于文強(qiáng)

摘 ?要：PMS系統(tǒng)利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)代電子技術(shù)以及迄今為止變電站自動(dòng)化領(lǐng)域最為先進(jìn)的通信規(guī)約IEC 61850的使用，真正實(shí)現(xiàn)了對(duì)變電站的分層分布式控制和無人值守，提高了變電站穩(wěn)定運(yùn)行的能力，為重要用戶的供電提供了保障，同時(shí)還節(jié)約了維護(hù)成本。

關(guān)鍵詞：PMS系統(tǒng);IEC 61850;IED智能電子設(shè)備

中圖分類號(hào)：F407 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

PMS（Power Management System）電力管理系統(tǒng)，通過對(duì)變電站進(jìn)行分層分布式控制，實(shí)時(shí)對(duì)每個(gè)變電站進(jìn)行監(jiān)視、控制、保護(hù)、測(cè)量和計(jì)量等，并與上級(jí)變電站進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，同時(shí)傳遞數(shù)據(jù)到NCC和iBMS系統(tǒng)。利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)代電子技術(shù)，采用工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，達(dá)到最優(yōu)配電方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的可視化數(shù)字管理和維護(hù)，真正實(shí)現(xiàn)了變電站的分層分布式控制和無人值守，提高了變電站運(yùn)行的穩(wěn)定性并節(jié)約了維護(hù)成本。

1 PMS系統(tǒng)的特點(diǎn)

PMS系統(tǒng)分為站控層、間隔層和過程層，通過采用IEC 61850，PMS對(duì)各個(gè)設(shè)備的開關(guān)量、模擬量、電能量以及其他裝置的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。傳統(tǒng)的變電站自動(dòng)化通信協(xié)議都是對(duì)系統(tǒng)外部的通信標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)變電站內(nèi)各個(gè)智能設(shè)備之間的通信進(jìn)行規(guī)范。不同制造商的智能設(shè)備需要采用中間設(shè)備才能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，降低了工作穩(wěn)定性，增加了成本，也不利于系統(tǒng)的升級(jí)和擴(kuò)展。該項(xiàng)目的PMS系統(tǒng)采用了IEC 61850國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，具有新的特點(diǎn)，PMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

1.1 面向?qū)ο蟮慕＜夹g(shù)

IEC 61850建立了一個(gè)關(guān)于變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的統(tǒng)一模型，通過對(duì)這個(gè)統(tǒng)一模型的派生和實(shí)例化，就可以構(gòu)造出適應(yīng)特定應(yīng)用的對(duì)象，采用面向?qū)ο蟮慕＜夹g(shù)，使信息模型具有可繼承性和可復(fù)制性，各智能電子設(shè)備IED的信息模型為分層的結(jié)構(gòu)化的類模型，每一層抽象的類都包括相應(yīng)的屬性和服務(wù)。屬性用來描述這個(gè)類的外部可視特征，服務(wù)提供了訪問類屬性的方法。從建模層次上分，每個(gè)智能電子設(shè)備又包括一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器，每個(gè)服務(wù)器本身又包括一個(gè)或多個(gè)邏輯設(shè)備，邏輯設(shè)備包括邏輯節(jié)點(diǎn)，邏輯節(jié)點(diǎn)包括數(shù)據(jù)對(duì)象。

1.2 實(shí)現(xiàn)了互操作性

采用了IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的PMS系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)來自同一制造商或不同制造商的設(shè)備之間交換信息和正確使用信息協(xié)同操作的能力，真正實(shí)現(xiàn)了互操作性，使工程實(shí)現(xiàn)起來較為方便，便于PMS的升級(jí)和擴(kuò)展。

1.3 減少了二次回路的故障率

傳統(tǒng)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，二次設(shè)備到控制盤柜采用大量的控制電纜進(jìn)行連接，在運(yùn)行過程中，由于二次電纜回路接地故障經(jīng)常發(fā)生，會(huì)造成繼電保護(hù)的誤動(dòng)作。在二次電纜回路較長(zhǎng)的情況下，非常容易受高壓電纜或動(dòng)力電纜的影響，引起二次設(shè)備無法正常工作。而采用IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的各種智能設(shè)備，使用光纖進(jìn)行設(shè)備間、設(shè)備和控制室之間的連接，大大減少了二次回路的數(shù)量，減少了二次回路電纜的故障率，并且由于光纖的使用還提高了數(shù)據(jù)的傳輸速度和距離。

1.4 先進(jìn)的通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了智能設(shè)備在變電站的應(yīng)用，也實(shí)現(xiàn)了變電站自動(dòng)化系統(tǒng)可接入和共享其他信息，IEC61850是迄今為止變電站自動(dòng)化領(lǐng)域最為完善的通信標(biāo)準(zhǔn)，其實(shí)現(xiàn)了不同制造商設(shè)備之間的相互操作和互換，建立了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的開放的變電站自動(dòng)化通信系統(tǒng)，充分應(yīng)用了飛速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。采用IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的PMS系統(tǒng)提高了變電站自動(dòng)化的水平，可實(shí)現(xiàn)不同制造商產(chǎn)品的集成、減少投資和節(jié)約維護(hù)成本。

2 PMS系統(tǒng)調(diào)試

設(shè)備安裝和調(diào)試工作的質(zhì)量直接影響變電站投運(yùn)后的安全運(yùn)行和維護(hù)投入。根據(jù)大量的工程經(jīng)驗(yàn)可知，高質(zhì)量的安裝和細(xì)致嚴(yán)格的調(diào)試能提高變電站的穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間并減少維護(hù)工作量，從而保證用電可靠性并降低維護(hù)成本。

調(diào)試的目的是檢驗(yàn)PMS系統(tǒng)的功能和特性是否達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求，檢驗(yàn)智能電子設(shè)備之間的連接以及與站控層設(shè)備的二次回路間的連接是否正確，通過現(xiàn)場(chǎng)的模擬工作檢驗(yàn)各保護(hù)裝置并對(duì)各保護(hù)裝置進(jìn)行調(diào)試。采用繼電保護(hù)測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試，根據(jù)PMS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，首先對(duì)站控層、間隔層和過程層各單元進(jìn)行檢查。監(jiān)控系統(tǒng)的檢查和調(diào)試主要包括：各硬件設(shè)備安裝檢查和調(diào)試;軟件系統(tǒng)檢查和調(diào)試;系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置。全部單元和系統(tǒng)檢查結(jié)束后，開始進(jìn)行系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)試，主要包括開關(guān)量調(diào)試，象斷路器開斷信號(hào)和操作機(jī)構(gòu)信號(hào);模擬量調(diào)試，象二次交流電流和電壓回路;保護(hù)調(diào)試，象線路差動(dòng)保護(hù)、過電流保護(hù)、接地保護(hù)等;脈沖量輸入測(cè)試;打印和報(bào)警功能測(cè)試;變電站主備用服務(wù)器切換測(cè)試;遙控操作和現(xiàn)地操作測(cè)試;自檢和自診斷功能測(cè)試;系統(tǒng)安全措施調(diào)試。

3 應(yīng)用前景

采用IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)范的PMS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了保護(hù)監(jiān)控一體化和不同設(shè)備的互操作性，已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。智能電子設(shè)備的應(yīng)用，簡(jiǎn)化了二次設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了模塊化管理，采用光纖傳輸信號(hào)，不存在鐵磁諧振和磁飽和的問題，抗電磁干擾能力強(qiáng)，傳輸數(shù)據(jù)容量大、速度快，極大地提高了系統(tǒng)的性能效率。隨著IEC 61850的完善和廣泛應(yīng)用，PMS系統(tǒng)將會(huì)在更高電壓等級(jí)的變電站中使用，也將促進(jìn)智能電網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

該文以實(shí)際變電站為例，介紹了采用標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議和智能電子設(shè)備的PMS系統(tǒng)的特點(diǎn)以及PMS系統(tǒng)設(shè)備的調(diào)試。可為類似變電站的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)工作提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1]何磊.IEC61850應(yīng)用入門[M].北京：中國(guó)電力出版社，2012.