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篇1

【關(guān)鍵詞】智能變電站 EPON過程層

智能變電站是智能電網(wǎng)的重要支撐，是智能電網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)字化、自動化、智能化的基礎(chǔ)。而網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)又是智能變電站的核心技術(shù)之一，目前智能變電站多采用工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)或光纖交換機(jī)進(jìn)行過程層通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)體系設(shè)計。采用工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)主要問題是時延及時延抖動比較大，實時性能一般，采用光纖交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)除了時延的問題外，還有需要大量的光器件，造成很高的成本需求。另外，采樣同步性能也直接影響著整個智能變電站的穩(wěn)定性和可靠性。

本文在分析智能變電站過程層通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合EPON技術(shù)的原理，提出基于EPON的智能變電站間隔用的智能采集控制終端，在減少智能變電站通信系統(tǒng)造價的同時，實現(xiàn)同步采樣和傳輸，以此滿足采樣值報文傳輸?shù)膶崟r性、可靠性和準(zhǔn)確性要求。

EPON（Ethernet Passive Optical Network，以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)），是基于以太網(wǎng)的PON技術(shù)。它采用點到多點結(jié)構(gòu)、無源光纖傳輸，在以太網(wǎng)之上提供多種業(yè)務(wù)。一個典型的EPON系統(tǒng)由OLT、ONU、POS組成。OLT（Optical Line Terminal，光線路終端）放在中心機(jī)房，ONU（Optical Network Unit，光網(wǎng)絡(luò)單元）放在用戶設(shè)備端附近或與其合為一體。POS（Passive Optical Splitter，無源分光器）是無源光纖分路器，是一個連接OLT和ONU的無源設(shè)備，它的功能是分發(fā)下行數(shù)據(jù)，并集中上行數(shù)據(jù)。EPON中使用單芯光纖，在一根芯上傳送上下行兩個波（上行波長：1310nm，下行波長：1490nm）。

OLT周期性的廣播允許接入的注冊信息。ONU根據(jù)OLT廣播的允許接入的信息，發(fā)起注冊請求，OLT通過對ONU的認(rèn)證，允許ONU接入，并給請求注冊的ONU分配一個唯一的邏輯鏈路標(biāo)識（LLID）。數(shù)據(jù)從OLT到多個ONU以廣播方式下行，對于上行，采用時分復(fù)用（TDM）技術(shù)分時隙給ONU傳輸上行流量，ONU根據(jù)OLT分配的傳輸帶寬上傳數(shù)據(jù)。

1 智能采集控制終端方案設(shè)計

本文設(shè)計研究一種基于EPON的變電站間隔用的智能采集控制K端，包括核心CPU板、變送器板、數(shù)字采集板、顯示板和操作控制板。其中變送器板、數(shù)字采集板、顯示板和操作控制板均與核心CPU板通過總線進(jìn)行互聯(lián)。考慮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的兼容性，采用4U標(biāo)準(zhǔn)19’’機(jī)箱。

系統(tǒng)硬件框圖如圖1所示。

1.1 CPU板

CPU板包括主控制器（PowerPC8313）、從控制器（FPGA）、40路ADC轉(zhuǎn)換單元、并行輸入接口、串行數(shù)據(jù)接口、CAN總線收發(fā)器、CAN總線控制器、以太網(wǎng)物理層收發(fā)器、RJ45接口、串口總線收發(fā)模塊和無源光網(wǎng)絡(luò)PON接口。并行輸入接口、串行數(shù)據(jù)接口和無源光網(wǎng)絡(luò)PON口均與FPGA連接，CAN總線收發(fā)器連接CAN總線控制器，CAN總線控制器連接MPC8313，調(diào)試以太網(wǎng)收發(fā)器連接MPC8313，F(xiàn)PGA通過PCI總線與MPC8313進(jìn)行配置信息和數(shù)據(jù)通信。

40路ADC轉(zhuǎn)換單元包括五個AD轉(zhuǎn)換模塊和40個模擬量輸入接口，所有AD轉(zhuǎn)換模塊均連接FPGA，每8個模擬量輸入接口連接一個AD轉(zhuǎn)換模塊。

FPGA主要實現(xiàn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)報文的收發(fā)和解析，同時完成模擬量、開入量采集，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的組包，是完成過程層通信的基礎(chǔ)。

MPC8313主要實現(xiàn)就地邏輯保護(hù)和對從控制器（FPGA）的配置，是保證通信正常、實現(xiàn)智能變電站就地保護(hù)的核心。

1.2 變送器板

變送器板包括數(shù)個電壓電流互感器，所有電壓電流互感器均與40路ADC轉(zhuǎn)換單元連接。

1.3 采集板

采集板包括數(shù)個8路數(shù)據(jù)總線驅(qū)動器和數(shù)個光電耦合器，每一個8路數(shù)據(jù)總線驅(qū)動器均設(shè)有8個數(shù)字輸入端，每一個所述數(shù)字輸入端均連接一個光電耦合器，所有8路數(shù)據(jù)總線驅(qū)動器的輸出端均連接所述并行輸入接口。

1.4 操作控制板

操作控制板包括開關(guān)量輸出板、操作回路板、壓力閉鎖板等控制模塊，通過CAN總線與CPU板的主控制器（MPC8313）進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

2 智能采集控制終端軟件設(shè)計

智能采集控制終端軟件包括主控制器（MPC8313）軟件和從控制器（FPGA）軟件。

2.1 FPGA模塊設(shè)計

FPGA軟件由verilog 語言實現(xiàn)，其主要特點是并行實現(xiàn)各主要功能，包括數(shù)字量采集、模擬量采集和通信數(shù)據(jù)報文的收發(fā)，以及同步處理。

同步處理的目的是將不同終端在相同的采樣時刻進(jìn)行模擬電氣量采集，從而確保傳輸?shù)碾妷?電流在時序上保持一致。在不同終端之間，基于EPON通信，實現(xiàn)不依賴外部同步時鐘的時間同步技術(shù)，利用EPON系統(tǒng)中各個ONU終端基于統(tǒng)一的全局時鐘實現(xiàn)全網(wǎng)對時同步，時間精度優(yōu)于100ns。

時間同步流程如圖2所示。

2.2 MPC8313模塊設(shè)計

（1）初始化各部分組件，包括硬件、內(nèi)存、中斷，以及配置FPGA和初始化信號采樣；

（2）接收由FPGA傳遞的采樣值數(shù)據(jù)并進(jìn)行計算；

（3）由計算結(jié)果進(jìn)行故障判別；

（4）根據(jù)故障類型，通過CAN總線輸出操作控制數(shù)據(jù)，同時記錄SOE。

具體程序流程和邏輯如圖3、圖4。

3 結(jié)語

本文介紹了基于EPON變電站間隔用智能采集控制終端的硬件和軟件設(shè)計方案，詳述了FPGA模塊和MPC8313模塊的的設(shè)計原理，并給出了原理框圖和流程圖。該方案已應(yīng)用于繼電保護(hù)裝置中，現(xiàn)場運行情況良好。

參考文獻(xiàn)

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[8]田云杰，程良倫，羅晟.基于IEC61850 的嵌入式合并單元的研究[J].繼電器，2007，35（10）：52-55.

作者簡介

胡凡君（1983-），男。現(xiàn)為云南電網(wǎng)麗江供電局工程師。主要研究方向為輸變電設(shè)備運行技術(shù)、配電技術(shù)。

章祥（1987-），男。現(xiàn)為云南電網(wǎng)麗江供電局工程師。主要研究方向為變電站自動化運維與管理。

黃新（1984-），男。現(xiàn)為云南電網(wǎng)麗江供電局工程師。主要研究方向為繼電保護(hù)。

劉柱揆（1974-），男。現(xiàn)為云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院高級工程師。主要研究方向為繼電保護(hù)、電能質(zhì)量。

曹敏（1961-），男。現(xiàn)為云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院教授級高級工程師，云南省云嶺產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍人才。主要研究方向為電能計量和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究。

作者單位

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關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電系統(tǒng)；堅強(qiáng)智能電網(wǎng)；光伏并網(wǎng)

1 概述

近年來，全球資源正在以驚人的速度被消耗，而環(huán)境污染也越來越嚴(yán)重，如何保證高質(zhì)量的和穩(wěn)定的電能輸送給用戶，這對電力行業(yè)來說既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。中國的能源分布是不均勻的，電力需求旺盛的是中東部地區(qū)，但能源資源主要分布在西部、西南和北部，能源資源與需求很難實現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，所以發(fā)展清潔能源是減少資源消耗和保護(hù)環(huán)境的最佳選擇，風(fēng)能、海洋能、生物質(zhì)能、太陽能、地?zé)崮艿榷紝儆谇鍧嵞茉矗柲苁菓?yīng)用最廣泛的清潔能源[1]，據(jù)統(tǒng)計，我國陸地表面每年有大概14700萬億千瓦時的能量來自太陽輻射，與4.9 萬億頓煤燃燒時放出的熱量相同，大概有上萬個三峽電站發(fā)出的電量。

2 光伏發(fā)電與堅強(qiáng)智能電網(wǎng)

太陽能發(fā)電有兩種方式：太陽能熱發(fā)電和光伏發(fā)電。太陽能熱發(fā)電效率低，主要利用的是太陽能產(chǎn)生的熱量，而光伏發(fā)電的原理是一種基于物體在光照下產(chǎn)生電動勢的半導(dǎo)體光生伏特效應(yīng)，是一種將光能直接轉(zhuǎn)換成電能的技術(shù)。光伏發(fā)電系統(tǒng)通常由太陽電池組件、控制器、逆變器等構(gòu)成。在中國光伏發(fā)電技術(shù)相對成熟，適合廣泛推廣和使用。太陽能熱發(fā)電現(xiàn)在仍然主要是在研究和示范階段，需要相對高的成本，規(guī)模的使用仍然需要時間，所以光伏發(fā)電占重要地位。

我國對堅強(qiáng)智能電網(wǎng)的定義是：特高壓電網(wǎng)作為主干網(wǎng)架，在通信信息平臺上，各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度各個環(huán)節(jié)都具備信息技術(shù)、自動化和交互功能，包含所有電壓等級，成為“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”相融合的現(xiàn)代電網(wǎng)[2]。每個國家對智能電網(wǎng)的定義是不同的，但對智能電網(wǎng)的基本要求是一致的，也就是說，電網(wǎng)應(yīng)該更強(qiáng)大、更智能。

智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)的較大區(qū)別是智能電網(wǎng)支持分布式電源的大量接入，能夠?qū)崿F(xiàn)各項功能的有機(jī)融合與科學(xué)配置，光伏電站屬于分布式電源，太陽電池組件發(fā)出的是直流電，通過逆變器可以轉(zhuǎn)換為符合要求的交流電，此交流電條件滿足時可以直接或升壓后接入智能電網(wǎng)，在夜晚陽光不充足或用電低谷時，負(fù)載由電網(wǎng)供電，當(dāng)陽光充足或用電高峰時，光伏發(fā)電可以向電網(wǎng)輸送電能，達(dá)到光伏發(fā)電“即發(fā)即用”的智能控制，實現(xiàn)光伏發(fā)電的用戶與智能電網(wǎng)的雙向連接，對電網(wǎng)起到削峰填谷的作用，最終實現(xiàn)對電能的有效管理。智能電網(wǎng)是世界能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展和變化的最新趨勢，是未來電網(wǎng)的發(fā)展的目標(biāo)。

3 光伏并網(wǎng)的兩種形式

在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，只要逆變器輸出的正弦電流的頻率與智能電網(wǎng)電壓的頻率相同、正弦電流的相位與智能電網(wǎng)電壓的的相位相同就可以實現(xiàn)并網(wǎng)，有兩種主要類型的光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)，分別是分布式并網(wǎng)和集中式并網(wǎng)。

分布式并網(wǎng)主要是接入低壓配電網(wǎng)，解決的是居民用電問題，通過配電網(wǎng)來調(diào)整多余或不足的電能，光伏電站等清潔能源可以與常規(guī)能源或其他清潔能源一起接入智能電網(wǎng)，作為微網(wǎng)和智能電網(wǎng)的有效接口，特殊情況時也可以脫離電網(wǎng)獨立運行，比較適用于用戶、城區(qū)等小規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)[3]。20世紀(jì)90年代以來，美國前后制定了很多支持光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的政策，隨著科研的投入，并且預(yù)計在4年后，光伏發(fā)電的安裝容量會有36GW，每年會連續(xù)持續(xù)增長。在日本，到2004年底，安裝太陽能屋已達(dá)到20萬戶住宅，在2004年一年就有5萬多套用戶都安裝了光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)。

集中式光伏并網(wǎng)應(yīng)用在太陽能資源豐富的荒漠地區(qū)，電能直接接入中壓或高壓大電網(wǎng)系統(tǒng)實現(xiàn)并網(wǎng)，向遠(yuǎn)距離負(fù)荷進(jìn)行供電，二次設(shè)備的投入會相對比較大，無功功率和電壓控制可以很容易地進(jìn)行，更容易實現(xiàn)電網(wǎng)的頻率調(diào)節(jié)，但是，在并網(wǎng)時需要依賴長距離輸送線路，對電網(wǎng)來說會成為一個比較大的干擾源，同時還存在無功補(bǔ)償、線路損耗等問題，在大容量的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中，多臺變換裝置的協(xié)同工作也需要統(tǒng)一管理，還需要有待進(jìn)一步研究。到2005為止，德國Espenhain的太陽能電站是世界上裝機(jī)容量最大的光伏發(fā)電站，里邊有3萬多個太陽能電池組件，于2004年9月開始正式運行。

在智能電網(wǎng)規(guī)模快速發(fā)展的同時，美國、日本、歐洲等國家非常重視光伏發(fā)電系統(tǒng)及并網(wǎng)的研發(fā)和創(chuàng)新，近年來，我國在大規(guī)模清潔能源并網(wǎng)方面也加大了投入，傳統(tǒng)電網(wǎng)會向著光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的形式轉(zhuǎn)變，光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)會促進(jìn)電網(wǎng)向更強(qiáng)大、更智能的方向發(fā)展。

4 光伏發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)的影響

光伏發(fā)電作為清潔能源，與傳統(tǒng)的水力發(fā)電、火力發(fā)電相比在很多方面都有所不同，在并網(wǎng)時對電力系統(tǒng)會有一定的影響。

4.1 電能質(zhì)量

電能存在著嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，如果電能質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，將會給國民經(jīng)濟(jì)和人們的日常生活帶來損失。光伏發(fā)電系統(tǒng)的規(guī)模和數(shù)量有所不同，并且隨著溫度、日照、季節(jié)的不同具有波動性、間歇性等特點，并網(wǎng)后，對原系統(tǒng)中的電源結(jié)構(gòu)進(jìn)行了擴(kuò)充，對電網(wǎng)會造成安全性和穩(wěn)定性的影響，電網(wǎng)系統(tǒng)中的電能質(zhì)量就不能得到保障，因此要進(jìn)行協(xié)調(diào)配合。

在光伏發(fā)電系統(tǒng)中比較重要的元件是逆變器，但在使用時會產(chǎn)生諧波，對電網(wǎng)會造成諧波污染，在逆變器輕載輸出時諧波會更大，光伏發(fā)電并入智能電網(wǎng)中的諧波源個數(shù)較多，高次諧波的功率諧振有可能發(fā)生，所以要降低諧波源的數(shù)量。文獻(xiàn)[4]提出了一種諧波抑制控制器，可以實現(xiàn)無諧波的檢測，可以利用此控制器進(jìn)行諧波閉環(huán)，有效抑制了指定次數(shù)的諧波，并可應(yīng)用于實際中。

在光伏發(fā)電系統(tǒng)中會存在隨機(jī)波動，則提供的有功部分會對系統(tǒng)的無功平衡產(chǎn)生影響，會影響電網(wǎng)的整體平衡性[5]，會降低電網(wǎng)系統(tǒng)中的電壓質(zhì)量，需要光伏發(fā)電系統(tǒng)與無功補(bǔ)償裝置配合使用。

4.2 孤島效應(yīng)

孤島效應(yīng)是指當(dāng)系統(tǒng)因為設(shè)備停電檢修或發(fā)生故障而供電停止時，光伏發(fā)電裝置卻一直向公共電網(wǎng)饋送電量，此時對電網(wǎng)負(fù)載和用戶或線路維修人員都會造成危害。

為了保證用電安全和用戶能夠獲得比較高的電能質(zhì)量，應(yīng)該盡量避免孤島效應(yīng)，可以安裝孤島檢測與控制裝置，在檢測孤島狀態(tài)時采用的被動檢測方法有：電壓和頻率檢測法、電壓諧波檢測法等，常用的主動檢測方法有頻率偏移檢測法、滑模頻漂檢測法等，在電能質(zhì)量不滿足要求或電網(wǎng)出現(xiàn)故障時，應(yīng)斷開相應(yīng)的斷路器并啟動保護(hù)裝置。

4.3 低電壓穿越

對于光伏發(fā)電系統(tǒng)，在并網(wǎng)時應(yīng)具有低電壓穿越能力，當(dāng)電力系統(tǒng)故障或光伏電站電網(wǎng)電壓驟降時，在一定時間間隔內(nèi)，電壓跌落在允許的范圍時，光伏發(fā)電站能夠在不脫網(wǎng)的情況下連續(xù)運行。《光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》中對低電壓穿越有明確規(guī)定，當(dāng)遇到電力系統(tǒng)運行不正常時，智能電網(wǎng)可以把系統(tǒng)中低電壓穿越能力的規(guī)定作為電壓是否滿足電能質(zhì)量的參考。

4.4 電能計量

用戶在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中只是耗電者，采用單向電能計量表進(jìn)行計量電能來計算電價，對于光伏發(fā)電系統(tǒng)并入電網(wǎng)的用戶可以采用雙向電能計量表，或者安裝兩個不同方向的電能計量表來計算電價，這樣用戶支付的電費才會比較合理，可以提升電網(wǎng)與用戶雙向互動能力和用電增值服務(wù)水平。

5 結(jié)束語

隨著社會的發(fā)展，全球資源和環(huán)境問題日益突出，光伏發(fā)電可以節(jié)省常規(guī)能源消耗，減少污染物的排放，有利于環(huán)境保護(hù)，加強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)，以適應(yīng)不同類型清潔能源的發(fā)展，促進(jìn)清潔能源開發(fā)和利用，光伏發(fā)電并入智能電網(wǎng)，在對電網(wǎng)起到削峰填谷作用的同時，還可以提高電能質(zhì)量和穩(wěn)定性，智能電網(wǎng)是將來國內(nèi)外電力發(fā)展的必然選擇。

參考文獻(xiàn)

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*作者簡介：楊娜（1985-），女，碩士，講師，研究方向：工業(yè)過程控制、電氣自動化。

篇3

【摘 要】變電站技術(shù)發(fā)展經(jīng)過了幾個階段，包括傳統(tǒng)變電站、自動化變電站、數(shù)字化變電站至今，變電站技術(shù)有了很大的進(jìn)步和發(fā)展，其中技術(shù)向智能化方向發(fā)展是目前的一個很主要的方向。本文重點介紹變電站的發(fā)展歷程，分析智能變電站關(guān)鍵技術(shù)的研究方向，指出智能變電站建設(shè)的重點工作，提出編制智能變電站建設(shè)規(guī)劃時應(yīng)考慮的問題。

【關(guān)鍵詞】能變電站 關(guān)鍵技術(shù) 建設(shè)規(guī)劃

智能電網(wǎng)中的智能變電站是由先進(jìn)、可靠、節(jié)能、環(huán)保、集成的設(shè)備組合而成，以高速網(wǎng)絡(luò)通信平臺為信息傳輸基礎(chǔ)，自動完成信息采集、測量、控制、保護(hù)、計量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級應(yīng)用功能。隨著2009年9月《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》通過評審，變電站智能化將成為變電站建設(shè)的必然趨勢。

1 變電站發(fā)展情況分析

1.1 傳統(tǒng)變電站

1980年之前，集成電路與晶體管成為變電站的主要保護(hù)設(shè)備，同時，二次設(shè)備各部分獨立運行且均以傳統(tǒng)方式布置。通信技術(shù)和微處理器的發(fā)展，顯著提高了遠(yuǎn)動裝置（RTU）的性能，傳統(tǒng)變電站也因此逐漸增加了“遙信”、“遙測”、“遙調(diào)”、“遙控”功能。

1.2 變電站綜合自動化

1990年后，微機(jī)保護(hù)技術(shù)被廣泛應(yīng)用，同時，借助于網(wǎng)絡(luò)、計算機(jī)、通信等技術(shù)的發(fā)展，使得變電站綜合自動化得到長足進(jìn)展。研究人員運用現(xiàn)代電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)和通信技術(shù)，重新組合并優(yōu)化設(shè)計了變電站的二次設(shè)備功能，在此基礎(chǔ)上建成了變電站綜合自動化系統(tǒng)。

1.3 數(shù)字化變電站

近年來，IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的推廣應(yīng)用和不斷進(jìn)步的數(shù)字化技術(shù)，使得基于IEC 61850的數(shù)字化變電站在國內(nèi)出現(xiàn)。此類變電站不僅具有網(wǎng)絡(luò)化的通信平臺和全站信息數(shù)字化，同時也具備信息共享標(biāo)準(zhǔn)化、高級應(yīng)用互動化重要特征。

1.4 智能變電站

智能電網(wǎng)中的智能變電站是由先進(jìn)、可靠、節(jié)能、環(huán)保、集成的設(shè)備組合而成，它的信息傳輸基礎(chǔ)是高速網(wǎng)絡(luò)通信平臺，可以自動完成測量、信息采集、保護(hù)、控制、監(jiān)測、計量等基本功能，同時也具備智能調(diào)節(jié)、支持電網(wǎng)實時自動控制、協(xié)同互動、在線分析決策等高級應(yīng)用功能。智能變電站由系統(tǒng)層、設(shè)備層組成。變電站的站控層由系統(tǒng)層承擔(dān)，用于實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)可視化、信息共享、分析決策、智能告警等高級智能應(yīng)用。設(shè)備層主要由智能組件、智能設(shè)備和高壓設(shè)備構(gòu)成，實現(xiàn)IEC 61850中所提及的變電站控制、測量、檢測、保護(hù)、計量等間隔層和過程層的功能。

2 變電站智能化發(fā)展方向研究分析

目前，變電站一次設(shè)備的智能化程度和自動化技術(shù)水平尚未達(dá)到智能電網(wǎng)的發(fā)展要求。未來變電站智能化以關(guān)鍵技術(shù)為基礎(chǔ)展開其發(fā)展目標(biāo)及發(fā)展思路，本文從以下幾方面開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)工作。

2.1 斷路器設(shè)備數(shù)字化測控技術(shù)

以數(shù)字化變電站為平臺，研究斷路器設(shè)備數(shù)字化測控技術(shù)。基于自檢測功能，并要求斷路器滿足操動機(jī)構(gòu)時間特性來研究與斷路器相關(guān)的智能化功能。

2.2 智能變電站設(shè)備及其系統(tǒng)的自動重構(gòu)技術(shù)

建立智能裝置模型的自描述規(guī)范，應(yīng)用智能裝置模型描述、分類以及即插即用的關(guān)鍵技術(shù)，重構(gòu)智能變電站中設(shè)備、系統(tǒng)的模型，在系統(tǒng)升級、改造和擴(kuò)建時，實現(xiàn)變電站快速化、智能化的系統(tǒng)測試、部署、糾錯和校驗。

2.3 基于自診斷功能的風(fēng)險評估與數(shù)值預(yù)報技術(shù)

以自診斷功能及相關(guān)知識積累為基礎(chǔ)，完成設(shè)備可靠性評估、健康狀態(tài)評估和安全性評價，同時建立變電站相關(guān)設(shè)備的智能評估體系，完成變電站設(shè)備的安全評估系統(tǒng)研發(fā)。

2.4 智能電網(wǎng)故障柔性定位技術(shù)

分析研究大批量數(shù)據(jù)猝發(fā)遠(yuǎn)程傳輸和廣域同步故障數(shù)據(jù)提取技術(shù)，建立能夠融合多種故障測距方法的綜合性測距算法模型，建立分層分布式柔性的廣域故障定位網(wǎng)絡(luò)。

2.5 基于智能電網(wǎng)框架的保護(hù)與廣域測量技術(shù)

以智能電網(wǎng)廣域測量與保護(hù)技術(shù)的研究為基礎(chǔ)，研制適合智能電網(wǎng)保護(hù)與廣域測量的設(shè)備和系統(tǒng)，并投入試運行。

2.6自診斷設(shè)備信息數(shù)據(jù)交互規(guī)約技術(shù)

以智能設(shè)備共享規(guī)約和信息管理研究為基礎(chǔ)，實現(xiàn)變電站設(shè)備自診斷狀態(tài)信息共享功能，提出符合智能設(shè)備要求的主設(shè)備接口技術(shù)規(guī)范與自診斷設(shè)備傳感器以及自診斷設(shè)備信息交互技術(shù)規(guī)范。

3 智能變電站建設(shè)的重點措施

智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)為智能變電站，本文從變電站技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā)，遵循智能電網(wǎng)階段性建設(shè)需求和統(tǒng)一的總體目標(biāo)，同時緊密遵循智能變電站技術(shù)路線和建設(shè)的實施原則，主要在以下幾方面重點進(jìn)行研究工作：

（1）對變電運行管理模式進(jìn)行全新探索。加快建設(shè)智能變電站，初步實現(xiàn)變電站設(shè)備信息診斷、狀態(tài)的監(jiān)控與電網(wǎng)運行管理的雙向互動。調(diào)整運行、調(diào)度人員的工作模式，以實現(xiàn)設(shè)備的全生命周期管理和完全狀態(tài)檢修。

（2）對智能裝備進(jìn)行研發(fā)并對裝備智能化進(jìn)行改造。通過對電網(wǎng)智能設(shè)備的技術(shù)水平進(jìn)行提升，來實現(xiàn)電網(wǎng)靈活優(yōu)化控制以達(dá)到電網(wǎng)功能自動化。

（3）制定智能變電站相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。制定智能變電站技術(shù)體系的架構(gòu)，制定相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，按照規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)對舊變電站的改造和智能變電站建設(shè)進(jìn)行指導(dǎo)，規(guī)范智能變電站的設(shè)計、建設(shè)、驗收、試驗和運行維護(hù)。

（4）對智能變電站綜合信息開展研究分析。對變電站各種信息量進(jìn)行實時采集、分析及傳輸，為系統(tǒng)穩(wěn)定運行、預(yù)防矯正和調(diào)度決策提供重要數(shù)據(jù)參考及依據(jù)，最終實現(xiàn)電網(wǎng)的信息化。

4結(jié)語

以實現(xiàn)變電站智能化為目標(biāo)，緊緊圍繞智能變電站建設(shè)的技術(shù)路線和實施原則，開展裝備智能化改造及智能裝備研發(fā)，對智能變電站綜合信息進(jìn)行分析，尋求全新的變電站運行管理模式，推動國家智能化變電站的技術(shù)革新從而推動我國電力事業(yè)的發(fā)展。采取改造和新建并行發(fā)展的方式，對部分樞紐變電站進(jìn)行改造和建設(shè)，推進(jìn)變電站智能化進(jìn)程。同時在智能變電站改造過程中，宜首要考慮將數(shù)字化變電站升級改造為智能變電站。

參考文獻(xiàn)：

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[3]徐軍岳.數(shù)字化變電站應(yīng)用研究[D].浙江大學(xué)，2010年.第2-100頁.

[4]王云峰.智能化變電站設(shè)計.《2011 年亞太智能電網(wǎng)與信息工程學(xué)術(shù)會議論文集》，2011年.

篇4

隨著大電源、大電網(wǎng)不斷發(fā)展，電源與電網(wǎng)的相互影響日益增強(qiáng)，調(diào)度機(jī)構(gòu)對并網(wǎng)電廠的管理工作面臨著新形勢。為了提升源網(wǎng)協(xié)調(diào)能力和智能調(diào)度水平，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，本文從構(gòu)建源網(wǎng)協(xié)調(diào)溝通管控模型和安全管理體系、源網(wǎng)多場景的生產(chǎn)協(xié)作、源網(wǎng)數(shù)據(jù)資源的共享和互聯(lián)互通、利用高科技信息化手段支撐智能集約化管控、構(gòu)建和諧的源網(wǎng)關(guān)系等方面進(jìn)行研究和應(yīng)用實踐。

【關(guān)鍵詞】源網(wǎng)協(xié)調(diào) 四川源網(wǎng)協(xié)調(diào) 源網(wǎng)安全 源網(wǎng)協(xié)調(diào)智能安全管理

1 概述

近些年，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展用電需求劇增，風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)電廠的大量接入，使得電力供應(yīng)、需求的兩端發(fā)生了變化，為電網(wǎng)運行和調(diào)度管理提出了挑戰(zhàn)，面臨著能量管理和運行控制上要求更加協(xié)調(diào)、同步，網(wǎng)源間的信息交互上要求更加全面、及時，從電力生產(chǎn)到并網(wǎng)環(huán)節(jié)的安全體系要求更加統(tǒng)一、健全、安全、智能；因此大電源大電網(wǎng)和智能電網(wǎng)新能源背景下的“網(wǎng)源協(xié)調(diào)”面臨著一系列的智能化技術(shù)需求和管理的挑戰(zhàn)。本文介紹如何通過源網(wǎng)生產(chǎn)業(yè)務(wù)協(xié)作、安全智能管控要求以及安全體系的研究，構(gòu)建有效地安全管理體系和機(jī)制，建設(shè)源網(wǎng)協(xié)調(diào)安全管理智能平臺，實現(xiàn)調(diào)控中心對發(fā)電廠的集約化管理以及構(gòu)建和諧的源網(wǎng)關(guān)系，確保電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)有效的運行。

2 研究背景

四川統(tǒng)調(diào)統(tǒng)分電廠較多，由于電廠投資主體多、電廠的規(guī)模大小不一、管理水平參差不齊、調(diào)度技術(shù)裝備普遍落后、源網(wǎng)協(xié)調(diào)管理缺乏有效手段、調(diào)度執(zhí)行力弱，如何加強(qiáng)管理和保障涉網(wǎng)安全，是對電力公司的嚴(yán)峻考驗；此外隨著生產(chǎn)規(guī)模與調(diào)控數(shù)據(jù)的不斷增長，給源網(wǎng)協(xié)調(diào)管理帶來一定新挑戰(zhàn)；從電源側(cè)來看，部分電廠存在調(diào)速器參數(shù)入庫率低、參數(shù)整定不規(guī)范、驗導(dǎo)則執(zhí)行不到位、復(fù)核性試驗未定期開展等問題，可能引發(fā)電網(wǎng)系統(tǒng)性安全風(fēng)險，加強(qiáng)并網(wǎng)電廠管理工作迫在眉睫；因此通過研究構(gòu)建全面、科學(xué)、合理、安全智能的管理體系，實現(xiàn)各種數(shù)據(jù)之間的及時溝通協(xié)作和規(guī)范管理，同時建立高效、便捷的管控平臺，實現(xiàn)對電廠進(jìn)行集約化管理，提高調(diào)控的管理水平。

3 源網(wǎng)安全智能管理研究成果

3.1 研究內(nèi)容

分析源網(wǎng)調(diào)業(yè)務(wù)的組織范圍、人員結(jié)構(gòu)、人員之間的溝通協(xié)作流程，相關(guān)制度規(guī)范和調(diào)度管理機(jī)制，業(yè)務(wù)信息和數(shù)據(jù)范圍，動態(tài)和靜態(tài)的數(shù)據(jù)管理要求，對交換的業(yè)務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)范，完成構(gòu)建源網(wǎng)之間交互的管理體系和業(yè)務(wù)模型，打通電網(wǎng)與電廠之間的溝通渠道，根據(jù)實際業(yè)務(wù)需求制定相應(yīng)數(shù)據(jù)分類、信息分類的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。研究利用自定義平臺實現(xiàn)電廠端與電網(wǎng)端各類文件的傳輸以及相互之間的通訊。并通過自定義平臺滿足隨時定義報表、定義傳輸數(shù)據(jù)類型等業(yè)務(wù)需求；實現(xiàn)對并網(wǎng)發(fā)電廠的全面集約化管理。

3.2 研究成果

3.2.1 源網(wǎng)安全智能管理體系的應(yīng)用

四川源網(wǎng)協(xié)調(diào)安全智能管理體系的應(yīng)用不僅建立了有效的溝通管理機(jī)制、促進(jìn)兩者之間交流的多層次化、智能化，還在一定程度上提高了安全智能管理的科學(xué)、規(guī)范、合理化。具體管理體系的管理模式如下：

（1）調(diào)控中心的端的管理方式。調(diào)控中心設(shè)立源網(wǎng)協(xié)調(diào)總體接口負(fù)責(zé)人，職責(zé)范疇為溝通、協(xié)調(diào)日常事務(wù)，和審核相關(guān)重要文件和通知以及工作要求，考核工作完成情況，同時建立和維護(hù)調(diào)控中心的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源。調(diào)控中心每個業(yè)務(wù)部門設(shè)置業(yè)務(wù)聯(lián)絡(luò)員，由每個業(yè)務(wù)部門資深業(yè)務(wù)專責(zé)承擔(dān)，負(fù)責(zé)源網(wǎng)協(xié)調(diào)專業(yè)的業(yè)務(wù)管理工作。

（2）電廠端的管理方式。電廠端的人員有1-2名調(diào)度業(yè)務(wù)聯(lián)絡(luò)員，且必須是企業(yè)內(nèi)部人員、工作相對穩(wěn)定，其主要職責(zé)范疇負(fù)責(zé)對接所有源網(wǎng)協(xié)調(diào)業(yè)務(wù)快速響應(yīng)。電廠端專人維護(hù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源如通訊錄、定制單、各項源網(wǎng)協(xié)調(diào)技術(shù)設(shè)備的相關(guān)參數(shù)，必須及時更新實時維護(hù)，以確保基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源準(zhǔn)確、全面。相關(guān)源網(wǎng)協(xié)調(diào)的工作完成情況均納入發(fā)電廠運行管理考核中。

3.2.2 構(gòu)建源網(wǎng)協(xié)調(diào)安全智能管理支撐平臺

依托信息化技術(shù)手段完成構(gòu)建安全智能管理平臺，成為調(diào)控中心與電廠之間安全、智能化、雙向交互的公共的通道和平臺，實現(xiàn)上下之間順暢的業(yè)務(wù)協(xié)作溝通交互，采集下達(dá)專業(yè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)信息等數(shù)據(jù)，在采集聚合專業(yè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)后可以與現(xiàn)有的業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行分享和融合。

3.3 源網(wǎng)協(xié)調(diào)創(chuàng)新點與突破

（1）對于電網(wǎng)和電廠集約化、智能化、立體化、安全化、一體化的管理平臺，目前國內(nèi)外均處于空白狀態(tài)，該領(lǐng)域的管理模式探索和規(guī)范的建立屬于突破性的創(chuàng)新。通過源網(wǎng)協(xié)調(diào)安全管理智能平臺的建立，實現(xiàn)了源網(wǎng)之間一體化的管理，優(yōu)化了源網(wǎng)之間的業(yè)務(wù)管理方式方法。

（2）通過自定義平臺思路和柔性架構(gòu)的體系，可以適應(yīng)各種業(yè)務(wù)場景變化。自定義平臺可以滿足各種場景數(shù)據(jù)交互需求，業(yè)務(wù)人員通過定義采集數(shù)據(jù)和邏輯規(guī)則實現(xiàn)各種數(shù)據(jù)采集和報表要求，并可自動實現(xiàn)對數(shù)據(jù)統(tǒng)計匯總。

（3）數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一規(guī)劃統(tǒng)一管理，覆蓋面和有效性均大幅提高。通過電廠實時修正相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)動態(tài)數(shù)據(jù)等，電網(wǎng)可及時掌握電廠的相關(guān)變化，并確保準(zhǔn)確性和實時性。

（4）突破傳統(tǒng)的溝通方式，構(gòu)建立體有效的溝通管理模式和體系。平臺提供的實時溝通功能，較原有模式在效率上有極大提升。

4 結(jié)束語

通過構(gòu)建安全智能管理體系和機(jī)制，提高了對并網(wǎng)發(fā)電廠的集約化的管控能力；動態(tài)建立并網(wǎng)發(fā)電廠和調(diào)控中心的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和公共資源，為源網(wǎng)協(xié)調(diào)以及集約化管控提供了堅實的基礎(chǔ)資源的保障；通過自定義平臺實現(xiàn)定期和不定期的生產(chǎn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的采集和自動分類統(tǒng)計分析，極大的提高了生產(chǎn)協(xié)作管理的效率。通過構(gòu)建調(diào)控中心與電廠之間安全、智能化、雙向交互的集中管控平臺，調(diào)控中心實現(xiàn)以運行管理、參數(shù)管理、技術(shù)管理三個方面對電廠進(jìn)行集中管控。

參考文獻(xiàn)

[1]辛耀中，石俊杰，周京陽，等.智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)現(xiàn)狀與技術(shù)展望[J].電力系統(tǒng)自動化，2015，39（01）.

作者簡介

張弛（1974-），女，四川省人，工學(xué)碩士學(xué)位。研究方向為電力系統(tǒng)及其自動化。

龐曉艷（1968-），女，現(xiàn)為國網(wǎng)四川省電力公司高級工程師。

王彥灃（1981-），男，四川省綿陽市人，大學(xué)本科學(xué)歷。主要從事電力系統(tǒng)自動化工作。

鐘甜甜（1981-），女，湖南省人。大學(xué)本科學(xué)歷。研究方向為經(jīng)濟(jì)學(xué)。

篇5

【關(guān)鍵詞】變電站 繼電保護(hù) 維護(hù)技術(shù)

智能變電站技術(shù)的興起和發(fā)展，實現(xiàn)了電力系統(tǒng)的自動化、智能化和信息網(wǎng)絡(luò)化，其對傳統(tǒng)變電技術(shù)進(jìn)行了全面的革新，于此同時智能變電站的大運行量，對內(nèi)部繼電保護(hù)系統(tǒng)提出來更高的要求，從而提高智能變電站的可靠性和安全性，因此繼電保護(hù)的運行和維護(hù)技術(shù)的研究革新，對智能變電站的運行至關(guān)重要。

1 智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)的分析

變電站已經(jīng)從傳統(tǒng)的模式向數(shù)據(jù)化智能化方向發(fā)展，隨著智能化變電站的成熟完善與廣泛應(yīng)用，也意味著對繼電保護(hù)提出更高的技術(shù)要求，傳統(tǒng)的繼電保護(hù)技術(shù)已經(jīng)無法滿足智能化變電站的要求，繼電保護(hù)技術(shù)作為電網(wǎng)的安全防線，在系統(tǒng)發(fā)生故障時及時作出反饋，隔離故障點，為智能變電站系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供安全可靠的保障，對于智能變電站的安全性意義重大。

1.1 變電站與繼電保護(hù)技術(shù)

在變電站的進(jìn)化歷程中繼電保護(hù)機(jī)制也在發(fā)生著變化，由傳統(tǒng)的模擬式逐漸向數(shù)字式進(jìn)行轉(zhuǎn)變，在傳統(tǒng)變電站的繼電保護(hù)機(jī)制中主要以裝置為組織核心，而由于智能化變電站主要依賴于信息網(wǎng)絡(luò)，從而達(dá)到信息的共享和交互，針對智能化變電站的網(wǎng)絡(luò)性能，繼電保護(hù)在構(gòu)成設(shè)備、架構(gòu)形態(tài)以及運行模式等方面也向微機(jī)保護(hù)階段發(fā)展。變電站的繼電保護(hù)裝置主要包括線路的繼電保護(hù)、變壓器的繼電保護(hù)、母聯(lián)的繼電保護(hù)等，這些繼電保護(hù)裝置主要安排在過程層，通過智能操作箱直接對信息進(jìn)行采集、處理和交流，實時掌握信息的實時性可靠性。線路的繼電保護(hù)是指在變電站的線路系統(tǒng)中按間隔配置智能監(jiān)控裝置和安全自動裝置，可以檢測變電站的運行狀況，并將測控的信息傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，繼電保護(hù)模塊單元對信息進(jìn)行處理后提供保護(hù)指令，做出跳閘等相應(yīng)的響應(yīng)措施。

變壓器的繼電保護(hù)屬于過程層保護(hù)。在變壓器內(nèi)，繼電保護(hù)裝置的配置方法為分布式，從而達(dá)到差動保護(hù)的效果。在此系統(tǒng)中，保護(hù)模塊是單獨安裝的，斷路器是通過電纜接入繼電保護(hù)系統(tǒng)中，主要應(yīng)用非電量保護(hù)模塊進(jìn)行繼電保護(hù)。母聯(lián)繼電保護(hù)架構(gòu)簡單，主要采用點對點的模塊進(jìn)行分段保護(hù)，同時配置過電流保護(hù)和限時電流速斷保護(hù)。

1.2 智能變電站繼電保護(hù)的技術(shù)特點

1.2.1 繼電保護(hù)裝置硬件模塊化

對于繼電保護(hù)系統(tǒng)采用統(tǒng)一的運行平臺，采用微機(jī)智能系統(tǒng)實現(xiàn)信息的采集、測量、邏輯運算等等功能。傳統(tǒng)變電站的機(jī)電保護(hù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集由保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行，由于保護(hù)裝置的差異導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集及出口硬件難以統(tǒng)一，從而難以實現(xiàn)模塊化。而智能變電站有著三層兩網(wǎng)的架構(gòu)，系統(tǒng)的運行平臺統(tǒng)一，從而容易實現(xiàn)部分插件的標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化。

1.2.2 繼電保護(hù)裝置軟件元件化

智能變電站中自動化技術(shù)的不斷完善實施，導(dǎo)致傳統(tǒng)的繼電保護(hù)系統(tǒng)需要不斷地進(jìn)行相對應(yīng)的修改完善，而且不同的領(lǐng)域保護(hù)系統(tǒng)程序也有所差異，從而大大降低了保護(hù)裝置的可靠性。智能變電站的繼電保護(hù)原理基本已經(jīng)完善成熟，可以對智能變電站的繼電保護(hù)系統(tǒng)采用的軟件進(jìn)行元件化，從而實現(xiàn)元件的標(biāo)準(zhǔn)化，提高保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。

1.2.3 繼電保護(hù)功能網(wǎng)絡(luò)化

智能變電站中“兩網(wǎng)”的組織架構(gòu)可以將過程層智能終端和合并單元采集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行交互和共享，同時對于繼電保護(hù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行共享，這樣就可以在同一微機(jī)設(shè)備上對不同的保護(hù)系統(tǒng)的信息進(jìn)行處理和反饋，實現(xiàn)保護(hù)體系的一體化。

1.3 智能變電站的繼電保護(hù)運行和維護(hù)

智能變電站的繼電保護(hù)系統(tǒng)是否正常決定著智能變電站的安全，對整個智能電網(wǎng)系統(tǒng)至關(guān)重要，因此需要對繼電保護(hù)裝置的運行和維護(hù)進(jìn)行研究，并且需要對保護(hù)裝置進(jìn)行調(diào)試和維護(hù)，才能做到預(yù)防安全隱患，保護(hù)智能變電站的作用。關(guān)于繼電保護(hù)裝置的調(diào)試主要包括對繼電保護(hù)元件的調(diào)試，通過對元件的性能、插件、安裝位置等方面進(jìn)行檢測達(dá)到調(diào)試目的；對信息通訊網(wǎng)絡(luò)的調(diào)試；對繼電保護(hù)線路通道的調(diào)試；除此之外還要對外觀和電源進(jìn)行檢查和調(diào)試。

除了定期對繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試以外，還要對繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，主要包括正常運行狀態(tài)下的維護(hù)和故障狀態(tài)下的維護(hù)。正常運行下對繼電保護(hù)裝置的維護(hù)主要是日常的檢修，對運行調(diào)度情況進(jìn)行巡視檢修，對運行參數(shù)及設(shè)備的運行情況進(jìn)行備份，確保設(shè)備的正常運行。異常情況下的系統(tǒng)維護(hù)可以采取常規(guī)的維護(hù)處理方式進(jìn)行調(diào)試維護(hù)。主要考慮間隔合并單元的故障、智能終端故障、交換故障和信息通訊網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)故障，對故障設(shè)備運行維護(hù)處理，確保智能變電站的安全穩(wěn)定運行。

2 結(jié)論

智能變電站是電網(wǎng)智能化自動化的標(biāo)志，而如何在如此高速的發(fā)展?fàn)顟B(tài)下，讓繼電保護(hù)跟上節(jié)奏，保障智能電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定運行，為國家的智能電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略做出貢獻(xiàn)，將是所有研究者和工作人員的重大挑戰(zhàn)。目前繼電保護(hù)在運行模式上受智能變電站的影響正在向著自動化保護(hù)系統(tǒng)方向發(fā)展，但是依舊存在著一些先天性不足，因此在未來的工作中還要在傳統(tǒng)變電站繼電保護(hù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合智能變電站的自身特點，對智能變電站的運行模式，系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)調(diào)試等方面進(jìn)行研究。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介

盧忠新（1972-），男，漢族，山東省禹城市人。大學(xué)專科學(xué)歷。現(xiàn)供職于國網(wǎng)山東省電力公司禹城市供電公司。主要研究方向為變電運維。

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【關(guān)鍵詞】:電力配電系統(tǒng)自動化

【 abstract 】 : power system and its automation research for our country the development of science and technology has important theoretical significance, our country at present the power system and its automation research direction are: (1) intelligent protection and integrated substation automation, (2) electric power market theory and technology; (3) power system real-time simulation system; (4) the power system operation personnel training simulation system; (5) power distribution automation system; (6) the power system analysis and control; (7) artificial intelligence in power system, the application; (8) the modern power electronic technology in power system, the application; (9) electric equipment condition monitoring and fault diagnosis technology and so on, our power automation still exist tend to distribution system automation development trend.

【 keywords 】 : electric power distribution automation system

中圖分類號：F407.61文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

電力系統(tǒng)及其自動化的研究對于我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展具有重要的理論意義,同時對經(jīng)濟(jì)技術(shù)的進(jìn)步也具有不可估量的現(xiàn)實意義。所以,對于電力系統(tǒng)及其自動化的研究是我國科學(xué)工作者需要付諸長期努力的重要任務(wù)。下面謹(jǐn)對我國目前對電力系統(tǒng)及其自動化的研究方向,以及其未來的發(fā)展方向做簡要論述。

1我國目前電力系統(tǒng)及其自動化的研究方向

1.1智能保護(hù)與變電站綜合自動化

目前我國科學(xué)工作者對電力系統(tǒng)電保護(hù)的新原理進(jìn)行了研究,將國內(nèi)外最新的人工智能、模糊理論、綜合自動控制理論、自適應(yīng)理論、網(wǎng)絡(luò)通信、微機(jī)新技術(shù)等理論應(yīng)用于新型繼電保護(hù)裝置中,使得新型繼電保護(hù)裝置具有智能控制等特點,大大提高了電力系統(tǒng)的安全水平。對變電站自動化系統(tǒng)進(jìn)行了多年研究,研制的分層分布式變電站綜合自動化裝置能夠適用于35～500kV各種電壓等級變電站。微機(jī)保護(hù)領(lǐng)域的研究處于國際領(lǐng)先水平,變電站綜合自動化領(lǐng)域的研究也已達(dá)到國際先進(jìn)水平。

1.2電力市場理論與技術(shù)

基于我國目前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、電力市場發(fā)展的需要和電力工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)的具體情況,我國電力研究專家們認(rèn)真研究了電力市場的運營模式,深入探討并明確了運營流程中各步驟的具體規(guī)則,提出了適合我國現(xiàn)階段電力市場運營模式的期貨交易(年、月、日發(fā)電計劃)、轉(zhuǎn)運服務(wù)等模塊的具體數(shù)學(xué)模型和算法。

1.3電力系統(tǒng)實時仿真系統(tǒng)

研究人員還對電力負(fù)荷動態(tài)特性監(jiān)測、電力系統(tǒng)實時仿真建模等方面進(jìn)行了研究,引進(jìn)了加拿大teqsim公司生產(chǎn)的電力系統(tǒng)數(shù)字模擬實時仿真系統(tǒng),建成了全國高校第一家具備混合實時仿真環(huán)境的實驗室。該仿真系統(tǒng)不僅可以進(jìn)行多種電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)實驗,提供大量實驗數(shù)據(jù),并可和多種控制裝置構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng),協(xié)助科研人員進(jìn)行新裝置的測試,從而為研究智能保護(hù)及靈活輸電系統(tǒng)的控制策略提供一流的實驗條件。

1.4電力系統(tǒng)運行人員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)

電力系統(tǒng)運行人員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)是針對我國電力企業(yè)職工崗位培訓(xùn)的迫切要求,將計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)的最新成果和傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)分析理論相結(jié)合,利用專家系統(tǒng)、智能CAI機(jī)輔助教學(xué))理論,進(jìn)行電力系統(tǒng)知識教學(xué)、培訓(xùn)的一種強(qiáng)有力手段。本系統(tǒng)設(shè)計新穎,并合理配置軟件資源分布,教、學(xué)員臺在軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上耦合性很少,且系統(tǒng)硬件擴(kuò)充簡單方便,因此在學(xué)員臺理論上可無限擴(kuò)充。

1.5配電網(wǎng)自動化

配電自動化是指,利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與電力設(shè)備相結(jié)合,將配電網(wǎng)在正常以及事故情況下的監(jiān)測、保護(hù)、控制、計量和供電部門的工作管理有機(jī)融合在一起,改進(jìn)供電質(zhì)量,與用戶建立更密切的關(guān)系,以合理的價格滿足用戶的要求,力求供電經(jīng)濟(jì)性更強(qiáng),企業(yè)管理更為有效。配電自動化是一個龐大復(fù)雜的、綜合性很高的系統(tǒng)性工程,包含電力企業(yè)中與配電系統(tǒng)有關(guān)的全部功能數(shù)據(jù)流和控制。從保證對用戶的供電質(zhì)量,提高服務(wù)水平,減少運行費用的觀點來看,配電自動化是一個統(tǒng)一的整體。

1.6電力系統(tǒng)分析與控制

這一方向?qū)υ诰€測量技術(shù)、實時相角測量、電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制理論與技術(shù)、小電流接地選線方法、電力系統(tǒng)振蕩機(jī)理及抑制方法、發(fā)電機(jī)跟蹤同期技術(shù)、非線性勵磁和調(diào)速控制、潮流計算的收斂性、電力負(fù)荷預(yù)測方法、電網(wǎng)調(diào)度自動化仿真、基于柔性數(shù)據(jù)收集與監(jiān)控的電網(wǎng)故障診斷和恢復(fù)控制策略、電網(wǎng)故障診斷理論與技術(shù)等方面進(jìn)行了研究。同時對非線性理論、軟計算理論和小波理論在電力系統(tǒng)應(yīng)用方面,以及在電力市場條件下電力系統(tǒng)分析與控制的新理論、新模型、新算法和新的實現(xiàn)手段進(jìn)行了研究。

1.7人工智能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

結(jié)合電力工業(yè)發(fā)展的需要,我國開展了將專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯以及進(jìn)化理論應(yīng)用到電力系統(tǒng)及其元件的運行分析、警報處理、故障診斷、規(guī)劃設(shè)計等方面的實用研究。在上述實用軟件研究的基礎(chǔ)上開展了電力系統(tǒng)智能控制理論與應(yīng)用的研究,以提高電力系統(tǒng)的運行與控制的智能化水平。

1.8現(xiàn)代電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

目前我國開展了電力電子裝置控制理論和控制算法、各種電力電子裝置在電力系統(tǒng)中的行為和作用、靈活交流輸電系統(tǒng)、直流輸電的微機(jī)控制技術(shù)、動態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)、有源電力濾波技術(shù)、大容量交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)和新型儲能技術(shù)等方面的研究。

1.9電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)

通過將傳感器技術(shù)、光纖技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)以及模式識別技術(shù)等結(jié)合起來,針對電氣設(shè)備絕緣監(jiān)測方法和故障診斷的機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)的基礎(chǔ)研究,開發(fā)了發(fā)電機(jī)、變壓器、開關(guān)設(shè)備、電容型設(shè)備和直流系統(tǒng)等主要電氣設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng),全面提高電氣設(shè)備和電力系統(tǒng)的安全運行水平。

2傾向于配電系統(tǒng)的自動化的發(fā)展趨勢

隨著我國電力工業(yè)的不斷發(fā)展,含配電系統(tǒng)自動化在內(nèi)的城網(wǎng)建設(shè)改造和電力市場已提上了日程,電力系統(tǒng)自動化也正朝著配電系統(tǒng)自動化的方向不斷發(fā)展。發(fā)電市場也朝著配電市場的前景發(fā)展。配電系統(tǒng)綜合自動化中,各有關(guān)系統(tǒng)實現(xiàn)信息共享、功能互補(bǔ)和通道公用的方式有以下幾種:

(1)環(huán)網(wǎng)故障定位、隔離和恢復(fù)供電系統(tǒng)和許多配電自動化裝置類似,環(huán)網(wǎng)故障定位、隔離和恢復(fù)供電系統(tǒng)也經(jīng)歷了從免通信的單項自動化向帶通信的綜合自動化發(fā)展的過程。

(2)“投訴熱線處理”是供方和廣大用戶建立雙向聯(lián)系的又一渠道。因此,進(jìn)行低壓線路和一戶一表的建設(shè)改造時,一二次系統(tǒng)應(yīng)統(tǒng)一優(yōu)化設(shè)計,以期建立一個面向用戶(含物業(yè)管理)分級分片雙向通信的聯(lián)系機(jī)制,提高供電服務(wù)水平。

(3)管理信息系統(tǒng)基于自動繪圖和設(shè)備管理(AM/FM/GIS),含變電、配電、用電、檢索、決策、以及辦公自動化(OA)等在內(nèi)的管理信息系統(tǒng)(MIS),早期是作為離線管理系統(tǒng)而獨立運行的。現(xiàn)在,AM/FM已發(fā)展成為一個獨立的地理信息系統(tǒng)(GIS)軟件產(chǎn)業(yè),支持包括電力系統(tǒng)特別是配電系統(tǒng)在內(nèi)的具有空間數(shù)據(jù)的行業(yè)開發(fā)各種應(yīng)用。

3.結(jié)束語

隨著信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,電力行業(yè)進(jìn)入了由實時信息提供管理服務(wù)、管理信息(包括地理信息)支持實時應(yīng)用的新階段,甚至發(fā)展了SCADA/GIS系統(tǒng)。

電力和自動化的研究方向和發(fā)展方向?qū)τ谖覈碾娏π袠I(yè)進(jìn)步具有不可估量的重要作用,所以,還需要我國科學(xué)工作者

不斷的努力、奮力的鉆研！

【參考文獻(xiàn)】

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【關(guān)鍵詞】智能電網(wǎng)構(gòu)架 智能水電站 構(gòu)成 連接 設(shè)計

我國水電站的建設(shè)，解決了大量消耗煤炭資源發(fā)電的現(xiàn)狀，水力發(fā)電不僅能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)電，還可以實現(xiàn)環(huán)保。而隨著信息技術(shù)等發(fā)展，智能化的水電站也成為了未來的發(fā)展趨勢。所以，針對我國目前水電站的現(xiàn)狀，如何構(gòu)建智能化的水電站，同時在智能電網(wǎng)的構(gòu)架下，如何保證各系統(tǒng)之間的聯(lián)系等，都是智能化設(shè)計的需要解決的關(guān)鍵問題。因此，文中重點針對在智能電網(wǎng)構(gòu)架下，如何設(shè)計智能水電站進(jìn)行詳細(xì)的分析和總結(jié)，從而實現(xiàn)智能化水電站的設(shè)計目標(biāo)和要求。

1 水電站發(fā)展現(xiàn)狀

我國水電站系統(tǒng)，主要包括監(jiān)控系統(tǒng)和運行系統(tǒng)，這是在水電站建設(shè)初期，就具備了的系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對水電站的監(jiān)控管理。但是隨著信息數(shù)技術(shù)的發(fā)展，目前我國的水電站的發(fā)展取向于智能化發(fā)展。進(jìn)行了大量的數(shù)據(jù)采集和分析，從而實現(xiàn)了對水電站的全方位的管理。但是，水電站在智能化發(fā)展的前提下，是需要有一個智能電網(wǎng)構(gòu)架的基礎(chǔ)，為智能化的水電站的設(shè)計提供依據(jù)。但是目前我國的水電站的智能電網(wǎng)構(gòu)架，比較的散亂，沒有一個科學(xué)的系統(tǒng)，導(dǎo)致影響了水電站智能化的發(fā)展。

2 智能電網(wǎng)構(gòu)架下智能水電站的設(shè)計分析

2.1 智能化結(jié)構(gòu)的構(gòu)成

想要實現(xiàn)智能水電站的設(shè)計，首先要確保智能化結(jié)構(gòu)的構(gòu)成是科學(xué)合理。這就需要針對水電站的具體情況進(jìn)行分析，水電站是通過水力發(fā)電，而水利企業(yè)的想要獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益，就要保證對整個水力發(fā)電的過程進(jìn)行監(jiān)管，需要收集數(shù)據(jù)，這樣就需要構(gòu)建數(shù)據(jù)信息平臺，而且需要實現(xiàn)對整個過程的控制平臺，和確保水力發(fā)電的運行和決策的平臺。這三個平臺是智能化水電發(fā)展的基礎(chǔ)，也是重要的構(gòu)成。因此，需要對這三方面進(jìn)行智能化設(shè)計和發(fā)展，構(gòu)成智能化結(jié)構(gòu)平臺，讓智能化結(jié)構(gòu)變得更加的合理，從而促進(jìn)了智能水電站的發(fā)展，實現(xiàn)了智能化水電站的設(shè)計和發(fā)展。

2.2 自動化系統(tǒng)之間的聯(lián)系

在構(gòu)建科學(xué)的智能化平臺的同時，還需要保證自動化系統(tǒng)既是獨立的，又是互相影響的，這樣才能起到智能化發(fā)展的要求和目標(biāo)。因此，如何保持不同系統(tǒng)之間的聯(lián)系，是智能化系統(tǒng)設(shè)計和智能化水電站發(fā)展的關(guān)鍵。首先，在三個智能化發(fā)展的平臺上，要實現(xiàn)共有一個數(shù)據(jù)共享的平臺，這樣可以有效的實現(xiàn)不同平臺之間的數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時共享，對于設(shè)計智能化水電站的起到重要的作用。其次，需要保證各系統(tǒng)之間是具有聯(lián)系的，必須是在安全防護(hù)措施之下，進(jìn)行聯(lián)系。

2.3 傳感器、元件與系統(tǒng)之間的連接

我國水電站在發(fā)展的過程中，逐漸趨向于智能化的發(fā)展。因此，在智能化水電站設(shè)計中，應(yīng)該保證傳感器、元件之間的連接是穩(wěn)定的。所以，智能化水電站的設(shè)計，首先要考慮常規(guī)的傳感器，以及執(zhí)行元件的二次設(shè)備如何標(biāo)準(zhǔn)化和智能化。因此，針對繼電保護(hù)裝置，以及運動裝置等內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計和改變。所以實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化是智能化水電站設(shè)計的基礎(chǔ)，因為只有模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，才能讓整個系統(tǒng)變成邏輯功能模塊，實現(xiàn)智能化的作用。對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和總結(jié)，以及共享，實現(xiàn)對整個水電站的管理和控制。其次，各個設(shè)備和元件以及傳感器之間的聯(lián)系，使用的是高速網(wǎng)絡(luò)通信，是這是智能化水電站設(shè)計基礎(chǔ)依據(jù)。最后，則是需要保證常規(guī)硬接線信號的接入和輸出，在遵守范圍內(nèi)的通信協(xié)議以外，還可以引進(jìn)其他的通信協(xié)議。

2.4 智能水電站監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計

智能水電站的設(shè)計思路中，一定包括了監(jiān)控系統(tǒng)。而監(jiān)控系統(tǒng)既是獨立的，也是存在于整個系統(tǒng)之中的。因此，在O計水電站監(jiān)控系統(tǒng)的時候，首先要保證使用系統(tǒng)支持的標(biāo)準(zhǔn)，一般采用的是IEC61850通信協(xié)議，以及標(biāo)準(zhǔn)接口開發(fā)。然后接入到IED，這樣可以實現(xiàn)對實時數(shù)據(jù)監(jiān)控，然后把數(shù)據(jù)存儲到監(jiān)控系統(tǒng)中。其次，監(jiān)控設(shè)備還應(yīng)該使用高級的應(yīng)用功能，一般采用的是AGC/AVC，這樣可以保證接入智能電網(wǎng)之中，從而滿足了智能電網(wǎng)的接入要求，實現(xiàn)了是能水電站設(shè)計的要求。

3 結(jié)束語

智能水電站的設(shè)計，關(guān)系到相關(guān)專業(yè)內(nèi)容，比如機(jī)械、電氣等設(shè)備的完善和更新。因為牽涉的內(nèi)容比較廣，所以在設(shè)計的過程中，應(yīng)該綜合考慮各方面的因素。文中就對監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計，以及自動化系統(tǒng)的設(shè)計詳細(xì)的進(jìn)行了分析和總結(jié)。實現(xiàn)智能化水電站的根本，就是提高水力發(fā)電的穩(wěn)定和安全，同時提高水力發(fā)電的經(jīng)濟(jì)效益，實現(xiàn)了環(huán)保節(jié)能發(fā)電的目標(biāo)。因此，在智能電網(wǎng)構(gòu)架下，進(jìn)行智能化水電站的設(shè)計，是目前我國水力發(fā)電站的發(fā)展趨勢和方向。

參考文獻(xiàn)

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[4]于希軍，崔偉國，鐘文濤.智能電網(wǎng)下電力終端通信接入架構(gòu)設(shè)計[J].中國新通信，2015（06）：133-138.

作者簡介

吳松蔭（1988-），女，湖南省長沙市人。碩士研究生。研究方向為智能水電站，三維設(shè)計技術(shù)在水利電力工程的開發(fā)與應(yīng)用。

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【關(guān)鍵詞】電網(wǎng) 自動化調(diào)度 粒子群算法 無功電壓管理

無功電壓優(yōu)化對于降低網(wǎng)絡(luò)有功損耗、提升電壓質(zhì)量有著非常重要的意義。進(jìn)行無功電壓優(yōu)化的傳統(tǒng)手段是手工控制。但隨著我國電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)張，若繼續(xù)沿用傳統(tǒng)方法將難以為繼，必須采用基于自動化調(diào)度的新型控制方法。這種方法的運行基礎(chǔ)是合理、有效的無功電壓計算模型。當(dāng)前，該類模型主要包括粒子群算法、遺傳算法、模糊理論、專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。筆者結(jié)合自身工作經(jīng)驗，建立起智能粒子群優(yōu)化算法，以期起到拋磚引玉作用。

1基于自動化調(diào)度的無功電壓綜合管理的目的和要求

由于電網(wǎng)中的相關(guān)用電設(shè)備在日常運行中會大量吸收無功功率，降低系統(tǒng)功率因數(shù)，導(dǎo)致電能損耗和線路電壓大幅下降，這一方面不利于企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升，另一方面還可能造成系統(tǒng)解列、設(shè)備損壞。無功電壓綜合管理的目的就是通過各類有效措施，優(yōu)化電網(wǎng)運行狀態(tài)，提高電壓質(zhì)量、降低系統(tǒng)有功損耗。在目標(biāo)函數(shù)選擇上，可采用網(wǎng)損最小函數(shù)。

2關(guān)于粒子群優(yōu)化算法的闡釋

隨著電網(wǎng)節(jié)點數(shù)目的增大，進(jìn)行電網(wǎng)計算的模型必須在速度、性能上符合要求。

2.1粒子群優(yōu)化算法的原理

該算法從隨機(jī)解出發(fā)，通過迭代選擇最優(yōu)解。較之遺傳算法而言，規(guī)則更為簡單，摒棄了遺傳算法所采取的“變異”和“交叉”操作，基于當(dāng)前獲得的最優(yōu)值來追尋全局最優(yōu)。粒子群優(yōu)化算法有著調(diào)整參數(shù)少、易于實現(xiàn)等諸多優(yōu)點。

2.2運算流程簡介

以對鳥群捕食行為的模擬來對粒子群優(yōu)化算法進(jìn)行闡釋，場景設(shè)想如下：①鳥群搜尋食物的過程具有隨機(jī)性。捕食區(qū)域內(nèi)僅有一處食物，每一只鳥事先都不清楚食物的方位，但清楚當(dāng)前與食物之間的距離。②獲得食物的最優(yōu)策略：對距離食物最近鳥的附近區(qū)域進(jìn)行搜尋。

以上場景可以從一定側(cè)面來闡釋粒子群優(yōu)化算法解決優(yōu)化問題的思路和方法：①對于算法而言，所有優(yōu)化問題的解均對應(yīng)為場景中的鳥，稱之為“粒子”。②每一個粒子均由被優(yōu)化的函數(shù)來賦予其相應(yīng)的適應(yīng)值，且通過對速度和方向的設(shè)定來決定其搜尋的距離和方向。③粒子根據(jù)最優(yōu)粒子來搜尋在解空間。在初始狀態(tài)下，隨機(jī)粒子基于迭代來獲取最優(yōu)解。在不斷的迭代過程中，相關(guān)粒子利用對兩個極值的追蹤來實現(xiàn)粒子本身的更新。④極值一為粒子本身所尋獲的最優(yōu)解，即個體極值PBest，極值二為粒子群在現(xiàn)階段所獲得的最優(yōu)解，即全局極值BBest。需要注意的是，可不選擇整個族群而只選擇局部粒子作為該粒子的鄰居，在鄰居粒子中的極值即獲得局部極值。

3基于自動化調(diào)度的無功電壓優(yōu)化管理實例研究

3.1概況簡介

A區(qū)域由220KV變電站實現(xiàn)供電，含3座110KV變電站（91.5MVA），9座35KV變電站（40.6MVA），1327臺配電（96.3MVA），另外，14座中小型水電站裝配59臺機(jī)組共實現(xiàn)3365KW裝機(jī)容量，部分水電站建設(shè)時間久遠(yuǎn)，且采取的是攔河壩的形式來利用自然水資源，無法實現(xiàn)穩(wěn)定的發(fā)電輸出，因此對大電網(wǎng)的依賴性較大。A區(qū)域負(fù)荷電量歷史數(shù)據(jù)詳見表1。

通過上表可以發(fā)現(xiàn)，A區(qū)域供電量和最高電荷呈現(xiàn)出明顯增長的趨勢，年遞增幅度均超過6%。然而就無功電壓優(yōu)化管理而言，首先，采取單電源供電方式的35KV變電站，無法確保供電的可靠性。其次，變電站數(shù)量偏少，部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)只能通過超半徑的10KV配電線路來實現(xiàn)供電。最后是變電站的主變?nèi)萘坎蛔悖l限電頻次較高，極大制約了區(qū)域內(nèi)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

3.2優(yōu)化策略

（1）基于規(guī)劃容量所設(shè)定的上下限來對所有方案開展迭代計算，分析比較后找到最優(yōu)方案。（2）在設(shè)計和建設(shè)調(diào)度站時，基于現(xiàn)有負(fù)載率最高的調(diào)度站，在其附近隨機(jī)生成，直到不再新建調(diào)度站為止，以便大幅提升運算速度。（3）將邊界控制策略引入到自動化調(diào)度工作中，以便實現(xiàn)粒子在規(guī)劃范圍內(nèi)合理、可控運行。（4）基于初次的最短距離來開展負(fù)荷分配工作，以有效解決負(fù)載不均衡所產(chǎn)生的問題。（5）基于擬建調(diào)度站的輻射區(qū)域，找到幾何中心，作為站址。

4結(jié)語

通過一系列的優(yōu)化改進(jìn)工作之后，全部調(diào)度站的負(fù)載率都得到了明顯的優(yōu)化，供電質(zhì)量獲得極大改善。

參考文獻(xiàn)：

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[2]牛輝，程浩忠，張焰.電網(wǎng)擴(kuò)展規(guī)劃的可靠性和經(jīng)濟(jì)性研究綜述[J].

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篇9

隨著通信技術(shù)及設(shè)備發(fā)展變化日新月異，電力通信配線技術(shù)卻一直停步不前，電力通信配線技術(shù)（光配、數(shù)配、音配）自上個世紀(jì)九十年代至今幾乎沒有大的變化。幾乎仍以傳統(tǒng)配線施工方式為主。

【關(guān)鍵詞】智能 網(wǎng)絡(luò) 光纖 配線

1 電力系統(tǒng)通信配線發(fā)展需求

行政交換網(wǎng)發(fā)展：根據(jù)《國家電網(wǎng)公司IMS行政交換網(wǎng)建設(shè)指導(dǎo)意見》（信通通信[2015]7號），國家電網(wǎng)公司將統(tǒng)一建設(shè)IMS行政交換網(wǎng)，在建設(shè)及過渡階段行政電話業(yè)務(wù)仍將由現(xiàn)有承載方式（PCM/軟交換）承載，在保證現(xiàn)有業(yè)務(wù)的安全穩(wěn)定運行的前提下，平穩(wěn)過渡到IMS行政交換網(wǎng)。

調(diào)度交換網(wǎng)發(fā)展：根據(jù)《十三五通信網(wǎng)規(guī)劃專業(yè)指導(dǎo)意見》（信通通信[2015]31號），調(diào)度交換網(wǎng)“按照漸進(jìn)、共存、互補(bǔ)的原則，試點開展調(diào)度交換網(wǎng)分組交換技術(shù)，并研究網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)、承載以及與現(xiàn)網(wǎng)的互聯(lián)互通策略”。電力調(diào)度業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)的接通率、安全性等要求更高，那么在新的調(diào)度分組交換網(wǎng)的建設(shè)、過渡期尤其需要保證調(diào)度業(yè)務(wù)的安全穩(wěn)定性。

通信配線發(fā)展：由上可知，今后PCM設(shè)備及程控交換設(shè)備也將會逐步退出電力通信主流設(shè)備行列，今后網(wǎng)絡(luò)配線在電力通信中將會大規(guī)模應(yīng)用。同時隨著配網(wǎng)自動化的發(fā)展，光纖配線的維護(hù)工作量也將成倍增長。

國網(wǎng)公司要求：根據(jù)公司三屆一次職代會暨2016年工作會議精神，在“十三五”規(guī)劃建設(shè)中，劉振亞強(qiáng)調(diào)要將創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色的發(fā)展理念融入到電力系統(tǒng)開發(fā)建設(shè)環(huán)節(jié)之中，以此實現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)的升級與優(yōu)化，推動我國電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化進(jìn)程，全面促進(jìn)電力企業(yè)現(xiàn)代化機(jī)制的構(gòu)建，實現(xiàn)其健康快速發(fā)展。相關(guān)負(fù)責(zé)人要深刻認(rèn)識新形勢，以新思路、新舉措、新本領(lǐng)引領(lǐng)新常態(tài)，進(jìn)一步增強(qiáng)責(zé)任感和主動性推動協(xié)同高效發(fā)展，大力推進(jìn)提質(zhì)增效，立足做大做強(qiáng)做優(yōu)，不斷進(jìn)行電力企業(yè)創(chuàng)新機(jī)制改革，提升企業(yè)員工改革創(chuàng)新的意識與能力，在企業(yè)內(nèi)部形成致力創(chuàng)新、創(chuàng)造、創(chuàng)業(yè)的新風(fēng)尚，全面提升核心競爭力。到2020年要全面建成“一強(qiáng)三優(yōu)”現(xiàn)代公司，把公司建成創(chuàng)新引領(lǐng)、管理科學(xué)、實力強(qiáng)大的現(xiàn)代企業(yè)集團(tuán)，核心競爭力、價值創(chuàng)造力、品牌影響力達(dá)到國際先進(jìn)水平。

2 智能電子配線系統(tǒng)簡介

智能電子配線系統(tǒng)系統(tǒng)由硬件和軟件兩個部分組成，組成原理如圖1所示。系統(tǒng)前端通過在電力系統(tǒng)配電站線路終端設(shè)置傳感器的方式，將變電站運行過程中的主要信息通過傳感器傳輸?shù)奖O(jiān)控單元之中，并以監(jiān)控單元為媒介，將運行數(shù)據(jù)與相關(guān)信息進(jìn)行必要的分析，從而使得監(jiān)控單元能夠?qū)^(qū)域內(nèi)變電站的運行情況進(jìn)行監(jiān)控。管理中心則可以根據(jù)監(jiān)控單元所提供的IP網(wǎng)絡(luò)信息，對變電站的運行狀況進(jìn)行圖形化展示，通過用戶界面完整的展示出來，為相關(guān)管理工作的開展提供了便捷。

上述信息管理評估以硬件構(gòu)成與軟件驅(qū)動為基礎(chǔ)，在實現(xiàn)電力網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)實時采集、匯總與分析的同時，還能夠在一定程度上保證系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)庫與傳感器之間的良性互動，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的實時更新，進(jìn)而降低了系統(tǒng)管理者自身的管理壓力與工作內(nèi)容，簡化了系統(tǒng)管理的工作流程。同時以軟件平臺為媒介，可以實現(xiàn)平臺的遠(yuǎn)距離操控，以此來提升管理的流暢性與高效性。

以智能基礎(chǔ)設(shè)施為主要框架，不斷進(jìn)行配電系統(tǒng)的規(guī)劃與建設(shè)，將硬件組成、軟件平臺、信息網(wǎng)絡(luò)等有機(jī)的結(jié)合起來，提升配電網(wǎng)絡(luò)自身運作的便捷性與準(zhǔn)確性。在進(jìn)行智能配電線路規(guī)劃設(shè)計的過程中，要明確區(qū)別其與網(wǎng)管網(wǎng)絡(luò)之間的差異，要深化對智能配電網(wǎng)絡(luò)功能的認(rèn)識，既保證其能夠在故障發(fā)生時，快速準(zhǔn)確的反應(yīng)故障發(fā)生的地點，又能夠終端鏈接情況進(jìn)行及時反饋以及實時監(jiān)控，從而有效降低了配電線路系統(tǒng)維護(hù)與保養(yǎng)工作的成本投入，提升了相關(guān)工作效率與質(zhì)量。

3 智能電子配線系統(tǒng)與傳統(tǒng)配線的對比分析

3.1 傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施管理和智能電子配線系統(tǒng)的對比情況

如表1所示。

通過對比智能電子配線系統(tǒng)系統(tǒng)與傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施管理在功能上改進(jìn)，顯示出在基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)中部署該系統(tǒng)，將可有效改進(jìn)運維管理的效能。

3.2 智能電子配線系統(tǒng)

系統(tǒng)可以做到的主要功能：

檢測――標(biāo)準(zhǔn)的光和銅纜跳線――實時跳線歸檔管理；

實時更新――所有的基礎(chǔ)設(shè)施記錄――實時整體配線設(shè)施管理；

自動發(fā)現(xiàn)――網(wǎng)絡(luò)上端到端的連接――集成數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)；

物理位置定位――跟蹤所有具有網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備――集成數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)追蹤；

告警――所有未授權(quán)和非計劃的行為――集成數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測；

事件通告――具有先進(jìn)的處理過程――實時網(wǎng)絡(luò)處理能力；

自動化――變更和故障管理的流程――內(nèi)嵌先進(jìn)的工作流程。

3.3 康普智能電子配線系統(tǒng)

系統(tǒng)的主要特點：

易于管理和維護(hù)――提高管理效能；

提供工作流程和電子任務(wù)單――對于跳線移動、添加和變更提供流程化管理方式；

符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)――ITIL，ISO17799，BS7799，ISO 27000Security。

4 變電站智能電子配線系統(tǒng)的設(shè)計實現(xiàn)

對變電站網(wǎng)絡(luò)和光纖配線進(jìn)行規(guī)范化管理，自動記錄端口的移動、增加、變化，將交換機(jī)端口與配線架端口綁定，能綁定鏈路上的所有設(shè)備，而且把物理地址綁定到IP和MAC地址上，當(dāng)你的IP遭受攻擊時，你能及時找到受攻擊的電腦的位置；能夠及時發(fā)現(xiàn)非授權(quán)接入，能夠發(fā)現(xiàn)端口或跳線的意外脫落和斷裂. 能夠在電子地圖上標(biāo)出信息口位置，當(dāng)此鏈路發(fā)生故障，端口馬上閃爍.實現(xiàn)配線系統(tǒng)遠(yuǎn)程管理，能夠通過軟件、配線架指示燈和掃描儀顯示屏來指示出端口，可以統(tǒng)計、搜索接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，按照種類、廠家、位置、管理部門等，如圖2所示。

4.1 設(shè)計理念

本設(shè)計的核心理念是實現(xiàn)資源管理的準(zhǔn)確性、在線監(jiān)測的實時性、故障定位的精確性。每個網(wǎng)絡(luò)端口、鏈接點均增加RFID電子標(biāo)簽，據(jù)此進(jìn)行數(shù)據(jù)自動識別、采集。由此可幫助客戶對大規(guī)模光網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合理的規(guī)劃、對海量網(wǎng)絡(luò)端口進(jìn)行準(zhǔn)確的管理、并根據(jù)用戶信息實現(xiàn)業(yè)務(wù)的自動開通、發(fā)放。通過在線監(jiān)測系統(tǒng)，獲知光路故障情況，在GIS地理位置信息系統(tǒng)上精確定位光路故障點，運行網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)的自檢流程，為整個網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)的健康狀況實施診斷，實現(xiàn)建設(shè)階段的集中遠(yuǎn)程驗收和使用階段的提前預(yù)警，主動維護(hù)。此項目的核心思想是準(zhǔn)確管理網(wǎng)絡(luò)資源，對客戶最直接的意義是海量網(wǎng)絡(luò)端口的信息管理及故障定位，從而做到用戶開通業(yè)務(wù)的100%準(zhǔn)確、故障快速定位。由此我們可以實現(xiàn)：100%的信息自動化管理；100%的端口、網(wǎng)絡(luò)路由信息準(zhǔn)確；100%的網(wǎng)絡(luò)鏈路可開通、鏈路質(zhì)量可保證，如圖3所示。

4.2 設(shè)計方案

在線監(jiān)測系統(tǒng)，可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)測和地理信息的精確查找；實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動化查找，精確操作，提高運維效率；在存量系統(tǒng)基礎(chǔ)上可以開發(fā)出多種增值應(yīng)用，實現(xiàn)施工，運維全程無紙化，自動化；鏈路故障實時監(jiān)測，對業(yè)務(wù)故障類型進(jìn)行定性，對光纜故障的位置進(jìn)行定位；全程信息自動傳遞，開通更快速。

智能網(wǎng)絡(luò)配線系統(tǒng)可以有效支撐光網(wǎng)絡(luò)周期中各階段的需求，為前期規(guī)劃、中期建設(shè)以及后期維護(hù)建立有效的協(xié)同工作機(jī)制，提高投資預(yù)算的合理性，并提供網(wǎng)絡(luò)發(fā)展預(yù)測的基礎(chǔ)支撐，而且利用智能電子標(biāo)識系統(tǒng)提高網(wǎng)絡(luò)管理效率，實現(xiàn)各個業(yè)務(wù)部門對于網(wǎng)絡(luò)資源信息的共享與無縫傳遞，讓網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)成為一個動態(tài)的良性循環(huán)系統(tǒng)，保證網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)的可持續(xù)發(fā)展，使運營商輕松應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模建設(shè)和發(fā)展。

智能配線系統(tǒng)的跳線的管理只在兩側(cè)配線架內(nèi)實施。

智能配線系統(tǒng)采用智能型配線架和智能型跳線，每個端口都包含電子信息。

智能型光纜配線架只在傳統(tǒng)型光纜配線架端口上增加獨立的一幀位則用于智能管理，光纜跳線也同樣增加獨立的一幀位則用于智能管理因此智能型光纜配線架和傳統(tǒng)型光纜配線架也可以互相通用，智能型光纜跳線和傳統(tǒng)型光纜跳線也可以互相通用。當(dāng)智能型跳線插入或拔出智能型配線架的端口時候，端口的電子信息及其連接或斷開的信息就可以即時地通過管理設(shè)備傳達(dá)到管理軟件，運維人員就也及時知道連接的變化，對其進(jìn)行報警處理。

操作人員可以通過軟件將需要執(zhí)行的任務(wù)（比如跳線等）下達(dá)到每個管理設(shè)備，繼而下達(dá)到配線架。施工人員到達(dá)現(xiàn)場后，只需要根據(jù)LED指示燈的示意操作，就可以保證其準(zhǔn)確率，節(jié)省大量的工時，如圖4、5所示。

5 智能電子配線系統(tǒng)在電力系統(tǒng)應(yīng)用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

5.1 提升管理效率

相較于電力系統(tǒng)配電傳輸以及網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工作來說，變電站配電線路的管理方式與管理技術(shù)更新速度較慢，在很大程度上仍舊依賴人工進(jìn)行管理。因此這就是變電站配電線路管理工作的自動化、科學(xué)化進(jìn)程較為緩慢，難以真正滿足社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及電力系統(tǒng)更新的要求。而智能電子配電系統(tǒng)在管理工作的應(yīng)用，能夠降低相關(guān)管理工作對人力的依賴，改變傳統(tǒng)的管理方式，管理人員通過編寫電子工單，對跳線等操作進(jìn)行自動化處理，從而大大節(jié)約了人力資源，有效提升管理工作的準(zhǔn)確性。智能電子配電系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，從長遠(yuǎn)來看有助于我國電力企業(yè)管理機(jī)制的調(diào)整與優(yōu)化，使其更加適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)條件下的各類經(jīng)濟(jì)活動，進(jìn)而提升自身的競爭優(yōu)勢，推動電力企業(yè)的健康快速發(fā)展。

5.2 實現(xiàn)主動維護(hù)

可以實現(xiàn)全程全網(wǎng)的故障診斷和故障處理；能夠快速獲知網(wǎng)/光路故障情況，精確定位光路故障點，自動運行光纖網(wǎng)絡(luò)的自檢流程，為整個光纖網(wǎng)絡(luò)的健康狀況實施診斷，實現(xiàn)建設(shè)階段的集中遠(yuǎn)程驗收和使用階段的提前預(yù)警，主動維護(hù)。智能型配電線路管理系統(tǒng)以主干鏈接以及物理鏈接的方式，實現(xiàn)了對配電線路重要組成部分的實時監(jiān)控，從而能夠有效減少信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在運行過程中，因外界因素導(dǎo)致的系統(tǒng)故障。并且借助于這一系統(tǒng)，管理人員能夠?qū)τ诰W(wǎng)絡(luò)中存在的問題進(jìn)行及時發(fā)現(xiàn)與高效處理，并且可以將其作為網(wǎng)管軟件的變體，對電力網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，從而進(jìn)一步提升了電力網(wǎng)絡(luò)的整體管理水平。

5.3 實現(xiàn)全過程檢測

智能電子配線系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用使光纖網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)、施工、運維更加方便、快捷、高效，提高通信基礎(chǔ)設(shè)施的利用率和可用率，促進(jìn)網(wǎng)/光纖到戶信息化進(jìn)程中配線設(shè)備的智能化管理與檢測。每一次改變的數(shù)據(jù)都能得到實時響應(yīng)，及時修正目前的端口連接方式和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣涌冢恢悄苄蛯崟r配線管理系統(tǒng)隨時可以回溯以往歷史事件，并且可以對其恢復(fù)重建，使每一次的故障發(fā)生和維護(hù)節(jié)點都可以追根溯源，在不斷改進(jìn)中企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益才可能不斷提高效能。

5.4 提高經(jīng)濟(jì)效益

此產(chǎn)品可使網(wǎng)/光纖資源利用率提升，將減少建設(shè)規(guī)模，避免錯誤的重復(fù)建設(shè)，使運投資成本大大降低；輔之故障定位GIS系統(tǒng)，將使OPEX人工成本大大降低，平均每人管理配線數(shù)提高100%；

當(dāng)前我國的通信產(chǎn)業(yè)正面臨原材料、動力、運行費用、人工成本的飛速上漲，而資費價格卻在直線下降，基于RFID智能光纖配線系統(tǒng)的運用將從建設(shè)成本和運維成本兩個方面降低客戶成本，如圖6所示。

作者簡介

王輝（1981-），女，大學(xué)本科學(xué)歷。現(xiàn)為國網(wǎng)山東省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院工程師。研究方向為電力通信。

王磊（1982-），男，大學(xué)本科學(xué)歷。現(xiàn)為國網(wǎng)山東省電力公司信息通信公司工程師。研究方向為電力通信。

胡俊鵬（1974-），男，大學(xué)本科學(xué)歷。現(xiàn)為國網(wǎng)山東省電力公司高級工程師。研究方向為電網(wǎng)設(shè)計及技術(shù)管。

朱毅（1978-），男，研究生學(xué)歷。現(xiàn)為國網(wǎng)山東省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院工程師。研究方向為電力系統(tǒng)。

于月平（1970-），男，大學(xué)本科學(xué)歷。現(xiàn)為國網(wǎng)山東省電力公司德州供電公司高級工程師。研究方向為調(diào)度自動化。

作者單位

1.國網(wǎng)山東省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院 山東省濟(jì)南市 250021

2.國網(wǎng)山東省電力公司信息通信公司 山東省濟(jì)南市 250021

篇10

關(guān)鍵詞：變電站；告警直傳；防漏機(jī)制；分區(qū)分流；量測類型 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TN915 文章編號：1009-2374（2017）02-0014-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.02.007

1 概述

近年來，隨著電力調(diào)度自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，為了能夠更具體地了解變電站的告警情況，不少變電站都采用了告警直傳技術(shù)，應(yīng)用該技術(shù)可把變電站監(jiān)控系統(tǒng)的告警信息直接以文本方式上傳給主站端，主站端可以消息方式顯示上傳的內(nèi)容。雖然該技術(shù)可作為調(diào)度自動化系統(tǒng)遠(yuǎn)動直采信息不全的補(bǔ)充，但是其直傳到主站端的告警信息由于沒有分域（即字段）貯存，無法方便地對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、匯總、統(tǒng)計、運算，同時這些信息包含的數(shù)據(jù)不夠完整，這些數(shù)據(jù)也無法參與數(shù)據(jù)挖掘。為了更好地應(yīng)用告警直傳技術(shù)，我們對該技術(shù)的傳輸格式、字段生成和存貯方式進(jìn)行了優(yōu)化，在不改該技術(shù)的規(guī)約流程的前提下，把原來傳輸內(nèi)容的五段式格式擴(kuò)充成八段式格式，把原來不分字段存儲變成分為八字段存儲。這樣直傳的告警信號便于查詢、匯總、統(tǒng)計、運算，可為其他應(yīng)用提供基礎(chǔ)信息，為調(diào)度自動化信息維護(hù)提供更加便捷的手段。

2 傳統(tǒng)告警直傳存在的問題

2.1 直傳架構(gòu)問題

圖1 告警直傳的技術(shù)架構(gòu)示意圖

傳統(tǒng)告警直傳需要增加的軟件模塊有：在變電站監(jiān)控系統(tǒng)增加“告警轉(zhuǎn)發(fā)模塊”，主站系統(tǒng)增加“告警采集模塊”“告警處理模塊”和應(yīng)用服務(wù)功能；需要增加的硬件模塊有部署在變電站側(cè)的數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)機(jī)，接入站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理和上送調(diào)度端。架構(gòu)示意如圖1所示。

2.1.1 信息處理流程。

第一，變電站監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)生告警信息，并將站內(nèi)告警信息轉(zhuǎn)換為帶廠站名和設(shè)備名的標(biāo)準(zhǔn)告警信息，再傳輸給主站。

第二，主站告警采集模塊解析接收的報文，并發(fā)消息給告警處理模塊。

第三，主站告警處理模塊對收到的告警直傳信息進(jìn)行處理。

2.1.2 存在問題。在傳統(tǒng)的告警直傳里，調(diào)度主站的告警采集模塊和告警處理模塊界限十分模糊，二者都附屬于前置系統(tǒng)。告警采集模塊解析規(guī)約得到直傳告警的描述信息，即一個字符串。由于告警采集模塊解規(guī)約只得到一個字符串，告警處理模塊很難對直傳告警作進(jìn)一步的處理，只是簡單地將字符串寫入告警總線，生成告警信息，因此直傳的告警很難做到分級和分區(qū)分流。此外，該流程沒有機(jī)制判斷變電站監(jiān)控系統(tǒng)上送的告警信息是否完整，即由于某種原因造成通信中斷，引起部分該上送的告警信息沒有上送主站，造成告警直信息漏送的缺陷。

2.2 告警直傳內(nèi)容及儲存

目前采用的告警直傳分為五個字段，具體格式如下：

告警級別告警時間設(shè)備名稱告警內(nèi)容告警原因

2.2.1 直傳格式內(nèi)容說明。

第一，告警級別：根據(jù)告警的嚴(yán)重程度分為事故、異常、越限、變位、告知，分別用0～4五個值來表示。無告警原因上送空格。

第二，告警時間：該時間指告警發(fā)生時的時間，采用值與站端監(jiān)控系統(tǒng)的保持一致，一般采用以下格式：YYYY-MM-DD HH∶MM∶SS.mmm

第三，設(shè)備名稱：標(biāo)識產(chǎn)生告警事件的設(shè)備，格式如下：

設(shè)備名稱：廠站.電壓等級.間隔.設(shè)備

其中，小數(shù)點“.”為層次分隔符

第四，告警內(nèi)容：告警內(nèi)容是告警的具體內(nèi)容，用字符串描述，長度不超過16個字符。

第五，告警原因：告警原因是對告警具體內(nèi)容的補(bǔ)充說明，用字符串描述，長度不超過32個字符。

以上每段內(nèi)容分別取自站端監(jiān)控系統(tǒng)告警信息的不同字段，與監(jiān)控系統(tǒng)的告警窗顯示的內(nèi)容相同，通過DL476規(guī)約上送主站系統(tǒng)，所有字段內(nèi)容形成一條記錄以文本方式上送。例如：當(dāng)XX站.220kV.#1主變.201開關(guān)發(fā)生事故跳閘告警信息時，站端監(jiān)控系統(tǒng)會發(fā)出“2016-09-12 20∶12∶23.099 XX站.220kV.#1主變.201開關(guān) 事故跳閘‘’”，而形成上送的記錄為：

2.2.2 存在問題。

第一，主站系統(tǒng)收到直傳的告警信息報文后，整條記錄以一個字段文本方式存儲，這樣這些告警信息無法得到進(jìn)一步利用。

第二，變電站監(jiān)控系統(tǒng)上傳的信息只有“設(shè)備名稱”“告警內(nèi)容”“告警時間”“告警級別”和“告警原因”，無法滿足信息的進(jìn)一步應(yīng)用。

3 告警直傳技術(shù)的創(chuàng)新架構(gòu)

如圖2所示，告警直傳的技術(shù)架構(gòu)中增加了RDBS模塊，該模塊為數(shù)據(jù)管理中心模塊，負(fù)責(zé)對所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理。

3.1 告警直傳格式及儲存創(chuàng)新

告警直傳信息采用八段格式，去掉了“告警原因”，同時增加了“事項編號”“責(zé)任區(qū)”“量測類型”“設(shè)備編碼”等字段，字段的數(shù)據(jù)由站端上送和主站生成兩種方式，所形成的信息記錄獨立以表的格式存儲在數(shù)據(jù)庫中。信息格式具體如下：

八段式：事項編號告警時間設(shè)備名稱告警內(nèi)容告警級別責(zé)任區(qū)量測類型設(shè)備編碼

事件編號：該值由變電站端告警轉(zhuǎn)發(fā)模塊自動產(chǎn)生，用于告警上送的防漏用，取值范圍為0～9999，每上送一條編號遞增1，最大值增加1后返回0。

告警時間：該值由變電站端上傳，格式為“年（4位）-月（2位）-日（2位） 時：分：秒（精確到毫秒）” ，如：2012-09-12 20∶12∶23.099。

設(shè)備名稱：該值由變電站端上傳，與站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)顯示的名稱相同，如站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)顯示的名稱不規(guī)范，則應(yīng)參照“電壓等級+間隔+設(shè)備+部件+屬性”進(jìn)行規(guī)范。具體說明如下：

“電壓等級”指電力設(shè)備的電壓等級，單位為kV。

“間隔”指變電站或發(fā)電廠內(nèi)的結(jié)線間隔名稱，或稱串。

“設(shè)備”指所描述的電力系統(tǒng)設(shè)備名稱，可分多層描述。

“部件”指構(gòu)成設(shè)備的部件名稱，可分多層描述。

“屬性”指部件的屬性名稱（如：P、Q等），由應(yīng)用根據(jù)需要進(jìn)行定義和解釋。

以上各項可根據(jù)對象進(jìn)行取舍，如：“110kV群雙線122開關(guān)”。

告警內(nèi)容：該值由變電站端上傳，告警（事件）的具體內(nèi)容。

告警級別：該值由主站端生成，表示告警的級別，可分別為事故、異常、越限、變位、告知，主站根據(jù)從站端收到的告警內(nèi)容，判斷該信息的告警級別，并把判斷的結(jié)果回填到記錄中（詳見3.2）。

責(zé)任區(qū)：該值由主站端生成，用于告警信息分區(qū)顯示，主站根據(jù)從站端收到的設(shè)備名稱，判斷該信息是屬于哪些責(zé)任區(qū)，用8個字節(jié)表示，并把判斷的結(jié)果回填到記錄中（詳見3.2）。

量測類型：該值由主站端生成，用于告警信息分區(qū)顯示，主站根據(jù)從站端收到的設(shè)備名稱，判斷該信息屬于哪些責(zé)任區(qū)，用8個字節(jié)表示，并把判斷的結(jié)果回填到記錄中（詳見3.2）。

設(shè)備編碼：該值由主站端生成，主站根據(jù)從站端收到的設(shè)備名稱，從主站現(xiàn)有設(shè)備編碼數(shù)據(jù)中尋找出對應(yīng)的設(shè)備編碼，如無匹配設(shè)備名稱，則把該記錄的設(shè)備名稱保存在主站建立的表單中。

3.2 信息互補(bǔ)

在告警直傳信息中，如果八個字段都由站端上送，部分字段在站端監(jiān)控后臺設(shè)置和日后維護(hù)會比較麻煩，因此考慮八個字段分別從站端直傳上送和從主站端獲取，其中事項編號、告警時間、設(shè)備名稱、告警內(nèi)容四個字段內(nèi)容從站端直傳上，

告警級別、責(zé)任區(qū)、量測類型、設(shè)備編碼四個字段內(nèi)容從主站端獲取。具體考慮如下：

3.2.1 在主站系統(tǒng)建立兩張比較完善的變電站設(shè)備類型表單B1、B2和一張無設(shè)備編碼的設(shè)備名稱記錄表B3，其中表單B1由字段“電壓等級”“設(shè)備類型”和“責(zé)任區(qū)”組成；表單B2由字段 “告警類型”“告警級別”和“量測類型”組成。B3由八個字段組成。

3.2.2 站端直傳的信息中包括“事項編號”“告警時間”“設(shè)備名稱”“告警內(nèi)容”四個字段內(nèi)容，主站端對收到的每條記錄，根據(jù)其“設(shè)備名稱”字段內(nèi)容與表單B1的“電壓等級”和“設(shè)備類型”字段內(nèi)容匹配關(guān)系，找出其對應(yīng)的“責(zé)任區(qū)”內(nèi)容；同時根據(jù) “設(shè)備名稱”字段內(nèi)容從主站設(shè)備編碼數(shù)據(jù)表單找出對應(yīng)的設(shè)備編碼；數(shù)據(jù)根據(jù)其“告警內(nèi)容”字段內(nèi)容與表單B2的“告警類型”字段內(nèi)容匹配關(guān)系，找出其對應(yīng)的“告警級別”和“量測類型”內(nèi)容。這樣將得到每條記錄的八字段完整內(nèi)容。

3.2.3 如在上述的B1和B2表中沒有找到對應(yīng)的其“告警級別”“責(zé)任區(qū)”“量測類型”，主站告警直傳模塊把該記錄的“告警級別”定為最低級別，“責(zé)任區(qū)”為所有區(qū)域、“量測類型”為空。

3.2.4 如主站無法完整找到“告警級別”“責(zé)任區(qū)”“量測類型”“設(shè)備編碼”四個字段內(nèi)容。則把該記錄保存在B3表單中，主站系統(tǒng)維護(hù)人員定期檢查B3表單內(nèi)容，及時進(jìn)行處理。

3.3 信息防漏機(jī)制

為保證直傳信息無漏送，本方法增加了告警直傳的防漏機(jī)制，漏傳的事項由檢查機(jī)制檢查出來，并重新發(fā)送；同時通道停止等原因?qū)е挛瓷蟼鞯男畔⒃谕ǖ阑謴?fù)后應(yīng)能重新上送。

3.3.1 告警直傳時，變電站發(fā)送一條告警給主站，主站要給出確認(rèn)；變電站收不到主站確認(rèn)，要重新發(fā)送。

3.3.2 通道停止時，變電站緩存（數(shù)據(jù)庫、文件、存儲隊列）未發(fā)送成功的所有告警信息，待通道投運后重新發(fā)送。

3.3.3 變電站每生成一條告警，都有一個獨一無二的事項編號。事項編號是連續(xù)的，也發(fā)送給主站，主站據(jù)此檢查是否漏發(fā)事項。“事項編號”的取值范圍建議為：0～9999，當(dāng)該值達(dá)到9999時，下一條告警的事項編號為0，重新計算。

3.3.4 召喚漏發(fā)事項，流程如圖3所示：

4 直傳告警信息展示

4.1 建立獨立的窗口

在主站系統(tǒng)建立直傳告警信息的接收窗口，該窗口獨立于現(xiàn)有告警窗，可顯示所有站點的直采信息，具備過濾功能，過濾事項可根據(jù)需要設(shè)定，該窗口信息不需要確認(rèn)。

4.2 在告警窗口顯示

直傳告警信息經(jīng)設(shè)置后可在主站系統(tǒng)現(xiàn)有告警窗顯示，并能根據(jù)用戶角色分區(qū)顯示。展示方法：在現(xiàn)有告警窗增加一個“告警直傳”的TAB，配置直傳告警信息進(jìn)入這個TAB。直傳告警信息帶有分區(qū)（責(zé)任區(qū)）信息，因此能夠與直采告警信息一樣實現(xiàn)分區(qū)分流，即不同的值班人員登錄，只能看到自己管轄范圍內(nèi)的直傳告警信息。

4.3 通過智能告警顯示

直傳告警信息可作為數(shù)據(jù)源參與主站系統(tǒng)智能告警的邏輯運算，以智能告警運算結(jié)果的方式展現(xiàn)。

江門備調(diào)智能告警系統(tǒng)是用告警類型（即量測類型）來設(shè)置告警規(guī)則。新直傳告警信息帶有量測類型，因此智能告警系統(tǒng)能夠利用直傳告警信息的量測類型來設(shè)置告警規(guī)則，對直傳告警信息完成規(guī)則推理，在智能告警窗口展示。直傳告警信息的量測類型也可以與直采告警信息的量測類型一起編輯規(guī)則，實現(xiàn)直采告警信息和直傳告警信息的混合推理。

5 結(jié)語

傳統(tǒng)的告警直傳信息經(jīng)過該技術(shù)處理后，可拓寬它的應(yīng)用范圍，提高直傳告警信息的應(yīng)用效率，如可應(yīng)用于變電自動化系統(tǒng)、變電站環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、二次系統(tǒng)運維系統(tǒng)等，通過告警直傳技術(shù)變電站各個二次系統(tǒng)的信息可直送到調(diào)度自動化主站系統(tǒng)進(jìn)行智能化處理，全面反映變電站運行、環(huán)境等情況，為電網(wǎng)調(diào)控一體化變電站遠(yuǎn)程監(jiān)視提供有力的技術(shù)支撐。

參考文獻(xiàn)

[1] 遠(yuǎn)動通信規(guī)約國際標(biāo)準(zhǔn)（IEC60870-5-101：2002）[S].

[2] 遠(yuǎn)動通信規(guī)約國際標(biāo)準(zhǔn)（IEC60870-5-104：2002）[S].