明廷謙　劉啟鵬　呂占彪　鄧顯俊

摘要：基于智能變電站技術(shù)，較為深入地分析了變電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)體系通信技術(shù)的發(fā)展，其中重點(diǎn)基于設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的特征，闡述了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)技術(shù)在變電站通信映射中的可行性，并提出了具體的實(shí)施辦法。

關(guān)鍵詞：智能變電站；設(shè)備狀態(tài)；監(jiān)測(cè)體系；通信技術(shù)

在社會(huì)進(jìn)步以及科技發(fā)展的帶動(dòng)下，智能變電站的應(yīng)用日漸廣泛。這種變電站的主要優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化以及信息共享標(biāo)準(zhǔn)化。為了切實(shí)發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，智能變電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)工作至關(guān)重要。通過(guò)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、檢修時(shí)間的監(jiān)測(cè)與評(píng)估，實(shí)現(xiàn)保證安全、提高設(shè)備全生命周期的目的。本文主要就智能變電站設(shè)備狀態(tài)系統(tǒng)通信流程中關(guān)鍵的技術(shù)點(diǎn)及其實(shí)現(xiàn)途徑進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。

1 智能變電站狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息簡(jiǎn)述

從邏輯上分類(lèi)，智能變電站由變電站層、間隔層以及過(guò)程層三層構(gòu)成，其中變電站層的主要功能是調(diào)控所有設(shè)備，實(shí)現(xiàn)協(xié)同作業(yè)；結(jié)合所有功能，實(shí)現(xiàn)一體化；構(gòu)建集所有數(shù)據(jù)為一體的統(tǒng)一信息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行自動(dòng)化管理。在監(jiān)測(cè)信息上，主要涉及一次設(shè)備狀態(tài)信息、過(guò)程層信息監(jiān)測(cè)、間隔層信息監(jiān)測(cè)以及站控層等設(shè)備狀態(tài)的信息監(jiān)測(cè)。

2 智能變電站設(shè)備狀態(tài)體系通信的關(guān)鍵技術(shù)及實(shí)現(xiàn)途徑

2.1 狀態(tài)監(jiān)測(cè)體系通信計(jì)劃

目前，我國(guó)變電站的發(fā)展趨勢(shì)是充分統(tǒng)一狀態(tài)監(jiān)測(cè)與測(cè)控保護(hù)等諸多功能，使其成為一體化。這一趨勢(shì)也為DL/T 860的完善指明了方向。在此影響下，結(jié)合DL/T 860發(fā)展現(xiàn)狀、變電站實(shí)踐建設(shè)項(xiàng)目、變電站狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，從而實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)體系的通信。具體的通信技術(shù)有：

（1）沒(méi)有遵照DL/T 860技術(shù)規(guī)范的一次設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息，需參考原有的規(guī)范接入狀態(tài)監(jiān)測(cè)代理設(shè)備或者監(jiān)測(cè)信息采集設(shè)備，完成協(xié)議轉(zhuǎn)換，使其能夠轉(zhuǎn)換為滿(mǎn)足DL/T 860技術(shù)規(guī)范的信息。然后，借助站控層網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)MMS服務(wù)連入智能變電站在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)體系。

（2）借助過(guò)程網(wǎng)絡(luò)。過(guò)程層設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息在滿(mǎn)足DL/T860技術(shù)規(guī)范的基礎(chǔ)上，將GOOSE服務(wù)設(shè)置于智能變電站在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)體系。

（3）借助站控層網(wǎng)絡(luò)。間隔層與站控層設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息基于DL/T860技術(shù)規(guī)范或者基于GOOSE服務(wù)，并入線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)體系。

（4）所有接入控制器都分布在變電站內(nèi)部，其接收來(lái)自全站的在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息。在CAC中，這些信息數(shù)據(jù)被過(guò)濾處理，轉(zhuǎn)換協(xié)議上輸?shù)椒植荚谑【W(wǎng)側(cè)的變電站、集中數(shù)據(jù)庫(kù)與生產(chǎn)管理體系。

2.2 智能變電站狀態(tài)監(jiān)測(cè)體系的框架設(shè)計(jì)

借助分布于間隔層的狀態(tài)監(jiān)測(cè)代理或者通過(guò)DL/T860協(xié)議，針對(duì)不同的通信標(biāo)準(zhǔn)一次設(shè)備在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息，通過(guò)站控層網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)缴弦粚訝顟B(tài)CAC，狀態(tài)監(jiān)測(cè)代理主要負(fù)責(zé)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的I1接口工作。此設(shè)備不能保存在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息，只能轉(zhuǎn)發(fā)，從而對(duì)其自身硬件條件要求降低。

通過(guò)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)智能變電站過(guò)程層、間隔層以及站控層設(shè)備，獲得相關(guān)數(shù)據(jù)；同時(shí)對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，獲得相關(guān)數(shù)據(jù)。在上述兩方面數(shù)據(jù)信息的基礎(chǔ)上，借助過(guò)程層與站控層網(wǎng)絡(luò)，基于DL/T860標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，CAC收聚MMS或GOOSE服務(wù)。與此同時(shí)，分布在省網(wǎng)側(cè)的主站體系連接CAC，形成通信。站控層分布著CAC，通過(guò)后者實(shí)現(xiàn)總體變電站相連省網(wǎng)側(cè)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

2.3 監(jiān)測(cè)功能技術(shù)

CAC聚合全站狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息，控制在線(xiàn)監(jiān)測(cè)體系的整體運(yùn)行控制，匯聚每個(gè)變電設(shè)備的狀態(tài)信息，轉(zhuǎn)發(fā)在線(xiàn)數(shù)據(jù)與離線(xiàn)數(shù)據(jù)。當(dāng)前尚沒(méi)有制定出統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)范CAC與主站體系的通信I1接口，主要采取DL/T860、103以及CDT等通信協(xié)議。近兩年，相關(guān)電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)相繼制定規(guī)范，將I1接口標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一為DL/T860。但是，此標(biāo)準(zhǔn)在實(shí)際運(yùn)用中還未大范圍普及。為了實(shí)現(xiàn)與各異主站的通信以及提供網(wǎng)絡(luò)訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)，CAC尚需要配備多種通信接口。網(wǎng)絡(luò)展示具備基礎(chǔ)與關(guān)鍵兩部分功能，其中基礎(chǔ)功能有基礎(chǔ)信息管理、體系管理、體系備份與恢復(fù)等；關(guān)鍵功能有在線(xiàn)數(shù)據(jù)信息監(jiān)控、在線(xiàn)操作監(jiān)控、歷史數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計(jì)分析以及綜合診斷算法等。

在CAC信息通信轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)上，最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)為CAC數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。針對(duì)這一環(huán)節(jié)，需要確保進(jìn)入CAC變電站內(nèi)部的全部數(shù)據(jù)都符合DL/T860技術(shù)規(guī)范，進(jìn)入省網(wǎng)側(cè)主站體系滿(mǎn)足DL/T860、103以及CDT多種協(xié)議，還應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)配置產(chǎn)生數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)表。在完成上述環(huán)節(jié)后，開(kāi)始進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析以及采用網(wǎng)絡(luò)方式展示。遵照相關(guān)規(guī)定，在監(jiān)測(cè)時(shí)每隔5min進(jìn)行一次數(shù)據(jù)采樣，CAC應(yīng)用正態(tài)分布算法（90%）對(duì)獲取的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，運(yùn)算獲得的數(shù)據(jù)當(dāng)作此參數(shù)的5min監(jiān)測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)儲(chǔ)存起來(lái)，成為歷史文件（文件生成的頻率為1次/時(shí)）。此外，對(duì)于過(guò)期的歷史數(shù)據(jù)或者故障錄波文件，CAC會(huì)按時(shí)清除。通常情況下，CAC僅保存最近3個(gè)月內(nèi)的歷史信息數(shù)據(jù)。

變電站全部設(shè)備都應(yīng)確保在時(shí)間上的同步。首先，智能變電站發(fā)送對(duì)時(shí)信號(hào)給CAC，后者完成時(shí)間同步。對(duì)時(shí)協(xié)議應(yīng)遵守SNTP時(shí)間協(xié)議與IEEE 1588時(shí)間協(xié)議。其次，CAC需要提供同步主時(shí)鐘給在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)代理設(shè)備與其他設(shè)備。

CAC設(shè)備網(wǎng)絡(luò)功能以網(wǎng)絡(luò)途徑對(duì)外發(fā)布，網(wǎng)絡(luò)展示模塊能夠在本地CAC上進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)。通過(guò)瀏覽器，使用者輸入CAC的IP地址，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)。此外，變電站狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息的單向查詢(xún)項(xiàng)目也能實(shí)現(xiàn)。

3 結(jié)論

綜上所述，智能變電站設(shè)備狀態(tài)通信技術(shù)與實(shí)現(xiàn)途徑非常復(fù)雜，涉及設(shè)備與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)眾多。限于篇幅，本文難以一一盡數(shù)和詳細(xì)闡述，僅簡(jiǎn)要分析了其中幾個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)點(diǎn)，以期能夠有助于智能變電站設(shè)備狀態(tài)通信系統(tǒng)的完善與優(yōu)化。