試析智能電網二次設備運維的新技術

沈志銘 李春暉 國網江蘇省電力有限公司蘇州供電分公司

一、引言

我國的智能電網建設重視二次設備的運行維護，根據二次設備的實際運行要求，構建了對設備運行狀況進行實際監控的數字智能運行維護監控系統。有效地降低了機器的故障率。與此同時，對風險項目相關的輔助設備的日常檢查和維護大大降低了操作和維護人員的壓力，也提高了設備操作的可靠性，成為在新時代建造智能網絡的首要任務。

二、智能電網二次設備運維需求分析

傳統的電網監控主要通過手動檢查和視頻監控系統來實現。不能對主要線路和設備進行實時數據采集，總體監測效果不佳。智能電網在傳統電網的基礎上對設備進行了升級，完成了定點數據采集，另外，通過充分利用數據收集裝置、繼電保護裝置、微計算機系統等形成高度集成的電網系統，輸電和配電的安全率大幅提高。智能電網二次設備運維需要實現可視化運維、定制化運維、智能化管理的目標。特別是在智能化方面，需要建立虛擬監控系統來實現設備的在線監控和智能診斷。

三、智能電網二次設備監測系統的設計

在構建智能電網二次設備監控系統時，需要結合設備自檢功能和自控功能，合理進行信息分層、數據描述和服務接口對接，形成完整的信息交互系統，確保電網安全運行。

1.信息分層。智能電網二次設備監控系統主要包括三部分：站控層、間隔層和過程層。站控層主要是一臺監控計算機，可以對系統數據進行計算和處理；間隔層主要是CSC-101 線路保護裝置，可以檢測智能電網線路的運行狀態；過程層主要由互感接口、操作開關和輸配電保護元件組成，能夠及時控制異常運行線路。

目前，我國的二次設備監控系統主要實現通過IEC61850 的分層設置網絡信息，并完成數據集成處理后臺監控系統，運動機，信息保護系統、主站/廠站系統，等等，從而導致異常信號智能電網鎖的背景。

2.數據描述。在描述智能電網二次設備監控數據的過程中，需要根據數據對象進行統一建模，并根據數據狀態設置相應的數據對象格式，以保證系統能夠實現數據的順利傳輸。我國二次設備監控系統設計過程中的一般數據說明主要選用IEC61850 標準。在此基礎上，確定各業務終端的結構數據模型，分析電網中的數據對象，并設置相應的邏輯節點。為此，可以根據數字處理的要求，將其設置為一種“面向點”的抽象描述方法。例如，按照信息對象描述需求在103規約中，完成數據源的信息匹配，確定數據接收器和相應的智能電網工作負載，實現數據協會和交互，從而降低數據管理的難度和提高系統操作和維護的效率。

3.接口服務。智能電網二次設備監控系統的接口服務設定過程主要通過ACSI 標準來實現。該規格明確了各接口模型的規格，根據通信及應用層的協議要求設定接口通信協議，使通信能夠順利實現。智能電網主要基于Client/Server 通信服務模式，通過智能的數據采集，完成Peer-to-Peer 信息的獲取，并在運行過程中確定次要設備的通信數據。

四、智能電網二次設備運維工作的開展

1.狀態檢查。檢查間隔設備的維護狀態，判斷TEST 位的保護狀態的有效性。關于有問題的TEST 位，重置GOOSE 傳輸，觀察GOOSE 狀態，判斷GOOSE 能否實現防止副設備的誤操作。系統連接到電子傳感器后，可適當調整智能電網旁路，用旁路替代主回路，保持雙運行，盡量減少主變壓器系統故障對智能電網運行的影響。此外，還需要強調母線差動保護。一般在母線差動保護過程中，應先調整線路中的光纖，并將其與母線差動保護柜和母線差動保護分站相連接，完成通信網絡的建設。要檢測母線差動保護在線路中的運行狀態，測試母線差動保護是否能正常運行，對運行異常的保護裝置進行調整或更換。

2.診斷報告。在對二次設備運行狀態進行智能監測的過程中，需要根據狀態檢測結果形成相應的智能報警。這可以被設計成分層和分類的警報、重要警報、頻繁警報等。報警信息必須包括故障位置數據、區域異常數據和風險評估數據三個部分。故障位置數據主要通過GPRS 和GIS 技術實現，通過現場設備和系統設備快速識別；異常數據包括正常開關狀態數據、正常開關操作循環數據、模擬數據、記錄數據、保護操作數據、GOOSE 返校數據等。

3.分析存儲。在網絡監控過程中，為了綜合提高通信監控的效率，需要設置網絡消息檢測器，實現新時代智能電網的運用要求的轉換和升級。在一般的網絡監控過程中，需要建立通信記錄和分析系統。記錄儀與分析儀通過以太網連接，形成完整的網絡消息監控系統，在智能操作中實時監控各種數據。上述的網絡監視系統，掌握空間站的MMS 的網絡信息進行實時分析，信息的有效性和可靠性，復數的角度判斷GOOSE監視網絡的狀態，可以特別的SMV 值判斷。對故障區域進行評估，實現實時故障定位。同時，為用戶提供查詢和統計服務，對故障點進行統計和分析。由此，系統故障的維護效率全面提高。

五、結語

智能化變電站運維系統管理是電力系統快速發展的客觀要求。對提高運維管理效果，確保智能變電站安全穩定運行具有重要作用。只有發現當前智能變電站運維管理中存在的問題，并針對問題提出相應的解決方案，才能有效地開展智能變電站一次設備的運維管理，才能更好地提高智能電網的穩定性，促進我國電力產業長期穩定發展。