智能變電站智能錄波器配置方式探討

張國武 黃智華 周 瀛

（云南電網有限責任公司昆明供電局）

0 引言

智能變電站在組織結構、網絡通信和使用二次設備上與傳統(tǒng)的變電站都有很大的不同，使得智能變電站繼電保護系統(tǒng)與傳統(tǒng)變電站繼電保護系統(tǒng)相比在信息交互和協(xié)同控制上有明顯優(yōu)勢。隨著智能變電站技術發(fā)展及技術標準的逐漸統(tǒng)一，以前常規(guī)變電站用于故障錄波的錄波器，依托與各廠家設備在同一通信協(xié)議標準下，也在功能架構上進行了全面革新，創(chuàng)造性地提出錄波、網分、可視化、運維功能四合一集成的系統(tǒng)架構。在實現日常故障錄波、智能電站網絡報文分析的基礎上，進一步實現變電站日常巡視和定期檢驗模式轉變?yōu)橹鲃訝顟B(tài)檢修模式。正是智能錄波器目前在智能運維功能上的強大功能，南方電網“十四五”二次規(guī)劃技術原則要求110kV及以上該智能錄波器覆蓋率100%。

1 現階段智能錄波器配置上存在的問題

智能錄波器有著強大的功能，但是現階段智能錄波器工程實施中也存在以下問題。

1）智能錄波器主要依賴人工配置，智能錄波器要實現其強大的現場運維功能，需要對變電站一次接線圖、二次設備構成等進行建模，而一般變電站海量的設備及其設備屬性，需配置的信息點達上萬條，需要技術人員大量的工作進行數據庫制作建模，加上配置后調試等各環(huán)節(jié)，時間周期會非常冗長，如下表所示。

表 智能變電站工程智能錄波器的配置周期

2）完成系統(tǒng)建設后，因內部功能邏輯較為龐大，無法開展全部功能的系統(tǒng)測試，若只是抽樣測試的驗證方法則無法保證全部配置的正確性。

3）另外現有SSD信息建模規(guī)范以及保護裝置信息技術規(guī)范仍處于試點階段，并未大面積開展使用，也難以滿足智能錄波器自配置、同源數據校驗等高級應用需求。同時目前針對SSD模型自動成圖較為困難，無法保證一致性，在現場配置時工程配置量較大，實施較困難，一二次設備模型關聯(lián)也不完善。

4）智能變電站核心SCD文件，在現場調試、測試階段各環(huán)節(jié)存在多次修改，針對虛端子、設備增減更換等變化后的SCD文件，都需要重新導入智能錄波器系統(tǒng)進行再配置，這些操作都需要技術人員參與，無法滿足源端維護等高級應用的需求。

因此，智能錄波器推進在變電站100%使用，必須對故障錄波器配置方式進行革新，無論針對基建站還是改擴建站，在保證智能錄波器實現其智能運維、狀態(tài)監(jiān)視、遠端維護等高級運用功能的同時，需要智能錄波器自身配置簡單，方便現場建設。

2 智能錄波器配置要求及實現方案

2021年4月，南方電網編制并下發(fā)了《智能錄波器工程化應用指南》。該指南基于《智能錄波器技術規(guī)范（2018年試行版）》，進一步細化智能故障錄波功能要求和實現方案，為智能錄波器的研發(fā)、設計、調試、驗收等工程化應用提供了實用化解決方案。其中， 《智能錄波器工程化應用指南第三分冊：建模及自動配置（試用版）》進一步細化了智能錄波器建模及自動配置功能要求及實現方案。

2.1 智能錄波器自配置功能實現結構設計

根據上述智能錄波器功能要求及自配置實現方案，結合現有的SSD、SCD、ICD等配置文件模型，以及目前智能錄波器自配置面臨的一系列問題，制定如圖1所示結構圖，提出上述智能錄波器信息點配置需求。

圖1 智能故障錄波自動配置功能實現結構圖

該結構從配置文件入手，設想通過將配置文件模型化，然后通過配置工具進行一系列智能錄波器配置工作，完成一二次設備關聯(lián)、保護遙測遙信采集單元與一次設備的關聯(lián)、一次設備參數配置、過程層光纖連接配置、虛端子虛回路配置、裝置軟壓板與虛回路關聯(lián)、IED設備基本信息點模板、錄波參數配置等內容。

2.2 智能錄波器自配置技術研究路線

針對SSD模型文件自動成圖困難、一二次系統(tǒng)關聯(lián)不完善的問題，考慮在錄波器配置工具中通過自建設備模型庫、SSD間隔模板，并對一二次設備模型進行拓展，通過模型化、模塊化技術路線解決目前SSD模型文件的問題。

如圖2所示，然后利用現有SCD文件，結合通過建模完成的SSD模型文件、一二次設備模型等，并匹配智能錄波器ICD文件，使用變電站工程設計及組態(tài)配置工具，完成智能錄波器自配置需要的CID／CCD文件、變電站SVG圖形文件、調度間隔命名文件等標準化格式文件。并將標準化文件下裝智能錄波器，通過基于組態(tài)的一體化圖模管控模塊，將標準文件內容讀取并自動完成故障錄波內功能的配置。該技術路線可以完成采集單元配置、主界面業(yè)務配置、一二次設備調度命名配置、智能運維業(yè)務配置、保護裝置圖形配置。最終實現目前模型私有、圖模分離、手動配置的現狀下的標準模型、圖模一體、自動配置的目標。

圖2 智能故障錄波自動配置技術路線構想圖

2.3 基于圖模組態(tài)的智能變電站智能錄波器配置模式

按照現行智能變電站建設相關管理及技術服務流程，智能錄波器自配置工作模式如圖3所示，大致分為兩個階段。第一階段（設計院與設備集成廠家配置）：正常輸出含虛端子信息的SCD文件。第二階段（錄波器廠家配置）：①根據集成廠家SCD文件，配置采集單元虛端子、SSD模型、一二次關聯(lián)關系，生成完整信息的SCD文件；②導入SCD文件、管理單元ICD文件、調度命名下發(fā)文件；③采集單元：自動配置采集單元信息，導出采集單元CID、CCD文件，通過一體化圖模管控模塊下裝采集單元的CID、CCD文件；④管理單元：自動配置管理單元信息，生成管理單元配置文件RCI文件、圖形文件SVG文件、調度命名文件（XML格式），通過一體化圖模管控模塊下裝智能錄波器管理單元。

圖3 智能故障錄波自動配置技術實現模式

2.4 智能錄波器配置文件模型自動校驗技術

智能錄波器配置文件自動校驗主要實現在輸入端及輸出端的全過程文件校驗及模型比對。輸入端完成SSD模型完整性、唯一性、關聯(lián)性的校驗，SCD模型標準化、完整性校驗，SSD模型與SCD模型一致性校驗，管理單元ICD文件標準化、完整性校驗；輸出端完成RCI模型校驗，CCD／CID模型校驗，SVG文件校驗，調度命名文件校驗。

3 結束語

智能錄波器自配置技術通過建立保護裝置內部關聯(lián)模型、采集單元ICD模型、管理單元ICD模型，并在一二次關聯(lián)、圖元屬性建模方面拓展了SSD模型，基于這些基礎模型，實現智能錄波器涵蓋錄波、網分、智能運維、二次系統(tǒng)可視化等內容的自動配置。

可應用于大量新投產的智能變電站智能錄波器配置工作以及改擴建變電站智能錄波器配置工作。應用后可以極大提升智能錄波器配置效率，縮短新建變電站和改擴建變電站智能錄波器的配置周期，并保證智能錄波器配置正確性，項目成果對智能錄波器應用推廣具有重要意義。