精讲｜智能变电站基础知识之二

勤学苦练王中王 2016-11-23

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智能变电站二次设备

传统保护到数字化保护的演变

一次设备的智能化改变了传统变电站继电保护设备的结构：

1、AD和交流插件变换没有了，代之合并单元（MU)

2、开关量输出DO、输入DI移入智能终端，保护装置发布命令，由一次设备的执行器来执行操作。

合并单元(merging unit)，简称MU，用以对来自二次转换器的电流和/或电压数据进行时间相关组合的物理单元。合并单元可是互感器的一个组成件，也可是一个分立单元。

MU的必要性：
1、电子式互感器的远端模块输出没有统一规定，各厂家使用的原理、介质系数、二次输出光信号含义不相同。因此，电子式互感器输出的光信号需要同步、系数转化等处理后，以统一的数据格式供二次设备使用。否则，电子式互感器无法与二次设备通信。
2、合并单元是电子式互感器接口的重要组成部分。
MU的功能：
1、采集多路电子式互感器的光数字信号，并组合成同一时间断面的电流电压数据，按照标准规定的统一的数据格式输出给过程层总线。
MU的采样同步：

MU利用同步时钟同步电子式互感器的采样，同步可采用同步法或插值法，采样的同步误差不大于±1us。

A、同步法：由MU向电子互感器发送采样脉冲。

B、插值法：电子互感器各自独立采样，并将采样的一次电流或电压数据以固定延时时间发送至MU，MU以同步时钟为基准插值。

MU的采样频率：

4000Hz（80点：保护、测量）或12800Hz（256点：电能质量）。

MU的时钟同步：

A、MU同步方式：pps、IRIG-B（DC）。

B、MU守时要求：失去同步时钟信号10min内守时误差小于4us。

C、MU失步信号处理：失去同步时钟信号且超出守时范围的情况下，应产生数据同步无效标志。

接非常规互感器：

智能终端 smart terminal，一种智能组件。与一次设备采用电缆连接，与保护、测控等二次设备采用光纤连接，实现对一次设备（如：断路器、刀闸、主变压器等）的测量、控制等功能。

接收保护跳闸控制命令并跳闸
接收测控装置分/合闸控制命令并执行
上传开关刀闸位置信号
温湿度数据采集和上传
本体保护也能集成在智能操作箱中实现。

智能变电站高级应用

顺序控制、智能告警与分析、数据辨识等高级应用是变电站智能化的重要内容。

近期目标是提升高级应用的实用化水平，基于一体化监控系统逐步实现不同厂家高级应用功能的互操作，提升变电站运行维护的效率，确保变电站运行的安全性和可靠性。

顺序控制又称程序化操作/控制，由操作人员从变电站监控主机或远方调控中心发出一条操作指令，按照预先设定好的控制逻辑去操作多个控制对象，一次性完成多个控制步骤的操作。顺序控制每执行一步操作前自动进行各种控制和防误闭锁逻辑判断，以确定操作任务是否能够执行，并实时反馈操作过程信息，达到减少或无需人工操作，减少人为误操作，提高操作效率的目的。

顺序控制流程

单步执行（分步确认）顺序控制：监控主机或调度（调控）中心根据操作任务从变电站调用操作票，确认无误后，调度发令，变电站按操作票顺序操作，每操作一步，经操作人员确认后继续，直至操作票执行完成。
上传执行过程的（自动）顺序控制：监控主机或调度（调控）中心根据操作任务从变电站调用操作票，确认无误后，调度发令，变电站按操作票顺序连续操作，并将每一步的判断和执行结果上传监控主机或调度（调控）中心，直至操作票执行完成。
不上传执行过程的自动顺序控制：监控主机或调度（调控）中心根据操作任务从变电站调用操作票，确认无误后，调度发令，变电站按操作票顺序连续操作，直至操作票执行完成，上传操作结果或错误原因。

智能告警：通过建立变电站的逻辑模型并进行在线实时分析，实现变电站告警信息的分类分组、告警抑制、告警屏蔽和智能分析，自动报告变电站异常并提出故障处理指导意见，也为主站分析决策提供依据。

消除无效告警，例如告警抖动、瞬时告警、过时告警、冗余告警等。
减少丢失重要告警的可能
减少运行人员的监控负担
帮助运行人员及时对故障做出判断并采取正确的处理措施

告警分类：告警信息分为事故、异常、变位、越限、告知五类。按照对告警信息不做响应所产生后果的严重程度和紧迫程度，分为高、中、低三个优先级。
告警抑制告警分析处理包括：告警抑制、告警屏蔽、误报和漏报、关联性分析、在线统计分析。
告警保存与查询：原始告警记录和智能告警记录应保存在历史数据库中，不允许人工修改。应记录所有针对告警信号的屏蔽和人工确认等操作。支持导出TXT和XML格式的故障报告，导出范围可自定义。支持多种告警记录查询方式。
告警展示：支持多页面显示，包括原始告警信息、普通信息、预告信息、事故信息、检修、未复归告警、待处理告警等页面。支持告警信号过滤及屏蔽。
告警配置：支持分析SCD文件自动获取变电站拓扑和一、二次设备关联告警信号及名称。提供智能告警逻辑配置工具。
告警抑制：
①支持告警死区和滞止功能，减少越限条件下的告警触发次数；
②支持告警延迟功能，抑制告警抖动；
③对于不同设备产生的反映同一事件的冗余告警，只告警一次；可抑制操作过程中产生的正常过程信号；
④当出现“雪崩”时，可抑制大部分非关键告警，只保留高优先级的告警；
⑤可自动消除重复的告警信息。如果重复告警长时间反复出现，作为异常处理。
告警屏蔽：
①当设备检修或试验时，自动屏蔽检修品质位置1的告警信息。
②对于挂上故障或退出运行标识牌的设备，自动屏蔽其告警信息。以醒目的标志提示运行人员进行了屏蔽操作，以防运行人员遗忘。

告警直传以变电站监控系统的单一事件或综合分析结果为信息源，按照事故、异常、越限、变位、告知五类分类标准，参考标准化信息格式，经过分类整理、归并、优化处理后，生成标准的告警条文，经由告警直传转发模块，以DL476等规约文本格式传送到调度主站，主站端告警服务程序接入后，告警信息可分类显示在相应的告警客户端。

远程浏览变电站通过DL476或IEC104等规约协议获取厂站端的CIM/G格式图形文件和画面实时数据，实时查看变电站监控后台图形界面。

实时数据采用图形内部索引方式，数据编号直接对应IEC61850路径，并通过间隔层网络从装置获取数据。

分布式状态估计：利用站内高冗余的三相量测将拓扑错误、坏数据解决在站内。输出复电压、复电流(熟数据带时标)至控制中心

分布自治：风险分散、决策灵敏、控制可靠、信息可靠

源端维护

Q/GDW 383：变电站作为调度/集控系统数据采集的源端，应提供各种可自描述的配置参量，维护时仅需在变电站用统一配置工具进行配置，生成标准配置文件，包括变电站主接线图、网络拓扑等参数及数据模型。

变电站自动化系统与调度/集控系统可自动获得变电站的标准配置文件，并自动导入到自身系统数据库中。同时，变电站自动化系统的主接线图和分画面图形文件，应以标准图形格式提供给调度/集控系统。

二次系统运行状态监测

电源系统监测

时间同步系统监测

网络通信系统监测

功能逻辑监测