劉 翔

（國(guó)電南瑞科技股份有限公司 電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制技術(shù)分公司，江蘇 南京 210000）

0 引 言

近年來(lái)，智能電網(wǎng)迅速發(fā)展，電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行受到了更多的關(guān)注。為了有效提高智能變電站穩(wěn)控裝置設(shè)計(jì)質(zhì)量，要依據(jù)設(shè)計(jì)控制標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)具體工作，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和安全效益的和諧統(tǒng)一。

1 智能變電站安全穩(wěn)定控制裝置整體架構(gòu)

相較于傳統(tǒng)常規(guī)變電站，智能變電站利用采樣、跳閘、后臺(tái)通信等處理模式，依據(jù)IEC61850規(guī)約開(kāi)展具體工作，打造整站信息標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)行模式。為了維持智能變電站運(yùn)行效能，需要整合安全穩(wěn)定控制裝置的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。智能站穩(wěn)控裝置主要包括控制裝置信息數(shù)據(jù)采樣單元、系統(tǒng)開(kāi)關(guān)量輸入/輸出單元、系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控后臺(tái)管理單元以及控制裝置應(yīng)用管理策略單元?；诓町惢冸娬驹O(shè)計(jì)思路與電壓等級(jí)，打造更加科學(xué)的架構(gòu)設(shè)計(jì)模式[1]。智能站穩(wěn)控裝置構(gòu)成如圖1所示。

對(duì)關(guān)鍵元件的電氣量予以采集匯總，一定程度上聯(lián)動(dòng)合并單元和系統(tǒng)，搭建科學(xué)可靠的光纖通道，以數(shù)字量的形式集中處理數(shù)據(jù)。與此同時(shí)，還能完成關(guān)鍵信號(hào)的采集工作，主要涉及保護(hù)跳閘信號(hào)和斷路器位置信號(hào)，在獲得開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)后完成跳閘命令向智能終端的傳輸管理。智能變電站安全穩(wěn)定控制整體架構(gòu)如圖2所示。

圖2 智能變電站安全穩(wěn)定控制整體架構(gòu)

2 智能變電站安全穩(wěn)定控制裝置具體設(shè)計(jì)內(nèi)容

基于智能變電站安全穩(wěn)定控制裝置的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，要在具體設(shè)計(jì)單元管控環(huán)節(jié)中維持良好的設(shè)計(jì)模式，確保相關(guān)設(shè)計(jì)單元都能發(fā)揮實(shí)際作用。

2.1 穩(wěn)控裝置和合并單元接口模式設(shè)計(jì)

電氣量采集是智能變電站日常管理中非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，也是判定元件跳閘的基本依據(jù)，在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中要利用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)采集的方式完成處理，依據(jù)具體的特性參數(shù)差異特點(diǎn)對(duì)穩(wěn)控裝置和合并單元接口設(shè)計(jì)模式予以控制[2]。

2.1.1 電壓和電流只匹配獨(dú)立合并單元

該模式在110 kV以下智能變電站的應(yīng)用較為廣泛，其實(shí)際的元件電壓就是借助級(jí)聯(lián)同步處理直接輸入1個(gè)合并單元。合并單元中，每1對(duì)光口能完成元件電壓和電流輸出處理控制工作。在穩(wěn)控裝置中，2個(gè)光口承擔(dān)了整個(gè)元件電氣量采集處理的任務(wù)。電壓和電流通過(guò)1個(gè)合并單元的采集模式如圖3所示。

圖3 電壓和電流通過(guò)1個(gè)合并單元采集模式

2.1.2 電壓和電流都需匹配獨(dú)立合并單元

該處理模式一般會(huì)應(yīng)用在110 kV或220 kV電壓等級(jí)的智能變電站，在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中，電壓與電流要借助對(duì)應(yīng)合并單元完成相關(guān)工作，形成獨(dú)立的控制模式。與此同時(shí)，穩(wěn)控裝置要借助2對(duì)光口完成元件電氣量的采集控制[3]。電壓和電流各通過(guò)1個(gè)合并單元的采集模式如圖4所示。

圖4 電壓和電流各通過(guò)1個(gè)合并單元采集模式

2.1.3 元件電壓、開(kāi)關(guān)電流各匹配合并單元

智能變電站安全穩(wěn)定控制裝置應(yīng)用管理模式一般是在330 kV或500 kV智能變電站中應(yīng)用，變電站中一次接線多采取3/2接線處理模式，元件電壓也是輸入獨(dú)立的合并單元。此時(shí)，穩(wěn)控裝置借助2對(duì)光口就能進(jìn)行元件電氣量的收集和處理[4]。

2.2 穩(wěn)控裝置和智能終端接口設(shè)計(jì)

在穩(wěn)控裝置應(yīng)用管理環(huán)境中，設(shè)置對(duì)應(yīng)的信息處理單元能夠提高應(yīng)用效果。若是僅借助穩(wěn)控裝置采集的元件電氣量，不能及時(shí)、完整地開(kāi)展實(shí)際工作，無(wú)法直觀且科學(xué)地完成故障識(shí)別工作。憑借保護(hù)跳閘信號(hào)和整個(gè)穩(wěn)控裝置結(jié)構(gòu)中的斷路器就能實(shí)現(xiàn)分析目標(biāo)，最大程度上提高輔助參數(shù)判定的準(zhǔn)確性。

在智能終端評(píng)估處理環(huán)節(jié)中，依據(jù)具體應(yīng)用選取智能操作箱，實(shí)時(shí)性監(jiān)控保護(hù)裝置跳閘命令和斷路器位置，一般利用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式完成開(kāi)關(guān)量采集。由于變電站中保護(hù)裝置和開(kāi)關(guān)數(shù)量較多，若是單一依托點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式進(jìn)行信息采集，難以滿足穩(wěn)控裝置光口的實(shí)際需求，在實(shí)際接口設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)建立GOOSE網(wǎng)，以促進(jìn)相關(guān)工作順利展開(kāi)[5]。

2.3 穩(wěn)控裝置和MMS網(wǎng)接口設(shè)計(jì)

在穩(wěn)控裝置應(yīng)用環(huán)境中，要想維持良好的控制效能，需要滿足IEC6850規(guī)約要求，配合智能分析決策處理機(jī)制保證告警信息處理最優(yōu)化。匯總系統(tǒng)操作中的具體問(wèn)題，其中最關(guān)鍵的就是用戶定值信息、保護(hù)動(dòng)作事件信息等，接收監(jiān)控后臺(tái)遙控軟壓板命令。與此同時(shí)，利用以太網(wǎng)雙網(wǎng)或單網(wǎng)形式完成連接工作，建立與交換機(jī)的紐帶，交換機(jī)在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中也要配置集站中的設(shè)備共同組網(wǎng)，利用多媒體消息業(yè)務(wù)（Multimedia Messaging Service，MMS）網(wǎng)實(shí)現(xiàn)可控化管理[6]。

3 智能變電站安全穩(wěn)定控制裝置實(shí)際應(yīng)用

以500 kV智能變電站為例，穩(wěn)控裝置功能為監(jiān)測(cè)包括220 kV新雅一線等結(jié)構(gòu)在內(nèi)的主變中壓側(cè)情況，在綜合判定故障情況后采取切220 kV上網(wǎng)線路措施。此外，有效判定線路跳閘后，結(jié)合策略表切除220 kV線路雙回命令[7]。依據(jù)實(shí)際情況和具體運(yùn)行管理標(biāo)準(zhǔn)，打造獨(dú)立的GOOSE網(wǎng)，主要包括500 kV 地理信息系統(tǒng)（Geographic Information Sytems，GIS）網(wǎng)、主變網(wǎng)等，結(jié)合具體應(yīng)用要求和控制模式打造更加可控的處理體系，每張網(wǎng)都要結(jié)合實(shí)際情況設(shè)置A、B雙網(wǎng)配置[8]。500 kV運(yùn)行體系中，則要設(shè)置分相保護(hù)跳閘信號(hào)，借助500 kV GIS網(wǎng)獲取斷路器位置信號(hào)，從而建立完整的元件網(wǎng)應(yīng)用控制體系，實(shí)現(xiàn)可控化管理目標(biāo)。

本地跳閘均為直跳，依據(jù)實(shí)際情況確定穩(wěn)控裝置GOOSE板光口和500 kV線路斷路器、220 kV并網(wǎng)線智能終端均處于穩(wěn)定連接狀態(tài)，直接發(fā)送跳閘指令到智能終端位置，以便提升實(shí)時(shí)性管控的效率和水平。需要注意的是，220 kV并網(wǎng)線需要進(jìn)行雙側(cè)跳開(kāi)處理，對(duì)應(yīng)的跳閘指令匯總在GOOSE網(wǎng)，以便完成保護(hù)來(lái)跳開(kāi)開(kāi)關(guān)[9]。

對(duì)于智能變電站而言，為了更好地滿足其運(yùn)行管理需求，需要整合具體管控內(nèi)容，建立完整的分析機(jī)制。相較于常規(guī)變電站，智能變電站能實(shí)現(xiàn)模擬量采樣等工作，其中采樣為數(shù)字量，合并單元為獨(dú)立裝置且需要匹配單獨(dú)的MAC地址，只有在地址信息滿足應(yīng)用規(guī)范的基礎(chǔ)上才能獲取相匹配的采樣數(shù)值。通過(guò)及時(shí)完成常規(guī)化通信管理，最大程度上提高模型和監(jiān)控后臺(tái)通信的及時(shí)性和規(guī)范性。

測(cè)試工作開(kāi)始后要選取適配的測(cè)試采樣，一般借助數(shù)字式繼保儀完成加量分析工作，穩(wěn)控裝置則借助參數(shù)和合并單元對(duì)應(yīng)的方式實(shí)現(xiàn)信息讀取和評(píng)估。與此同時(shí)，對(duì)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行實(shí)時(shí)性測(cè)定，穩(wěn)控裝置運(yùn)行中匹配斷路器保護(hù)跳閘信號(hào)采集單元和位置信息采集單元等，結(jié)合匯總的數(shù)據(jù)信息完成跳閘信號(hào)的輸出，以提高后續(xù)實(shí)際作業(yè)的科學(xué)性，最大程度上實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)量測(cè)定分析的目標(biāo)[10]。實(shí)時(shí)性管理系統(tǒng)告警評(píng)估單元、系統(tǒng)中壓板結(jié)構(gòu)投退單元、對(duì)應(yīng)客戶整定分析單元以及保護(hù)動(dòng)作處理單元的相關(guān)參數(shù)，最大程度上保證后臺(tái)測(cè)試分析工作順利展開(kāi)。

4 結(jié) 論

結(jié)合變電站實(shí)際情況進(jìn)行智能變電站安全穩(wěn)定控制裝置的應(yīng)用和設(shè)計(jì)，通過(guò)建立完整的設(shè)計(jì)方案，確保相關(guān)工作都能順利展開(kāi)，進(jìn)一步提高智能變電站管控效果，促進(jìn)智能變電站可持續(xù)健康發(fā)展。