考慮便捷性,未做強(qiáng)制規(guī)定。

3.5 智能終端發(fā)送GOOSE報(bào)文是否需要帶時(shí)標(biāo)

智能終端GOOSE報(bào)文時(shí)標(biāo)問題,目前實(shí)施的工程中,有兩種方式:智能終端GOOSE信號(hào)上送時(shí)標(biāo),測(cè)控讀取終端上送的時(shí)標(biāo)送后臺(tái)SOE報(bào)文智能終端不帶時(shí)標(biāo),測(cè)控接收到GOOSE信號(hào)變位后打上該時(shí)刻時(shí)標(biāo)送給后臺(tái)。

4 結(jié)語

智能變電站是未來電網(wǎng)變電站發(fā)展的主流,隨著工程實(shí)踐的增多,其設(shè)計(jì)施工中的一些規(guī)范也會(huì)逐步制定出來,就目前存在的智能站的問題做深入的技術(shù)探討是很有必要的,例如在標(biāo)準(zhǔn)中,GOOSE輸入前綴“GOIN”,SMV輸入前綴“SVIN”。而在實(shí)際工程應(yīng)用上,會(huì)出現(xiàn)GOOSE使用“GOINxx”做前綴,SMV采用“SVINPA”做前綴的情況,那么就需要制定系統(tǒng)配置工具使用命名的規(guī)范。綜上所述幾個(gè)問題為目前存在爭(zhēng)論的典型問題,工程實(shí)施中目前都考慮兼容而不是明確,希望未來智能變電站在具體的設(shè)計(jì)施工當(dāng)中能制定出嚴(yán)格的規(guī)范。

參考文獻(xiàn)

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[6] 高翔.智能變電站技術(shù)[M].北京:中國電力出版社,2012.

作者簡(jiǎn)介:張碩(1986-),男,山東陽谷人,邯鄲供電公司工程師,碩士,研究方向:電力系統(tǒng)運(yùn)行控制與分析。

(責(zé)任編輯:蔣建華)

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