智能变电站二次设备运维管控技术研究与实现

智能变电站二次设备运维管控技术研究与实现

高新继

云峰发电厂吉林省集安市134200

摘要：随着电气自动化和信息技术的不断发展，变电站逐步实现了可视化、通信化以及智能化发展，在整个可视化智能变电站发展中，二次设备故障诊断系统肩负着运行、保护以及监控变电站的任务，其中，可视化管理成为智能变电站中不可或缺的一部分，主要通过合并单元、智能终端、保护以及运动等组成，分别进行数据采集和信息交互诊断使用，二次设备诊断系统采用数据采集值来代替传统模拟交流量，强化了自我诊断能力，为智能变电站二次系统诊断提供了便利。本文基于智能变电站二次设备运维管控技术研究与实现展开论述。

关键词：智能变电站；二次设备；运维管控技术；研究与实现

引言

智能变电站二次设备就地化布置、工厂化调试、更换式检修后，装置集成、网络简化，维护了继电保护“四性”原则，保证快速保护独立性，智能变电站调试和单装置运维检修工作方便高效。随着就地化二次设备功能不断改进、性能不断完善以及在工程应用中运行管理经验的积累，智能变电站二次设备就地化将是今后智能变电站重点推广应用的二次设备与技术。智能变电站二次设备就地化将对变电站的运行、管理和维护带来巨大影响。技术的发展总是超前于管理经验的发展，后续高效可靠的运行管理模式需要经过长时间的运行考验和改进后才能固化，进而提高电网的安全可靠性和智能化水平。

1智能电网二次设备运维关键技术

（1）可视化技术。可视化技术可分为以下几种，设备状态的可视化，SCD管理的可视化，虚端子的可视化，故障逻辑的可视化，故障回路的可视化，从以上集中可视化技术可看出，可视化技术还是和设备运维相关的。（2）智能诊断技术。两个同等规模的变电站，即智能变电站和普通变电站，这两者在告警和动作信息上面是有很大的区别的，与此同时告警信息也是较多且复杂，这也就会使得一些重要的告警信息被淹没在大量的告警中，导致不能及时处理一些重要的信息和事故。因此，针对上述问题的解决，依旧需要对所接收的告警信息分析处理，根据其所需的应用，重新进行智能判断，及时的将判断结果呈现。（3）状态评估技术。二次设备在正常的运行状态下，是可以获取设备健康状态的特征参数，比如和二次设备相关基础资料，设备运行实时数据，历史数据等。因此可将合并单元、智能终端、交换机、保护装置、测控装置等作为二次设备的典型评价指标。运用状态评估技术，能够及时的发现不良趋势和恶劣状态，且能够及时的进行故障分析，然后做成应对之策。通过对运行状态进行分析，来确定是否有存在隐患和缺陷，根据判断结果给出诊断分析。通过整体的分析结果，给出对应的检修方案和建议措施，然而对于不同状态的二次设备，再检修项目，检修频率，维修紧迫程度应该略有区分，因此需要全面综合分析，最终确定可实现的检修和智能化运维。对于具有模糊性质的自检信息，需要通过模糊综合评价法实现状态评估。

2故障诊断系统的基本结构

可视化智能变电站二次设备故障诊断系统，主要由数据库、知识库、人机端口以及推理机制等部分组成，首选，通过端口收集到的信息进入数据库，数据库分为动态和静态数据库，信息进入数据库中存储可视化智能变电站静态配置信息和实时监测动态信息；然后，知识库作为故障诊断信息的合集，将存储的系统工作环境、系统知识体系、故障应用特征、推理算法、推理规则等，应用到故障诊断中，反应系统的前因后果。其次，根据推理机进行异常和问题的结论解释，通过可信度进行排序，以图表的方式进行异常设备和事故的原因和处理建议。最后，建立二次设备故障诊断知识库，构建知识获取程序，自动获取知识，实现变电站的可视化智能化操作，实现自动学习，处理相关工作。

3二次运维现状

（1）文件管控，智能变电站自动化系统配置以SCD文件为基础，在实际工程配置过程中模型文件管控方面存在几个问题：一是缺乏统一管控的理念和设备；二是缺乏版本比对工具和方法；三是缺乏二次设备运行模型的在线校验工具，存在模型更新后忘记下载或装置解析出错的风险。（2）二次设备状态监视相比常规变电站来说，智能变电站间隔层和过程层装置的信号能提供丰富的装置运行自检信息，但是二次设备运行状态监视研究还不深入，这些信号还没有被充分利用起来。（3）运行设备调试，二次设备调试主要还是沿用常规变电站的调试方法，站内模型修改后缺乏全面的离线验证手段，运行状态的设备和调试状态的设备必须进行物理隔离，装置间功能无法进行在线验证。智能变电站设备均基于IEC61850规范，使用统一的数据模型，具备引入新的离线仿真调试和在线仿真调试方法的条件。

4运维系统软件设计

基于Ｒedis技术，设计了由工作站、数据服务器、应用服务器、前置采集服务器组成的硬件架构，如图1所示，

并在软件结构设计中将Ｒedis技术应用于工作站与服务器间信息交互、以及服务器内部人机界面交互、通信程序、后台服务等关键模块，其中人机界面交互程序部署在工作站，通信程序安装在前置服务器，后台服务程序部署在应用服务器，第三方服务程序（Mysql、Ｒedis）嵌入在数据服务器，关系型数据库、Ｒedis内存库则互为主备，应用程序与关系型数据库、Ｒedis内存库间均有独立数据传输通道。工作站中，Ｒedis主要应用于定值管理、SCD管控、模型配置、内存数据查询等方面，通过“事务”功能将逻辑相关的操作绑定，解决运维系统数据一致性问题，尤其在IED设备CＲC码校核、模型初始化配置等方面效果明显。数据服务器中，关系型数据库和Ｒedis数据库实现主从（master－slave）同步。保护设备测量单元、智能IED等各类设备传感器数量且应用空间范围呈海量特征，使得海量实时传感器数据在存储过程中会频繁开启和关闭数据库，导致关系型数据库线程过大进而处理效率缓慢。而Ｒedis数据库与关系型数据库的接口使得二者数据可保持一致，将海量实时数据缓存于Ｒedis数据库中，减少对关系型数据库的访问次数，在完成实时数据处理操作后，Ｒedis会周期性的将更新的数据写入磁盘或者将修改操作写入追加的记录文件，并在此基础上实现主从同步。应用服务器主要实现运行状态监测、故障预警与定位等高级功能应用，通过Ｒedis发布订阅机制实现应用服务器与数据服务器间数据交互。

5解决方案

从当前智能变电站建设和维护的现状和需求可以看出，二次设备运维管控方面存在的难题有：一是站内缺乏统一的模型文件管控手段，与模型文件在系统全生命周期管理中的重要性地位不相符；二是二次设备运行状态缺乏监视，自检信息、网络报文等二次信息未得到充分利用，二次回路不可视，运维困难；三是现有调试仿真手段缺乏，不能满足智能站装置和系统的复杂功能的调试需要。有针对性地解决这些问题，就可以有效提高智能变电站二次设备的运维管控水平。

结束语

随着智能变电站的探索推广，支持智能电网的技术条件初步具备，在当前阶段有必要总结梳理智能站技术标准、运行状况，充分考虑运维需求，有重点地针对存在的各项短板进行优化提升。

参考文献：

[1]宋昆，陈存.智能变电站二次设备的新型在线监测系统设计和应用[J].自动化与仪器仪表，2018（12）：139-141.

[2]王凯.智能变电站二次设备运行信息存储系统[J].自动化与仪器仪表，2018（12）：212-215.

[3]魏坤涌.研究智能变电站二次设备的维护及智能诊断[J].通讯世界，2018，25（12）：123-124.

[4]翟俊峰.智能变电站二次设备状态监测技术分析[J].低碳世界，2018（12）：63-64.

[5]刘敏军.智能变电站二次设备状态的状态监测技术浅述[J].数字通信世界，2018（12）：69.