智能变电站智能电子设备在线评估及动态重构

发布时间：2019-08-20 13:34

【摘要】：设备在线健康诊断及失效功能恢复是智能变电站可靠运行的保障。阐述了智能变电站智能电子设备(IED)在线评估与动态重构技术发展的迫切性。基于现有的IEC 61850标准和即插即用技术,提出了在线评估与动态重构冗余备用的技术方案,探讨了即插即用、诊断模型、IED数据库自动生成、在线评估和动态重构等关键内容,分析了当前亟须解决的主要问题,符合新一代智能变电站发展方向。
【图文】：

在线评估

矗因此，符合ＩＥＣ６１８５０标准的状态评估模型、通用的ＩＥＤ和即插即用技术是在线评估与动态重构的关键。ＩＥＣ６１８５０标准的可扩展性、通用性、网络终端设备通用即插即用（ＵＰｎＰ）协议为解决上述瓶颈问题奠定了基础，下文将分别加以阐述。１．１ＩＥＣ６１８５０标准ＩＥＣ６１８５０标准对变电站自动化中测量、控制、继电保护、故障录波等各个领域的功能进行了总结，分别对信息模型、通信服务映射和通信协议栈３个方面内容进行了规范。标准中定义的信息模型采用面向对象的建模方式，主要通过类对象的继承、派生、组合等手段实现，充分发挥了面向对象可扩展、良好的伸缩性等显著优点。虽然已颁布的ＩＥＣ６１８５０标准中尚未明确定义变电站ＩＥＤ状态量监测模型［９－１２］，但在ＩＥＣ６１８５０标准中表达了模型建立以及扩展的方法和思路。文献［１３］依据ＩＥＣ６１８５０可扩展性原理及其建模方法，阐述了电能质量模型和站域保护模型的扩展方式。因此，鉴于ＩＥＤ失效机理信息建立状态监测模型具有理论和实践基矗同时，ＩＥＣ６１８５０标准具有良好的互操作性，即设备的功能定义是明确的，根据载入模型的信息即可实现对应的功能。设备对外是通用的，而设备内部功能实现方法对每个设备研发单位而言是可以私有的。不同厂家设备只要载入对应功能的标准化信息模型，以通信协议栈为载体、通信服务映射为手段即可实现互操作。实践表明，ＩＥＣ６１８５０具有较好的互操作性［１４］。１．２即插即用技术目前网络通信已在智能变电站的建设中大范围应用，但智能变电站ＩＥＤ即插即用功能尚不具备。然而，网络终端设备即插即用功能，如

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装置与交换机的端口对应关系也不能随意更换。而支持ＧＭＲＰ技术的交换机都能够接收来自其他交换机的多播注册信息，动态更新本地的多播注册信息，并将其向其他交换机转发，不存在装置与交换机的端口严格对应的问题。因此，本文研究的ＩＥＤ过程层网络是基于ＧＭＲＰ技术的组播管理。２．２数据流程在线评估与重构数据流如图２所示。数据流分为制造报文规范（ＭＭＳ）、ＵＰｎＰ服务、模型文件服务３种类型。二次设备运行状态评估的数据源是运行ＩＥＤ和备用ＩＥＤ的ＭＭＳ服务端和ＵＰｎＰ设备端进程采集的数据，通过ＭＭＳ和ＵＰｎＰ网络通信，传输至管控主机的ＭＭＳ客户端和ＵＰｎＰ控制端进程，在线评估运行状态发生的变化。若发现故障则发送消息给告警进程，设备故障最终在告警界面和动态重构主界面上显示。为简便起见，运行ＩＥＤ和备用ＩＥＤ开通文件传输协议（ＦＴＰ）服务，用于配置模型、程序、参数等文件的传输。变电站所有ＩＥＤ的ＦＴＰ服务应采用统一的用户权限设置，以方便管理。图２ＩＥＤ在线评估与动态重构系统数据流Ｆｉｇ．２Ｄａｔａｆｌｏｗｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｄｅｖｉｃｅｓｏｎｌｉｎｅａｓｓｅｓｓｍｅｎｔａｎｄｄｙｎａｍｉｃｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ３关键技术分析３．１备用ＩＥＤ备用ＩＥＤ具备常规ＩＥＤ的ＩＥＣ６１８５０功能，，分为硬件平台、软件平台、通信协议、基础应用、高级应用等５层架构，如图３所示。图３备用装置架构Ｆｉｇ．３Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｏｆｂａｃｋｕｐｄｅｖｉｃｅ硬件平台基于嵌入式计算机，无旋转设
【作者单位】：中国电力科学研究院(南京);
【基金】：国家电网公司科技项目“智能变电站二次设备在线评估及动态重构的技术研究”~~
【分类号】：TM76;TM63

【参考文献】