黃麗華

（福州電業(yè)局，福建 福州 350000）

引言

隨著電網(wǎng)規(guī)模的日益擴大和復雜程度的不斷提高，特別是計算機網(wǎng)絡與通信技術在電力系統(tǒng)中的應用，電網(wǎng)控制與調(diào)度自動化程度也越來越高。面向電網(wǎng)調(diào)度自動化的EMS 系統(tǒng)已日趨成熟，各種高級應用功能也在逐步完善。而以微機保護、故障錄波器、安全自動裝置等智能裝置為代表的二次系統(tǒng)自動化管理水平還遠沒有發(fā)揮出來。

目前220kV 及以上電壓等級的變電站中，大多同時運行著許多廠家的微機保護、微機故障錄波器及微機型安全自動裝置等智能裝置，這些智能裝置能提供完善的保護,為調(diào)度部門有關專業(yè)人員分析電網(wǎng)事故、排除故障，盡快恢復供電提供了可靠的依據(jù)。但這些不同廠家、不同型號的裝置有著不同的接入方式，各自使用各不相同的規(guī)約,這些規(guī)約之間的差別往往很大。如何將這些智能裝置豐富的數(shù)據(jù)高效、快速地傳送到電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu),更好的為電網(wǎng)調(diào)度服務是面臨的一個新問題。

繼電保護故障信息系統(tǒng)在這種要求下應運而生。它能夠?qū)崿F(xiàn)對大量不同廠家、不同類型及不同規(guī)約的微機保護裝置、故障錄波器和其它智能設備的統(tǒng)一接入與集中管理實現(xiàn)資源共享，實現(xiàn)諸如波形分析、故障測距、專家系統(tǒng)等高級應用功能。

當前，國調(diào)中心、各網(wǎng)省電網(wǎng)調(diào)度中心都已陸續(xù)開始了繼電保護故障信息系統(tǒng)的建設，有的已經(jīng)初具規(guī)模。及時總結(jié)已經(jīng)投運系統(tǒng)的成功經(jīng)驗，找出存在的問題，展望發(fā)展方向，可為繼電保護及故障信息系統(tǒng)的建設提供借鑒。

1 系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)和管理模式

目前，繼電保護故障信息系統(tǒng)(以下簡稱系統(tǒng))在各網(wǎng)省公司所采用的管理方式不完全一致，系統(tǒng)配置、組網(wǎng)方案更是不盡相同。一般說來，系統(tǒng)由設在電網(wǎng)調(diào)度中心的主站、設在超高壓局和直管電廠、電業(yè)局的分站及設在變電站、發(fā)電廠的子站通過電力系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡組成。各個網(wǎng)省公司根據(jù)自身電網(wǎng)管理的特點確定系統(tǒng)的具體組成結(jié)構(gòu)，目前應用的系統(tǒng)主要有以下幾種模式。

1.1 主站/分站/子站三級管理模式

目前故障信息系統(tǒng)中最復雜的一種。在500kV 變電站中,500kV 部分的信息直接上送至主站，220kV 及以下部分的信息可以上送至各級分站，也可以上送至主站。主站則根據(jù)實際情況，可以從各級分站調(diào)取需要的信息。對于220kV 變電站，站內(nèi)的信息先上送至各級分站，主站保留從各級分站調(diào)取信息的接口。這種模式實現(xiàn)了多級結(jié)構(gòu)、分級管理，但實現(xiàn)起來也是最為復雜的，在具體實施過程中需要分階段逐步建設，一步建設到位的可能性較小。

1.2 主站/分站獨立的三級管理模式

此模式與前一種模式的區(qū)別在于子站端留有向主站、分站上送全部信息的接口，主站、分站端根據(jù)需要選擇子站上送的信息,但分站和主站之間沒有信息的交互。這種模式在主站、分站管理信息的內(nèi)容上有所差別，但從功能界定上沒有明顯的區(qū)分。這種模式主站、分站、子站的信息流向相對簡單，因此從實施的難易程度上較前一種模式要容易。

1.3 主站/子站二級管理模式

系統(tǒng)由設在調(diào)度端的主站和設在廠站端的子站組成，形成二級管理模式。該模式由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡化使得需要傳送的信息量、網(wǎng)絡管理的工作量都大大減少，適用于處于科研項目階段或者規(guī)模較小的系統(tǒng)。規(guī)模較大的系統(tǒng)在建設初期也可以考慮先建立二級管理模式，然后隨著系統(tǒng)規(guī)模的擴大再過渡到三級管理模式。

2 系統(tǒng)建設中應注意的問題

隨著系統(tǒng)應用范圍和實施規(guī)模越來越大，在系統(tǒng)建設過程中出現(xiàn)了一些問題，積累了一些經(jīng)驗。這些問題應在以后的方案設計和工程實施中盡量避免。

系統(tǒng)的組成不管是采用哪種管理模式，必須保證信息的唯一性，廠站端只允許有一個子站系統(tǒng)運行。

系統(tǒng)建設應不影響現(xiàn)有設備的功能和自身運行的獨立性，在廠站端運行的子站設備等同于保護設備，安全可靠性也應不低于保護設備。

系統(tǒng)的信息采集不管是否獨立于站內(nèi)的自動化系統(tǒng)，均應充分考慮信息的共享,在滿足繼電保護專業(yè)設備管理、故障分析等需求的同時，兼顧各生產(chǎn)、運行專業(yè)的需求。

系統(tǒng)在進行功能和規(guī)模擴展時，不能影響現(xiàn)有系統(tǒng)的運行。

新建的系統(tǒng)在進行方案設計時必須對安全性進行充分的考慮，在系統(tǒng)內(nèi)建立完善的計算機病毒防護、監(jiān)視、查殺體系，保證系統(tǒng)軟件運行的安全和可靠。

保證系統(tǒng)內(nèi)的時鐘統(tǒng)一，為電網(wǎng)事故分析提供可靠的依據(jù)。

子站向主站/分站傳送的信息要符合規(guī)范的數(shù)據(jù)格式和通信傳輸規(guī)約，不符合要求的數(shù)據(jù)格式和規(guī)約必須在子站系統(tǒng)中完成相應的數(shù)據(jù)和規(guī)約轉(zhuǎn)換。

接入子站的保護裝置不論是集中式布置還是分布式布置，應使用統(tǒng)一的接口方式和規(guī)約(如:IEC60870-5-103 規(guī)約)接入子站。不能提供這些接口和規(guī)約的保護裝置應經(jīng)過規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換后接入子站系統(tǒng)。

對于新接入系統(tǒng)的故障錄波器應提供以太網(wǎng)接口，提高故障錄波文件傳輸?shù)目焖傩浴?/p>

3 系統(tǒng)的發(fā)展動向

3.1 安全性

計算機病毒和黑客對系統(tǒng)的入侵防不勝防，這些問題以前未引起足夠的重視。各種安全防護技術還沒有在電力二次系統(tǒng)中進入完全實用化的階段，行之有效的安全性防護措施恐怕尚需時日。

3.2 信息共享

目前國內(nèi)超高壓變電站普遍采用的分層分布式的體系結(jié)構(gòu)為故障信息系統(tǒng)的建立提供了一個極其開放的平臺，使得繼電保護專業(yè)與自動化專業(yè)之間的聯(lián)系更加緊密。

3.3 傳輸可靠性

故障信息系統(tǒng)主站、分站、子站之間的信息傳輸采用可靠性高、速度快的網(wǎng)絡方式來代替通過MODEM 撥號進行信息傳輸?shù)姆绞揭殉蔀榇髣菟?，而且可以利用現(xiàn)有的國家電力數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(SPDnet)逐步形成完善的調(diào)度系統(tǒng)專用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，連接各級調(diào)度中心和各調(diào)度直管的發(fā)電廠和變電站。

4 系統(tǒng)發(fā)展應采取的策略

為了使故障信息系統(tǒng)能夠更好地為電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行服務，系統(tǒng)的發(fā)展應采取以下策略。

及時跟蹤國際最新的技術發(fā)展動向和應用情況，迅速制定相關的標準，出臺相應的指導性和規(guī)范性文件。

借鑒國內(nèi)外成功經(jīng)驗，開發(fā)出具有性能優(yōu)良、運行可靠、價格合理的具有完全自主知識產(chǎn)權的繼電保護及故障信息系統(tǒng)產(chǎn)品。

隨著系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)的標準化和開放程度的提高，系統(tǒng)安全問題會變得非常突出,必須給予足夠的重視。

盡快實現(xiàn)通信規(guī)約的通用化、標準化和通信結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡化。

有關保護裝置生產(chǎn)廠家要設計既能與監(jiān)控系統(tǒng)通信又能與故障信息管理系統(tǒng)通信的成熟的保護通信管理機。

盡可能提高設備的抗干擾能力。

5 結(jié)束語

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，繼電保護故障信息系統(tǒng)建設規(guī)模的不斷擴大和運行經(jīng)驗的不斷積累，以及在系統(tǒng)中使用更多成熟、可靠的新技術，將大大提高調(diào)度部門信息和故障綜合分析處理能力，實現(xiàn)繼電保護裝置運行管理的信息化、網(wǎng)絡化和自動化，使電力行業(yè)繼電保護管理的自動化水平邁上一個新的臺階。

[1]趙自剛,黃華林,趙春雷,周紀錄.繼電保護運行與故障信息自動化管理系統(tǒng)[J].電力系統(tǒng)自動化.1999年19期.

[2]韓曉萍,李佰國,王肅,馬洪峰,邵宏強.繼電保護及故障信息系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].電網(wǎng)技術.2004年18期.