智能變電站保護在線監測系統設計

周鵬杰 朱春良

（國網江西省電力有限公司檢修分公司，江西 南昌330096）

1 目標設定

為研發智能變電站保護在線監測系統需設定總目標，從實際智能變電站保護所需要監測的項目出發，智能變電站保護在線監測系統應至少具備以下三個方面的要求。

1.1 智能化（A）：通過在線保護狀態評估，可分析保護的家族性缺陷，減少不必要的保護檢修次數一次設備的停役幾率；

1.2 識別率（B）：繼電保護裝置的二次虛回路識別率應較高，且正確率和穩定性能滿足一般檢修要求，實現對模擬量、開入量、開出量的識別；

1.3 時效性（T）：在線保護監測系統時效應較高，響應速度應快，能及時將故障信息上傳到終端。

智能變電站保護在線監測系統不僅要考慮智能化、識別率、時效性三點要求，還需要考慮裝置和技術成本（C）。

因此我們定義了監測指標（S=0.2*A+0.3*B+0.2*T-0.3*C），并以此來綜合評價保護在線監測系統技術的優劣。最終確定四級目標值為A 級：B>=95&S>=34.5；B 級：B>=90&S>=31；C 級：C>=85&S>=29.5。

2 確定最佳方案

2.1 提出方案

研發智能變電站保護在線監測系統，其核心是需要在工程SCD 模型基礎上，實現SCD 在線管理，達到二次系統可視化，通過異常智能診斷，做好可視化安措，從而實現保護的在線監。

2.2 在線監測系統方案選擇

智能變電站保護在線監測系統通過對保護裝置進行信息采集二次虛回路數據，而后將采集數據進行信息分析，自動信息分析環節完成后反饋給檢修人員，從而形成對保護裝置的在線監測閉環。

將信息采集方式與信息分析方式進行綜合并利用優選法進行分析，可得到三種不同的系統搭建方案。

（1）綜合A 方案：在保護裝置端完成信息采集，在保護小室內完成信息分析；

表1

（2）綜合B 方案：由采集單元完成信息采集，在計算機室管理單元完成信息分析；

（3）綜合C 方案：由采集單元完成信息采集，在保護小室內完成信息分析。

對三種方案進行可行性評價對比。

為了降低成本，提高智能化程度、提升二次虛回路識別率、增強保護裝置監測時效性，提高可靠性，選擇綜合B 方案。

2.3 方案分解并選擇最佳方案

根據上述所決定的在線監測系統功能模塊的分解，在搜集資料時將在線監測系統的功能進行完善。下面我們將從四個分解出來的部分一一進行分析。

（1）SCD 在線管理技術

表2

結論：通過比較以上三種方法，綜合考慮成本，智能化程度、二次虛回路識別率、增強保護裝置監測時效性等因素，選擇了智能化程度一般、識別率較好、時效性較好、成本較低的基于大數據庫分析的SCD 在線管理技術。

（2）二次系統可視化技術

表3

結論：通過對以上三種方案的對比發現，四要素中，圖表型二次系統可視化技術在智能化A 方面得到92.3 的評分，在識別率B 方面得到98.6 的評分，動態型二次系統可視化技術在時效性T 方面得到94 的評分，動態型二次系統可視化技術在成本C方面得到94.5 的評分，監測指標達到37.71，本研究的目標是要降低成本，提高智能化程度，提升二次虛回路識別率，增強保護裝置監測時效性，提高可靠性，為實現對二次系統可視化技術，選擇了智能化程度和識別率排名第一、時效性和成本一般的圖表型二次系統可視化技術方案。

2.4 對策實施

2.4.1 開發基于大數據庫分析的SCD 在線管理技術

經過廣泛查閱資料，設計了基于大數據庫分析的SCD 在線管理技術實際應用。

圖1 SCD 文件標準一致性過程能力報告

結果表明，SCD 文件標準一致性達到了98%以上，且效果穩定。

2.4.2 開發圖表型二次系統可視化技術

經過廣泛查閱資料，設計了圖表型二次系統可視化技術實際應用。

圖2 二次系統圖實相符率過程能力報告

結果表明，二次系統圖實相符率達到了98%以上，且效果穩定。

2.4.3 開發基于物聯網與移動互聯網的安措可視化技術

經過廣泛查閱資料，設計了基于物聯網與移動互聯網的安措可視化技術實際應用。

圖3 安措布置識別可靠性過程能力報告

結果表明，安措布置識別可靠性達到了98%以上，且效果穩定。

3 結論

將保護在線監測系統的各部分拆開詳細分解，選擇最優方案，進行分析對比，最終確定了基于大數據分析的SCD 在線管理技術，圖表型二次系統可視化技術，基于人工神經網絡的異常智能診斷技術和基于物聯網與移動互聯的安措可視化技術。