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摘要:IEC61850标准的应用与智能变电站的建设正在我国电力系统中迅速发展,但是目前基于IEC61850标准与智能变电站系统、调试、制造、运行以及维护的技术标砖、技术经验以及技术规范还相对较少。因此,需要对智能变电站一次和二次设备优化技术以及标准化应用方案进行优化,同时对智能变电站二次施工图设计的标准化技术进行深入的研究分析,以此提高智能变电站通用设备的集成度以及使各设备参数与配置得到进一步的优化。
关键词:智能变电站;二次施工;设计标准;分析
1导言
IEC61850标准的应用和智能变电站的建设正在中国电力系统快速发展,但目前尚缺乏基于IEC61850标准和智能变电站的系统设计、制造、调试、运行和维护的技术标准、技术规范和经验,需要研究智能变电站一次、二次设备优化整合技术及标准化应用方案,研究智能变电站二次施工图标准化设计手段,提高智能变电站通用设备集成度,优化一次、二次设备参数及配置,规范设备间接口技术
2二次施工图标准化技术的优点
一是智能变电站二次施工图标准化技术一方面可以实现设计模式逐渐达到智能变电站新设计的要求,实现二者之间的平稳过渡,进而保障整个电力系统的稳定;另一方面,在智能变电站二次施工设计中,实现配置与设计的统一,不仅可以有效地保证设计与配置的统一,而且还可以提高工作效率,减少重复工作所造成的负担。二是智能变电站二次施工图标准化技术可以有效的提升智能变电站的管理水平。一方面,智能变电站二次施工图标准化技术可以在系统中导入系统配置文件,进而可以有效地取消大量难以理解的SCD文件;另一方面,相关工作人员可以对变电站的所有信息有个全面的了解和掌握,及时排除安全隐患,进而提高智能变电站的安全性。三是一般而言,智能变电站二次施工图标准化也能很好的对IEC61850的内容进行补充,进而促进智能变电站功能的有效发挥。4)智能变电站二次施工图标准化技术可以对以往的施工图设计进行评价和总结,取其精华,去其糟粕,进而促进自身的提高与创新。
3智能变电站二次系统设计模式
由于功能分布和实现技术发生了重大改变,智能变电站自动化系统构成、网络结构、设备配置及与一次系统的连接方式与传统变电站相比均有较大变化。智能变电站自动化系统在功能逻辑上由站控层、间隔层、过程层组成,三层之间采用分层、分布、开放式网络系统实现连接。站控层由监控主机、数据服务器、综合应用服务器、远动通信装置等构成,提供站内运行的人机联系界面,管理控制间隔层、过程层设备,形成全站监控、管理中心,并与调度通信中心实现通信;间隔层由若干个二次子系统组成,包括测控、保护、故障录波、电能计量、安全稳定以及其它智能接口设备等,在站控层及网络失效的情况下,仍能独立完成间隔层设备的就地监控功能,保护、测控、电能计量设备均按照IEC61850标准建模,具备完善的自描述功能,并与变电站层设备直接通信。过程层是由电子式互感器、合并单元、智能终端等构成,完成与一次设备相关实时运行电气量的采集、设备运行状态的监测、控制命令的执行等。
整个系统的组网方式采用冗余以太网、双星型结构形式,通信采用IEC61850标准。站控层网络可传输MMS报文和GOOSE报文,过程层GOOSE与采样值SV双网合一,GOOSE报文采用网络方式传输,采样值报文既可采用网络方式传输,也可采用点对点方式传输。智能变电站的明显特征是在硬件设备上增加了合并单元、智能终端和网络交换机过程层设备和网络,软件上按照IEC61850标准建立信息模型,具备完善的自描述功能,数据的传输模式发生了重大改变,以网络通信方式取代了常规二次回路,但智能变电站二次系统完成电网正常运行、正确切除和隔离故障的功能没有改变。二次系统的功能逻辑和信号的输入输出不仅依赖于硬件设备的可靠连接(物理连接),而且很大程度上依赖于不够直观的各设备之间传递的信息模型的逻辑连接,信息模型是变电站内部数据进行统一的基础。信息模型的具体实现过程是采用可扩展标记语言(XML)格式的SCL模型文件(ICD文件、SSD文件、SCD文件、CID文件)来实现的,通过模型文件完成各类装置和系统信息的交互。智能变电站只有完成了站内模型SCD文件的参数配置、生成全站配置文件后,才能进行系统调试。SCD文件是全站统一的数据源,包含所有IED的网络IP地址、MAC地址、VLAN划分等配置信息,所有装置的间隔名称、装置名称、变电站的一次系统结构、一次设备信息等。
4智能变电站二次施工图设计的标准化技术
4.1智能变电站组态的创新
首先,SCD文件需要实现可视化编辑以及校验,达到设计与配置的一体化目的。而将SCD文件的XML描述转换成CAD图形文件,有利于二次施工图的设计。在SCD文件可视化编辑的基础上,利用SVG技术,有利于SSD一次系统配置文件导入系统,进而使IEC61850应用程度得到进一步的提升,也使变电站更加智能化。如果进一步融合,就可以在变电站建模过程中将SCD文件以及ICD等文件取消,直接采取与二次施工图设计相类似的方法导入/导出组态,而新的施工图形式对电子文档以及纸质文件的形成都要简单,这是对IEC61850的创新。
4.2实现新组态存在的问题
一是图形文件与XML语言文件的转换。它们之间的转换应该是双向进行的,也就是图形文件能够直接导入系统组态中,而且能够逆向导出,更加有利于设计、制作、施工以及校对。二是新的二次施工图形式应当严格统一,也就是说,二次施工图形式不再是传统的CAD软件图形编辑,而是类似于选择性编辑。三是进行二次施工图形式的测试时,应采用新的软件,并且要优化接口部分的规范。
4.3二次施工图标准化技术的优点
一是智能变电站二次施工图标设计准化技术能够使当前已有的设计模式逐渐适应智能变电站新设计的要求,而且这一适应过程较平滑,有益于维持电力系统的稳定。此外,经过创新的智能变电组态能够实现设计与配置之间的有机结合,从而减少工作的重复性,提高设计和配置的一致性。二是使变电站全寿命周期管理效率得到了大幅度提升。换而言之,新的施工图设计形式取消了SCD文件,实现了SSD一次系统配置文件导入系统,使设计人员、检修人员以及管理人员等更加容易全面掌握变电站的相关信息,提高电力系统的安全性。三是智能变电站二次施工图设计标准化技术IEC61850的内进行了补充。四是智能变电站二次施工图设计标准化技术更加有利使二次施工图的总结以及提高,从而形成改进变电站配置模式,提高变电站标准化水平。
5结论
近些年来,随着我国科学技术的提高,我国的设计工具软件也在不断的完善,进而使得程序控制逻辑的模型和变电站防误逻辑的增加。我国的智能变电站也获得了较快的发展,逐渐实现了功能的分布化和数据传输方法的高效性,这不仅预示着我国变电站管理水平的提高,也还预示着其广阔的发展前途。因此,在顺应时代发展的潮流中,智能变电站二次施工图标准化技术的重要性也逐渐引起人们的关注,相应的,智能变电站二次施工图标准化技术的提升,极大的促进了我国经济的发展和社会的进步。
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