智能變電站保護與控制在線安全運行分析與研究

侯天佐

（國網鞍山供電公司，遼寧 鞍山 114000）

0 引 言

智能電網的建設是我國電網建設和發展的戰略目標，智能變電站作為智能電網的關鍵組成部分，智能變電站保護與控制在線安全運行研究，在智能電網發展中具有非常重要的應用價值和理論研究意義。在智能變電站的信息通信過程中，設備之間存在大量保護控制行為的交互信息。所以，采用行為信息研究智能變電站保護控制安全運行是非常必要的。

1 智能變電站網絡信息特點分析

智能變電站信息的最大特點就是信息數字化[1]，變電站內數據信息主要是通過光纖或者網線進行傳輸。智能變電站的信息量非常大，在海量數據信息中，MMS報文信號用于實現站控層數據通信，監測控制網絡通信。MMS信號在實際智能變電站運行中可以作為虛端子，網絡通信是依靠虛端子和實際設備進行信號傳遞，傳遞的信號需要由系統文件配置完成。智能變電站網絡通信結構如圖1所示。

智能變電站網絡通信包括站控層網絡和過程層網絡，其中，站控層網絡負責對操作控制命令進行分配和下發，將變電站設備運行情況數據上傳到管理中心[2]，即MMS報文網絡。過程層網絡主要是采集各個單元的數字信息，并把執行的命令下發到相應單元。

圖1 智能變電站網絡通信結構

2 智能變電站保護與控制在線安全運行系統設計研究

2.1 系統設計要求分析

智能變電站保護與控制在線安全運行系統主要根據SCD配置文件和網絡信息報文進行設計[3]。對SCD配置文件進行解析，可以獲取智能變電站的整個信息模型，可以掌握整個智能變電站的圖紙結構。網絡報文可真實地反映出智能變電站的實際運行情況，并根據數據信息對設備進行自我診斷。設計的主要要求是實現對智能變電站網絡報文數據的實時偵聽和分析，為智能變電站的遠程控制管理人員提供控制管理功能，通過自身的過濾功能完成事件關聯信息的自動獲取。如果二次系統發生功能故障，本系統可以及時自動分析造成故障的原因，提高了故障處理的能力，減少了處理故障的時間，為在線安全運行分析提供了重要的技術支持，保證了電力系統的安全穩定運行。系統要能通過在線偵聽分析采集的信息，并自動完成事件功能關聯，提高智能變電站的信息處理能力。在設計系統時，要滿足監測過程中針對性較強的要求，并降低系統的冗余計算，提高智能變電站的運行能力。

2.2 系統結構及功能設計

在智能變電站保護與控制在線安全運行系統結構中（如圖2所示），系統的底層模塊負責采集數據，主要是對智能變電站的SCD配置文件進行解析[4]，并且完成通信模塊的建立和數據的更新功能。GOOSE解析模塊和SV解析模塊功能是從過程層的中心交換機采集和獲取FPGA報文，并通過解析功能對報文進行解析，然后通過網絡把數據傳輸到管理服務器。主要通過MMS解析模塊從站控層交換機獲取MMS報文，并將獲取的報文進行解析，進而得到事件類型，采用不同的標記類型對不同事件分類標記。在系統的主界面中顯示經過標記的事件，方便系統管理人員查看事件信息。設計系統時，通過功能事件作為接口，對動作事件進行保護控制，對保護控制行為分析進行關聯，使系統可以進行行為在線安全運行分析。

圖2 系統整體結構設計

智能變電站保護與控制在線安全運行分析系統的應用程序在運行時相互獨立，并且系統可為每個應用程序分配獨立的內存空間。應用程序的基本單元是線程，一個應用程序里面有多個線程組成。線程處理任務的方式是以串行方式為主，多線程是在應用程序中同時執行多個線程，每個線程完成不同的任務，可提高系統的執行效率。系統設計師以網絡信息的實時獲取和解析等為平臺基礎，同時對功能擴展進行支持。系統平臺處理的信息量大，單線程不能滿足系統對數據處理功能的需要。因此，設計系統時采用多線程的數據處理架構[5]，提高了智能變電站在線安全運行分析系統數據處理的能力。

3 結 論

智能變電站在線安全運行分析系統研究，促進了智能變電站安全運行方面的發展。通過對智能變電站保護與控制在線安全運行分析系統的設計和研究，可對整個網絡進行實時監控，并且可對保護控制行為的執行情況進行分析和判斷，真正實現了在線安全運行的智能化。