湖北省電力勘測設(shè)計院有限公司 鄭開琦

隨著近現(xiàn)代的經(jīng)濟發(fā)展，電力供給已經(jīng)成為生產(chǎn)生活不可或缺的部分。國家電網(wǎng)有限公司作為電力供給方，也在不斷新增智能變電站提供穩(wěn)定持續(xù)的電力供應(yīng)，這就使得需要配置文件來支持的繼電保護裝置維護問題逐漸顯現(xiàn)出來。用來實現(xiàn)繼電保護的高速信號聯(lián)系需要通過配置文件來實現(xiàn)，其是由掌握專業(yè)技術(shù)的工作人員解讀的計算機語言，非專業(yè)人士無法短時間掌握，由此引發(fā)的修繕維護等實際問題都存在很大的不便，如繼電保護裝置是否能夠應(yīng)用都取決于生產(chǎn)商是否生產(chǎn)，配置文件由于適配問題難以控制等，這些問題都使得智能變電站繼電保護裝置運行和維護變得異常艱難。

以往很多文獻也對智能變電站繼電保護裝置對于配置文件的依賴問題進行了研究并提出一些解決方案，但都沒有實質(zhì)性解決運行過程中需配置文件帶來的難題，也沒有滿足市場的需求。有些方案雖從表面上解決了部分問題，但實際卻大大增加了成本和再次運維的難度。實際上，所有這些問題都是由于智變電站繼電保護裝置對配置文件的依賴，只有把配置文件從繼電保護裝置的依附關(guān)系中脫離出來，才能從根本上解決這類問題。如能通過免配置文件或只是手動改變一些數(shù)據(jù)參考值的方式就能使得繼電保護裝置進行運作，沒有配置文件的困擾和束縛，那么所有的問題都可迎刃而解。

1 剖析智能變電站配置環(huán)節(jié)

站控層通信及信號命名、過程層通信及虛端子關(guān)聯(lián)分別是智能變電站站配置的兩大重要環(huán)節(jié)。站控層通信就是指裝置IP地址配置，與實際工程有關(guān)系的各種信號、信息總稱為信號命名，在配置的過程中需要把一些相關(guān)的告警或信息重命名。站控層面的配置主要是為處理遠程控制過程中產(chǎn)生的信息，原來的繼電保護裝置本身就可對自己的信號表達，后臺客戶端只是對于信號反應(yīng)的報文進行處理訪問，本身就可實現(xiàn)免配置文件在線獲得裝置的信息通訊[1]。但實際工作中要注意避免語義的模糊，要規(guī)范使用工程相關(guān)信號名稱降低實地修改的風(fēng)險。綜上，只要把裝置配置現(xiàn)場的IP地址和IED名稱設(shè)置好，并確保語義不重復(fù)就可實現(xiàn)繼電保護裝置站控層配置。

在配置過程中的另一方面就是跟過程層通信相關(guān)的主要配置，如一些相關(guān)高速信號接收報文的MAC地址及一些技術(shù)層面的參數(shù)設(shè)置、為達到信號間相互傳遞的目的而配置的信號綁定，像部分線路啟動或運行失敗輸出的信號和母線路保護相關(guān)的支路失敗進行信號虛端子綁定。過程層配置主要決定著高速通信，主要是兩方面的設(shè)定，按照裝置本身的參數(shù)來設(shè)定的通信參數(shù)和虛端子的關(guān)聯(lián)[2]。其中虛端子關(guān)聯(lián)便是整個免配置文件探討的最大難點，它本身包含虛端子本身定義、信號通道定義等通信報文的識別和解讀。

2 信號自動識別

2.1 虛端子自動識別報文名稱及用處

在智能變電站系統(tǒng)中，客戶端可從它產(chǎn)生的報文格式中解讀出相關(guān)的通信參數(shù)配置方式，在現(xiàn)場配置中通常參考IP地址的配置方式來設(shè)定；也可解讀出用于分析報文用處的應(yīng)用標(biāo)識符，對于標(biāo)識符的設(shè)定通常是唯一的設(shè)定，不與其他標(biāo)識重復(fù)，但也可設(shè)定成與通信參數(shù)配置方式最后的兩個字節(jié)相同的參數(shù)，達到使系統(tǒng)的配置參數(shù)數(shù)量減少的效果，降低系統(tǒng)復(fù)雜程度；從報文中還可識別出特定類型的設(shè)備發(fā)出的報文，由于使用的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，對于接收信號方的自動識別和匹配報文的內(nèi)容更加便利，當(dāng)然在智能變電站系統(tǒng)中如果出現(xiàn)同類型裝置也要允許重復(fù)的發(fā)生。

當(dāng)然想要實現(xiàn)智能變電站繼電保護裝置免配置文件的技術(shù)，對虛端子定義庫的設(shè)置提出了更高的要求，一定要有極高的適配度，使得系統(tǒng)發(fā)出的虛端子定義庫可適用所有的繼電保護裝置及維護安全的自動保護設(shè)備[3]。在變電站繼電保護系統(tǒng)中還要先保存變電站所有的虛端子定義庫，包括后續(xù)可能使用的裝置型號對應(yīng)的虛端子，這樣才能使得達到客戶端的所有虛端子含義都能被系統(tǒng)自動識別出來，實現(xiàn)免配置文件技術(shù)在相關(guān)設(shè)備的應(yīng)用。盡管已有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)被國家電網(wǎng)公布，但能全面涵蓋所有繼電保護及安全保護自動裝置的虛端子定義庫還是難以實現(xiàn)。如將來有新的更新安全保護自動設(shè)備出現(xiàn)，還是沒有辦法自動適配，采取在裝置運行過程中重新升級的方法。然而如可將虛端子含義的識別自動化，對于提前設(shè)定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的合并格式發(fā)出的虛端子讓其含義達到被用戶端自動識別的效果。

2.2 虛端子在通訊線路上的自動識別

實現(xiàn)了虛端子在含義識別上的自動化，僅是對發(fā)出報文的名字和用處進行了處理，在保護裝置運行過程中還會產(chǎn)生很多虛端子在識別語義上的沖突，所以要對一些內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)定來規(guī)避含義上識別的錯誤，通過對系統(tǒng)中相關(guān)安全保護裝置的通信線路進行篩查，排查出容易產(chǎn)生模糊和沖撞的情形。

在通信線路的配置中，傳統(tǒng)變電站內(nèi)部的繼電保護裝置經(jīng)常會按照輸出的接點來安裝壓板，部分保護裝置也不會設(shè)置根據(jù)類型項目來跳閘的壓板，但會按照項目運行對象來設(shè)置壓板，所以也可根據(jù)運行對象來對保護輸出的信號進行拆分，雖然對于檢查修理的間隔和中途運作很方便，但不論是按照輸出接點還是運行對象進行設(shè)置，通常情況下會都會發(fā)生區(qū)域性的保護設(shè)備啟動，就會產(chǎn)生多個區(qū)域的接點跳閘和無法啟動。然而如果是在免配置文件技術(shù)下，通過對其中產(chǎn)生的報文進行拆分，其實是可有效規(guī)避這種事項的發(fā)生。把系統(tǒng)內(nèi)部所有安全裝置產(chǎn)生的報文和這一段間隔可能產(chǎn)生的所有信號信息匯總，按照項目的對象不同進行有效的拆分，這就使得每一個需產(chǎn)生繼電保護對應(yīng)的項目對象都有一個與之對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)信息集。通過對系統(tǒng)所有的報文進行拆分后，就可使得報文中所有可能會產(chǎn)生歧義的語段都被有效排除，且不會產(chǎn)生重復(fù)或沖突。

為保證可普遍應(yīng)用，可對使用的虛端子進行縮小范圍的定義，提出了兩種關(guān)于保護裝置的報文發(fā)布信息集，有單向的和三向的跳合閘數(shù)據(jù)集。對于這些數(shù)據(jù)集的輸出信號的設(shè)定，它跟保護裝置的類型并沒有關(guān)系，所有的保護裝置在運行過程中產(chǎn)生的信號設(shè)定大致相同。當(dāng)然設(shè)置一些空的信號也是非常必要的，并不會產(chǎn)生什么實際的行為。

2.3 虛端子的自動訂閱

系統(tǒng)所有的報文都是運用組合方式單向傳導(dǎo)，所有的智能變電站繼電保護裝置都是在客戶接收端來進行配置的。所以如果是某一個既定的設(shè)備，是可按照用戶接收方的信號來進行配置設(shè)計數(shù)據(jù)參數(shù)的項目。如果主的接線器有兩條接線，那么對于主接線器的保護可按照間隔智能和間隔保護的信號接收地址來設(shè)計所有的線路參數(shù)。按照相同道理，只要把所有安全裝置都按照用戶的接收方信號來最大化設(shè)計所有的參數(shù)，就能實現(xiàn)所有裝置間的關(guān)聯(lián)配置[4]。這種方式還存在一個極大的特點，由于所有跨間隔間的保護向主線路和主要的保護器間隔相關(guān)裝置的虛端子都是被標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)置的，所有的通信參數(shù)也都是根據(jù)現(xiàn)場實地來進行設(shè)置安裝的，這就可避免在擴建時需把母差配置文件進行修改、從而引發(fā)作業(yè)設(shè)備的傳動變更，因為母差通信鏈路參數(shù)設(shè)置值中與運行間隔相關(guān)的參數(shù)并沒有修改過。

3 結(jié)語

由于以往的智能變電站繼電保護裝置必然會配置文件，在固有思維的束縛下免配置技術(shù)不被重視。然而消除繼電保護裝置對配置文件的依賴，對于智能變電站的擴展、維護及管控都有很大幫助。在標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)配置形式下的智能變電站，對于繼電保護裝置的信號聯(lián)系方式并沒有做出明確的規(guī)定，所以虛端子的設(shè)定參數(shù)都是按照慣有習(xí)俗進行的設(shè)定，忽略了不依附于配置文件直接進行訪問。綜上完全可利用技術(shù)手段對信號傳輸?shù)南嚓P(guān)參數(shù)進行設(shè)定，最終實現(xiàn)繼電保護裝置免配置文件的形式，從根源上消除各種配置文件引發(fā)的維護運營難題。

本研究通過數(shù)據(jù)篩選拆解有相同語義的內(nèi)容信號，實現(xiàn)了與保護裝置類型毫無關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)信號輸出的標(biāo)準(zhǔn)化。只需對繼電保護裝置間的通信參數(shù)進行重新設(shè)定，不用具體跟某個信號進行關(guān)聯(lián)綁定，這樣可讓虛端子在裝置間建立聯(lián)系，也方便了新的保護裝置加入設(shè)定，使得整個過程靈活便利，在實際工程中值得推廣應(yīng)用。