變電站綜自系統數字化掏屏改造的方案應用

江 軍，張俊偉

(1．國網遼陽供電公司，遼寧 遼陽 111003；2.南瑞集團公司，江蘇 南京 210061)

變電站綜自系統數字化掏屏改造的方案應用

江 軍1，張俊偉2

(1．國網遼陽供電公司，遼寧 遼陽 111003；2.南瑞集團公司，江蘇 南京 210061)

在全球能源互聯和智能電網的發展背景下，對運行年限8年以上的老舊500 kV變電站進行了調控一體化的需求分析。通過遼寧沙河營500 kV變電站具體工程實例的介紹，詳細闡述了變電站自動化綜自系統數字化改造的方案與實現，以及數字化改造方案的實踐與推廣。

變電站綜自系統；數字化改造；掏屏法；通信規約

國家電網公司為構建“三集五大”管理體系[1],提高無人值守專業化管理水平,切實推進“兩個轉變”,在“調控一體化”智能電網[2]和變電站基礎數據“狀態評估”建設模式的背景下，通過對遼寧省電力有限公司運行8年以上500 kV電壓等級的老舊綜合自動化變電站進行實地勘查和運行評估分析，提出通過掏屏方式完成變電站數字化的改造，以滿足變電站智能發展的需要。本文重點介紹了遼寧沙河營500 kV變電站綜自系統數字化掏屏改造的具體實施方案，詳細闡述了數字化掏屏改造技術在變電站技改過程中對變電站調控管理、數據傳輸以及變電站無人值守的重要性和實踐意義。

1 數字化掏屏改造技術概述

數字化掏屏改造技術是指在變電站技改過程中，快速、低成本地從一種產品或者系統更換為另一種產品或者系統，使變電站內的規約選擇、數據采集、信息傳輸、運行監控等操作簡易化、影響最小化，滿足調控一體化的一種實現方式。

數字化掏屏改造技術的應用范圍主要針對變電站自動化系統的間隔層、站控層、遠動數據網關機3個層級，以及IEC61850數字化規約的選擇應用。其數字化掏屏改造技術的方案主要通過“掏屏法”軟、硬件整體替換的方式實現，即在原屏柜上對間隔裝置進行整體替換，包括端子排、空氣開關和壓板等相關附屬設備，而一次設備和外回路線保持不變。

2 數字化掏屏改造技術的典型方案

2.1 總體思路

整站采用漸進式柔性過渡的切改方案，在不影響站內一次設備安全運行的條件下，針對變電站自動化的智能需求分別就站控層、間隔層、遠動系統、時鐘同步在線監測及網絡搭建等進行整站或局部技改。

2.2 方案實現

a.確定整改對象。變電站綜自系統二次設備包含的范圍在方案初期就要擬定，而且將二次設備的外觀和大小、板件和配置以及功能要求一次性劃定，并擬定二次系統組網配置圖。

b.硬件更替。站控層計算機監控后臺采用能適應國網通用標準的跨平臺調控一體化計算機監控系統；遠動系統和間隔層測控裝置均采用“掏屏”的方式現場整體替代，遠動系統也可根據用戶特殊需求新增屏柜。

c.規約升級。整站站內規約主體由原來的網絡IEC103電力通信規約提升為IEC 61850國際標準的智能化通信規約，對時由串口和脈沖對時升級為直流B碼和基于IEEE1588的NTP網絡對時。

d.軟件整合。按照間隔區域層級化遞進，通過柔性化過渡切改的軟件整合，將老舊變電站原綜自系統逐漸過渡到新的調控一體化系統上來。

3 具體案例

3.1 柔性化改造前

遼寧沙河營500 kV變電站的系統架構如圖1所示。后臺計算機監控系統采用國電南瑞NS2000多機冗余監控系統[3]；間隔層采用的是國電南瑞NSD500和NSD500V測控裝置，基于雙以太網103的通信方式[4]；遠動系統采用國電南瑞NSC200/300型通信控制器，基于嵌入式VXWORKS實時操作系統的主備雙機冗余系統，承擔著跟東北網調、遼寧省調、沈陽地調和調控中心等主站的信息交互。

圖1 改造前系統配置結構

3.2 柔性化改造后

通過數字化掏屏改造技術后，沙河營500 kV變電站的系統架構如圖2所示。

圖2 改造后系統配置結構

本方案站控層改造后采用基于X86硬件平臺，LINUX操作系統的NS3000計算機監控后臺系統，較原系統實現了后臺和遠動數據庫的一體化，數據信息的智能化和二次運維的簡潔化，特別是實現了NET103和61850規約在過渡時期混合應用的兼容。

間隔層測控裝置改造后還采用同樣尺寸的NSD500V測控，新NSD500V碼值由原來的2 047擴大至16 376，數據精度提高了8倍，而且程序支持61 850規約[5]。在原有屏柜的基礎上，采用“掏屏法”將原來的測控整體更換，外部配線不動，只配置內部接線，大大節約了成本，縮短了工期，降低了風險。

遠動系統改造后同樣采用“掏屏法”，主備交替更換為一體化平臺的NSC330遠動裝置[6]。該遠動系統繼承了原NSC300總控的各項功能，并在性能、網口數量和通信規約接口等方面有了更大的擴充和提升，而且裝置的硬件尺寸也十分吻合，柔性化過渡最大程度地降低了對調度數據的影響。

4 結束語

當前，在能源互聯的大背景下，國家電網大力推進智能化進程，形成了智能電網技術和綜合自動化技術共存的局面，特別是老舊500 kV電壓等級的綜自站面臨著二次系統老化、信息數據及時間同步的不智能化等情況，亟需一種新的技改方法來解決整站改造工期長、成本高、風險大等困難，以適應智能電網的發展和要求。

遼寧沙河營500 kV變電站數字化掏屏改造技術的工程實施，積累了豐富的實踐經驗，節約了整站改造成本，提高了工作效率，形成了一套數字化掏屏改造技術的方法和模式，具有很好的借鑒意義。

[1] 劉振亞．落實科學發展觀加快建設堅強的國家電網[N]．中國電力報，2005-02-24(1)．

[2] 張一龍，郝志平．調控一體化新觀察[N]．國家電網報，2011-03-29(5)．

[3] 南京國電南瑞科技股份公司．NS2000計算機監控系統(UNIX平臺)系統使用手冊[R]．南京：國電南瑞科技股份公司，2007．

[4] 南京國電南瑞科技股份公司．NSD500V測控裝置技術使用說明書[R]．南京：國電南瑞科技股份公司，2006．

[5] 茹 鋒，夏成軍，許 揚． IEC61850標準在變電站自動化系統中的應用探討[J]．江蘇電機工程，2004，23(3)：8-12．

[6] 南京國電南瑞科技股份公司．NSC330通訊控制器技術使用說明書[R]．南京：國電南瑞科技股份公司，2014．

Scheme Application on Digital Reconstruction of Substation Automation System with Cutting Method

JIANG Jun1，ZHANG Junwei2

(1. State Grid Liaoyang Power Supply Company，Liaoyang，Liaoning 110003，China ；2.NARI Group Company, Nanjing，Jiangsu 210061，China)

Under the development background of global energy internet and smart grid, the requirement analysis on the integration of old 500 kV substation is carried out. Through the examples introduction of the specific engineering for Shaheying Liaoning 500 kV substation, this paper elucidates that the scheme and implementation of digital transformation for substation automation system, the practice and promotion of digital reconstruction project.

substation automation system；digital reconstruction；cutting method; communication protocol

TM63

A

1004-7913(2017)01-0032-02

江 軍(1963)，男，學士，高級工程師，主要從事調度自動化專業工作。

2016-08-25)