毛暉

（中國(guó)華電集團(tuán)有限公司衢州烏溪江分公司，浙江 衢州 324000）

1 智能變電站自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)建中的核心技術(shù)

1．1 計(jì)算機(jī)技術(shù)

在自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)建過(guò)程中，計(jì)算機(jī)技術(shù)屬于重要的組成部分，這也是順利實(shí)現(xiàn)智能化操作的基礎(chǔ)條件。在自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)工作期間，需要滿足自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理等要求，所采集的信息包括子電路的運(yùn)行參數(shù)，故障運(yùn)行參數(shù)、常規(guī)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)等，利用搭建的系統(tǒng)來(lái)判斷參數(shù)的合規(guī)性，以便后續(xù)處理活動(dòng)的順利展開(kāi)。而數(shù)據(jù)采集過(guò)程、運(yùn)算過(guò)程、傳輸過(guò)程都離不開(kāi)計(jì)算機(jī)技術(shù)的輔助。

1．2 網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)

由于我國(guó)電力需求量高，電網(wǎng)系統(tǒng)龐大而復(fù)雜，因此單一的繼電保護(hù)裝置根本無(wú)法滿足對(duì)龐大電網(wǎng)系統(tǒng)的需要，所以需要采用更廣泛的網(wǎng)絡(luò)化智能技術(shù)，才能符合當(dāng)前電力需求。網(wǎng)絡(luò)化的繼電保護(hù)可以更加有效、快捷的計(jì)算、處理電力系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)，及時(shí)找出故障，確定故障位置，明確故障原因，在處理龐大數(shù)據(jù)的同時(shí)各項(xiàng)不同運(yùn)行數(shù)據(jù)不會(huì)受到影響，不會(huì)降低運(yùn)行速度，使每一項(xiàng)運(yùn)行都處在正常運(yùn)行之中。通過(guò)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的緊密結(jié)合不斷完善繼電保護(hù)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化。

1．3 智能化技術(shù)

智能化技術(shù)的理論依據(jù)有混沌控制、遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等。這些不同理論依據(jù)將被運(yùn)用于智能變電站的各個(gè)部分。其中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制是整個(gè)繼電保護(hù)系統(tǒng)中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，它能收集到整個(gè)電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行分階段對(duì)比，最終分析得到一份關(guān)于整個(gè)電力系統(tǒng)的分析報(bào)告。同時(shí)智能化技術(shù)在應(yīng)用中，也具備了較強(qiáng)的靈活性，可以根據(jù)實(shí)際情況來(lái)對(duì)變電站運(yùn)行情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，從而提高系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的合理性，滿足變電站安全運(yùn)營(yíng)要求。

1．4 故障模擬設(shè)計(jì)技術(shù)

在智能變電站自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，故障模擬設(shè)計(jì)技術(shù)也是經(jīng)常使用到的應(yīng)用技術(shù)，這也是確保系統(tǒng)可以安全運(yùn)行的重要技術(shù)。其應(yīng)用原理在于，結(jié)合現(xiàn)有管理資料，搭建虛擬運(yùn)行系統(tǒng)，采集系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中的反饋信息，了解目前系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)是否存在應(yīng)用問(wèn)題，及時(shí)對(duì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題進(jìn)行處理，確保系統(tǒng)運(yùn)行安全性。在技術(shù)具體應(yīng)用中，第一，搭建穩(wěn)定可靠的模擬故障裝置，由于系統(tǒng)運(yùn)行問(wèn)題的出現(xiàn)，和多類因素相關(guān)，如環(huán)境因素、設(shè)備因素、人為因素等，因此所搭建的模擬故障裝置需具備較強(qiáng)的兼容性，可以對(duì)各類型故障進(jìn)行展示。第二，在系統(tǒng)接口的設(shè)計(jì)中，需滿足IEC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并且和保護(hù)裝置之間保持較強(qiáng)的兼容性，這樣也可以更好的完成信息傳達(dá)任務(wù)袋，提高數(shù)據(jù)整理結(jié)果的完整性。

2 繼電保護(hù)裝置自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)建要點(diǎn)

設(shè)計(jì)思路：結(jié)合目前已有的智能繼電保護(hù)測(cè)試儀器，以此為基礎(chǔ)來(lái)展開(kāi)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)?？紤]到系統(tǒng)工作過(guò)程的特殊性，也需要做好程序通信設(shè)計(jì)，搭建測(cè)試儀客戶端與自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)之間的溝通體系，以確保系統(tǒng)可以維持正常運(yùn)行的狀態(tài)，通過(guò)下達(dá)控制命令來(lái)得到相應(yīng)的測(cè)試結(jié)果，滿足系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)要求。在實(shí)際應(yīng)用中，會(huì)將IEC標(biāo)準(zhǔn)作為基礎(chǔ)條件，同時(shí)借助MMS通信協(xié)議來(lái)確保系統(tǒng)的順利通信，這樣也可以確保系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行，滿足相應(yīng)的使用要求，達(dá)到自動(dòng)測(cè)試的基礎(chǔ)目的。下面對(duì)具體設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行論述，相關(guān)內(nèi)容如下。

2．1 接口層設(shè)計(jì)

在對(duì)接口層展開(kāi)應(yīng)用設(shè)計(jì)時(shí)，需要確保接口本身具備較強(qiáng)的可拓展性和兼容性，這樣有利于變電站不同類型數(shù)據(jù)的順利接收，在更換不同類型設(shè)備時(shí)，也可以確保運(yùn)營(yíng)順利傳輸，提高自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程的智能性和通用性?；谝酝脑O(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，所選擇的接口類型為COM接口，此類接口具備較強(qiáng)的兼容性，可以滿足自動(dòng)測(cè)試控制中心的調(diào)用要求，確保不同類型保護(hù)裝置功能測(cè)試活動(dòng)的順利展開(kāi)。測(cè)試層接口處選擇的信息為Windows信息，這樣也有利于通知信息的順利傳遞，提高信息更換過(guò)程的時(shí)效性。需要注意的是，在自動(dòng)測(cè)試平臺(tái)使用過(guò)程中，因?yàn)椴煌Ｗo(hù)裝置的保護(hù)原理存在一定差異，因此在測(cè)試方法的選擇中也需要做好綜合考量，以確保數(shù)據(jù)分析結(jié)果的實(shí)用性和可靠性。

2．2 數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)

進(jìn)行數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)的主要作用是對(duì)保護(hù)裝置信息進(jìn)行快速獲取，內(nèi)容涉及到數(shù)據(jù)集的詳細(xì)信息、數(shù)據(jù)集特性曲線等。在對(duì)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）信息采集模塊，智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)涉及到許多子系統(tǒng)，這些子系統(tǒng)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)總量存在差異，這也需要信息采集模塊具備高效率、高兼容性，可以同步采集運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)。在信息采集模塊的具體設(shè)計(jì)中，會(huì)將傳感器作為數(shù)據(jù)采集載體，對(duì)于變電站各設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，對(duì)于變電站線路，也會(huì)在節(jié)點(diǎn)位置布置傳感器，從而采集相應(yīng)的參數(shù)信息，滿足相應(yīng)的使用要求。

（2）數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊，在系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，采取分布式管理+集約化管理相結(jié)合的綜合管理模式，在獲取到設(shè)備運(yùn)行信息之后，也會(huì)對(duì)信息準(zhǔn)確性、重復(fù)性進(jìn)行初步判斷，隨后根據(jù)分類規(guī)則將其劃分到不同數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，以數(shù)據(jù)包的形式進(jìn)行集中傳輸，加快信息傳輸效率。

（3）數(shù)據(jù)暫存模塊，在一定時(shí)間段內(nèi)會(huì)對(duì)待傳輸信息進(jìn)行暫時(shí)存儲(chǔ)，在出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失時(shí)可以及時(shí)找回，確保所傳輸信息的完整性。在該數(shù)據(jù)模塊的設(shè)計(jì)中，需要對(duì)暫存時(shí)間、暫存數(shù)據(jù)類型進(jìn)行統(tǒng)一，并且做好屬性整理，以滿足數(shù)據(jù)提取或應(yīng)用要求。

（4）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，其工作內(nèi)容是對(duì)完成傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，一般會(huì)使用云端作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)載體，會(huì)以屬性、時(shí)間維度來(lái)劃分?jǐn)?shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)上傳之前也需要做好數(shù)據(jù)校核工作，確保數(shù)據(jù)完整性和準(zhǔn)確性之后再進(jìn)行上傳，從而為后續(xù)數(shù)據(jù)處理活動(dòng)的進(jìn)行提供便利。

2．3 系統(tǒng)測(cè)試子模板庫(kù)設(shè)計(jì)

在系統(tǒng)測(cè)試子模板庫(kù)當(dāng)中，其內(nèi)容涉及到了線性度測(cè)試數(shù)據(jù)、系統(tǒng)保護(hù)功能測(cè)試數(shù)據(jù)、遙感通信測(cè)試數(shù)據(jù)、遠(yuǎn)程遙控測(cè)試數(shù)據(jù)、異常測(cè)試數(shù)據(jù)等。在對(duì)其展開(kāi)設(shè)計(jì)時(shí)，需注意以下內(nèi)容：

（1）做好子模板庫(kù)的梳理工作，基于所采集的數(shù)據(jù)類型，作為數(shù)據(jù)庫(kù)的分類標(biāo)準(zhǔn)，以此為基礎(chǔ)來(lái)劃分成若干子模板庫(kù)，對(duì)于相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，在預(yù)處理之后直接錄入到對(duì)應(yīng)庫(kù)中，以時(shí)間維度、關(guān)鍵詞作為標(biāo)記，以便后續(xù)數(shù)據(jù)信息的順利提取。

（2）測(cè)試方案一般都是從測(cè)試集合中進(jìn)行生成，而這一集合的形成則來(lái)源于子模板實(shí)際測(cè)試過(guò)程中的相關(guān)數(shù)據(jù)，而子模板則是根據(jù)基本測(cè)試功能所得到的抽象化數(shù)據(jù)。兩者之間存在著較為密切的關(guān)聯(lián)性，這也是快速生成測(cè)試方案，提高測(cè)試方案開(kāi)發(fā)效率的重要載體。

2．4 控制中心設(shè)計(jì)

在自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，控制中心屬于非常核心的組成內(nèi)容，在具體應(yīng)用中，其主要功能便是提供人機(jī)交互界面，在控制中心下達(dá)操作指令后，可以根據(jù)平臺(tái)對(duì)于測(cè)試項(xiàng)目的執(zhí)行狀態(tài)、執(zhí)行合規(guī)性進(jìn)行直觀顯示，以便于后續(xù)作業(yè)活動(dòng)的順利展開(kāi)。在對(duì)控制中心進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，也需注意以下內(nèi)容：

（1）控制中心需要具備較高的運(yùn)行性能，一般需要實(shí)際運(yùn)行要求、單通道運(yùn)載數(shù)據(jù)總量等內(nèi)容來(lái)做好選擇，以滿足系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)要求。例如，在軟件配置上，服務(wù)系統(tǒng)選擇windows系統(tǒng)，運(yùn)行內(nèi)存不低于16G，CPU不低于1.9GHz，從而滿足控制中心日常運(yùn)行要求，提升系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程的穩(wěn)定性。

（2）做好信息存儲(chǔ)工作，控制中心在對(duì)數(shù)據(jù)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行合理判斷之后，也會(huì)把測(cè)試結(jié)果直接存儲(chǔ)到報(bào)告模板中，隨后自動(dòng)輸出測(cè)試報(bào)告，內(nèi)容包括標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試報(bào)告、XML標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告兩種類型，這也需要構(gòu)建相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，做好數(shù)據(jù)標(biāo)記工作，以便于數(shù)據(jù)信息的順利查詢，滿足控制中心的應(yīng)用要求。

2．5 通信模塊設(shè)計(jì)

在自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)運(yùn)行期間，也需要可靠的通信模塊來(lái)加快信息傳遞速度。在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，也需注意以下應(yīng)用內(nèi)容：第一，建立MMS模塊，其作用是確保系統(tǒng)之間通信過(guò)程的有效性，從而提高通信模塊的運(yùn)行效率。智能變電站運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)總量、數(shù)據(jù)格式較多，這也要求MMS模塊具備較強(qiáng)的兼容性，可以將這些信息完整的傳遞到控制中心，確保測(cè)試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果的完整性。第二，在自動(dòng)測(cè)試程序應(yīng)用過(guò)程中，也會(huì)基于實(shí)際情況對(duì)于開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)COM接口位置進(jìn)行調(diào)用，并且對(duì)于開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)、通訊協(xié)議等內(nèi)容進(jìn)行確定，使其可以更好的滿足應(yīng)用要求，提高分析結(jié)果的使用價(jià)值。第三，在開(kāi)放接口的設(shè)計(jì)階段，其內(nèi)容涉及到數(shù)據(jù)訪問(wèn)接口、命令接口兩部分內(nèi)容，前者在應(yīng)用中的主要作用，是對(duì)保護(hù)裝置運(yùn)行期間的數(shù)據(jù)集合、預(yù)警信息進(jìn)行整理，以提高系統(tǒng)運(yùn)行安全性。后者在應(yīng)用中則可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取和修改，使系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)可以維持在穩(wěn)定狀態(tài)。

2．6 模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于以往應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)可以得知，在自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中，模擬系統(tǒng)屬于非常關(guān)鍵的組成部分。模擬系統(tǒng)在應(yīng)用中，需要確保系統(tǒng)本身的靈活性，同時(shí)也需要逼真的模擬不同類型的運(yùn)行故障，滿足外部接口的使用要求。目前智能變電站運(yùn)行情況來(lái)看，在實(shí)際應(yīng)用中，使用到的SV采樣方式主要采用了直接采樣的方式，并且SV采樣值在發(fā)送時(shí)，其間隔離散值也需要控制在10μs以下，從而確保信息傳輸?shù)臅r(shí)效性，滿足系統(tǒng)模擬需求。同時(shí)所建立的模擬系統(tǒng)，也需要具備良好的故障識(shí)別能力，這樣也可以對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試，在出現(xiàn)運(yùn)行故障數(shù)據(jù)后，也會(huì)對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)保存，按一定要求對(duì)于這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，從而確保交換機(jī)工作過(guò)程可以與硬節(jié)點(diǎn)數(shù)量保持相匹配的狀態(tài)，進(jìn)而提升系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程的穩(wěn)定性和可靠性。

3 自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)研究應(yīng)用案例分析

3．1 案例基本情況

在此次案例的選擇中，智能變電站繼電保護(hù)裝置為220kV線路的光纖差動(dòng)保護(hù)裝置下，基于此情況利用自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，應(yīng)用期間的測(cè)試思路和具體流程如下：

（1）基于智能變電站的實(shí)際運(yùn)行環(huán)境，擬定相應(yīng)的測(cè)試方案，這樣也可以有效提升測(cè)試內(nèi)容的明確性和針對(duì)性，具體測(cè)試內(nèi)容如下：①差動(dòng)保護(hù)測(cè)試，測(cè)試內(nèi)容包括基礎(chǔ)性能指標(biāo)、動(dòng)作損耗時(shí)間、定值具體精度等；②距離保護(hù)測(cè)試，測(cè)試內(nèi)容包括保護(hù)邏輯、模塊轉(zhuǎn)換性故障、設(shè)備瞬時(shí)故障等；③零序保護(hù)測(cè)試，測(cè)試內(nèi)容為永久性故障處理情況；④異常問(wèn)題處理，針對(duì)一些常見(jiàn)運(yùn)行故障，查看系統(tǒng)的處理情況和處理結(jié)果。

（2）根據(jù)所得到的測(cè)試方案按順序進(jìn)行有效性測(cè)試，統(tǒng)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用于后續(xù)分析。對(duì)于已經(jīng)得到的測(cè)試數(shù)據(jù)也會(huì)在控制中心進(jìn)行直接上載，顯示整個(gè)測(cè)試過(guò)程的相關(guān)數(shù)據(jù)。

3．2 應(yīng)用效果梳理

在投入到使用中之后，得到了以下應(yīng)用效果：第一，系統(tǒng)在應(yīng)用過(guò)程中，具備了較高的流暢性，可以按要求自主完成繼電保護(hù)裝置的全自動(dòng)測(cè)試，并且在測(cè)試過(guò)程中，其得到的測(cè)試工作效果非常明顯，測(cè)試效率也有著非常顯著的提升。第二，在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，也具備較強(qiáng)的重復(fù)性，利用可重復(fù)性這一功能，也可以準(zhǔn)確識(shí)別小概率問(wèn)題，同時(shí)在重復(fù)測(cè)試的幫助下，也可以將人工測(cè)試不穩(wěn)定的情況順利排除，從而提升測(cè)試結(jié)果的一致性。第三，對(duì)于運(yùn)行期間產(chǎn)生的運(yùn)行數(shù)據(jù)，也可以按照既定要求對(duì)其進(jìn)行存儲(chǔ)，并且所有存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性均滿足相應(yīng)要求，這樣也可以有效提升測(cè)試結(jié)果的全面性，也為系統(tǒng)的不斷完善提供良好的數(shù)據(jù)支持。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在當(dāng)前的技術(shù)領(lǐng)域，智能變電站繼電保護(hù)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)擁有著行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì)，而且開(kāi)發(fā)量比較小，能夠節(jié)省大量人力、物力，且系統(tǒng)穩(wěn)定、效率較高，目前已經(jīng)在很多領(lǐng)域中得到了推廣應(yīng)用。在后續(xù)的發(fā)展過(guò)程中，需要加大新技術(shù)的融入力度，如大數(shù)據(jù)技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能技術(shù)等，進(jìn)一步完善應(yīng)用系統(tǒng)，使其應(yīng)用價(jià)值得到不斷提升，以促進(jìn)電力行業(yè)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定提升。