基于SCD文件的智能变电站二次回路可视化

智能变电站采用全站配置描述文件描述二次回路,而全站配置描述文件的可读性较差且不含对二次物理回路和物理端子的描述。为解决现有全站配置描述解析软件和方法无法实现对二次回路完全可视化的问题,本文基于IEC61850标准建立交换机和配线架的智能电子设备模型以扩充全站配置描述文件,为二次物理回路可视化提供依据,并设计了基于C#的智能变电站二次回路可视化系统用于解析扩充智能电子设备模型后的全站配置描述文件。用该可视化系统解析扩充后的内蒙古某智能变电站的全站配置描述文件,可展示站内二次虚回路和二次物理回路,验证了该可视化系统的有效性。     

智能变电站二次系统三维数字化设计与装配关键技术

针对现阶段智能变电站二次系统数字化设计中三维模型开发时间长、扩展性差以及应用范围有限等问题,通过对智能变电站二次系统多个核心模型文件应用分析,提出了基于扩展模型的三维装配技术。该方法在设计过程中充分考虑了一次设备与二次设备的关联,逻辑回路与实回路的映射,通过运用标准族库技术、文件解析技术以及自动成图技术,实现三维模型实物与逻辑关系的耦合,最后以实际220 kV智能变电站为试点,实现了三维模型在二次系统仿真分析、在线监测和故障诊断中的应用,证明了该技术可有效提升二次系统三维设计和运维检修效率。     

智能变电站二次系统施工图设计表达方法

从智能变电站二次系统的硬件结构和软件配置入手,分析了二次系统的功能分布及结构特点,研究了IEC 61850信息模型组成及软件配置的实现过程,针对二次系统设计表达的需求,提出了基于标准化虚端子的虚拟二次回路图表协同设计方法。以标准化虚端子和传统二次回路为基础,将设计图纸与IEC 61850数据模型配置结合,将隐含在信息模型中的逻辑回路以可视化图纸的形式表达出来,同时,采用网络联系图、采样值(SV)/通用面向对象变电站事件(GOOSE)信息流图、虚拟二次回路图表完整反映了各装置之间的信息连接。该设计表达有助于施工调试的运行维护人员清晰理解和掌握智能设备之间的交互信息,提高现场工作效率。     

智能变电站二次系统物理回路建模方法及设计实现

智能变电站二次系统逻辑回路遵循IEC 61850建模,而物理回路的设计仍采用图纸表达,不利于智能变电站信息化技术的发展。借鉴逻辑回路的建模思路,提出二次系统物理回路的建模方法。设计了基于虚实解耦理念的物理回路模型配置流程;给出了物理回路模型的语法语义;实现了基于物理回路模型的完整工程应用解决方案,包括物理回路配置工具、物理回路可视化工具。关键的是采用虚实对应技术,实现了物理回路和逻辑回路的关联。填补了二次光缆和网络结构的模型配置空白,便于设计工具和厂站级系统导入和导出物理回路配置,扩展了物理回路模型的应用空间。     

智能变电站二次系统三维设计研究

针对变电站二次系统的特点,结合以往设计经验,从二次系统建模原则、建模要求与可视化展示、设备"四统一"接口的要求、二次回路数字化展示等方面研究三维设计对变电站工程建设的影响;提出二次设备与一次设备模块化设计、与土建专业间接口标准化和统一化的方案;建立智能二次设备柜内光缆回路、电缆回路模型,建立电缆回路与原理图,支持同名虚端子自动连接,为智能变电站的建设、运行提供借鉴与参考。     

基于二次系统模型库的模型标准化和一致性约束规则的研究与应用

随着IEC61850在智能变电站全面应用,以及数字化、网络化技术发展,传统变电站二次回路被模型中虚回路代替,模型配置正确与否直接影响设备互操作运行。每个二次装置都有模型,网络跳合闸、保护或五防联闭锁GOOSE信号以及采样值SV信息等二次虚回路都体现在模型中。采用模型比对、模型一致性约束等技术,研究基于二次系统模型库的模型标准化和模型一致性约束规则,全面校核、规范和固化变电站二次系统信息模型,制定二次系统信息模型的工程化应用流程,实现全站二次系统信息模型标准化应用,提高工程设计、调试质量和效率。     

智能变电站继电保护二次回路可视化技术

针对传统技术在实际应用中绘制的可视化图像分辨率较低,难以展示清晰的智能变电站继电保护二次回路图像的问题,提出智能变电站继电保护二次回路可视化技术。首先使用SCD模型提取二次回路状态信息、物理信息等,并保存在网络访问中;然后利用可视化工具对二次回路信息进行分解和导入,为二次回路可视化展示提供数据;最后在可视化工具中通过映射二次回路之间的逻辑关系构建线路连接关系图,实现二次回路可视化展示。经实验证明,由该技术绘制的二次回路关系图像分辨率高于传统技术,具有良好的可行性和有效性。     

智能变电站仿真三维可视化组件装配技术研究

针对以往变电站三维仿真系统创建成本高、耗时长、不易扩展等问题,提出一种智能变电站仿真三维可视化组件装配技术。可视化组件包括智能变电站内设备的三维模型,以及该设备逻辑功能与IEC61850通信模块的仿真实现。不仅可以通过装配可视化组件快速完成一个智能变电站的三维设计,而且可以通过连接与配置可视化组件的底层模块实现整个变电站的调试与仿真。经过实验表明,该技术能提高新一代智能变电站三维仿真系统的开发效率,还可以为运维人员提供新一代智能变电站底层IEC61850信息流的可视化仿真培训。     

变电站电气二次专业数字化施工图绘制与成果移交

通过分析变电站电气二次施工图的设计流程,研究电气二次专业的三维数字化移交需求,提出二次施工图"实回路""虚回路"协同设计方法,提高电气二次施工图绘制效率,实现二次系统三维模型数字化交付、无纸化管理,极大方便了智能变电站二次系统管控.     

智能变电站二次回路智能预警及故障诊断技术研究

智能站二次信息传输由以前的电缆改成光纤传输方式,存在信息传输不透明、缺陷查找不方便等问题,基于此,提出了智能变电站二次回路智能预警及故障诊断方案,并开发了相应的智能预警及故障诊断系统;根据智能变电站信息传输的特点,针对IEC 61850协议中没有物理链路模型的问题,对过程层二次通信中相应的物理信息节点进行建模,构建二次设备通信的物理拓扑;将二次设备虚回路信息流映射到相应的物理拓扑中,使物理拓扑与虚回路信息有机融合,构建完善、虚实结合的二次回路拓扑架构;根据智能变电站内信息流特点建立了智能变电站二次回路专家知识库,通过实时获取装置的运行状态信息综合判断回路实际运行状态,以实现智能变电站二次回路的智能预警及故障诊断。     

10kV配电网高压一体化智能组件的设计

根据高压设备智能化和现在智能配网的发展趋势,融合当前电子式互感器、高电位芯片植入等多种新技术,提出一种配网系统一、二次侧一体化智能组件设计方案,解决目前智能变电站建设成本高昂、只能在110 kV及以上电压等级应用的限制,形成中低压智能配网系统。采用Rogowski、LPCT线圈与电容分压器进行电气信号采样,A、B、C三相数据采集电路模块与合并单元电路模块通过相间电容取能方式工作在高压侧,在另外添加储能元件和设计唤醒机制电路来减小启动时间和启动电流,并通过光纤进行绝缘和信息交换,直接输出IEC61850数字报文,最终实现智能电网关于智能组件与高压设备一体化的构想。     

符合IEC61850-9-2标准的合并单元设计

针对变电站智能化的要求,提出一种基于现场可编程门阵列（FPGA）与先进精简指令集处理器（ARM）的智能合并单元（MU）实现方案,该方案集数据接收、处理和通信等功能模块为一体.其中数据处理模块基于IEEE 1588精确对时,结合二次Lagrange插值与相位补偿算法,以提高精度;数据通信模块采用预配置采样值控制块,可实现采样值传输模型灵活定义,避免制造报文规范（MMS）映射的实现困难,以确保报文的实时性.通过电子式互感器稳态校验系统进行验证的结果表明,该合并单元样机可满足智能变电站对其通信数据的传输要求.     

基于全景模型文件的智能标签的优化研究

当前智能变电站中智能标签技术采用扫描光缆上的智能标签可视化展示实回路和虚回路的连接关系,采用私有数据库作为智能标签可视化应用的数据源。从两个方面做了优化,在智能标签数据源方面,采用全景模型文件的数据源,取代了私有的数据库格式;在标签生成配置流程方面,采用轻型的全景模型配置工具,取代了二次系统设计软件配置物理信息流和SCD文件的模式。全景模型文件包括实回路模型文件和虚回路模型文件,通过两个模型文件中的物理端口实现“虚实对应”和虚实映射。采用优化后的技术,有利于二次系统设计软件产物的互换互通,有利于智能标签数据处理的标准化和统一化,节余了智能标签的制作时间。     

基于SCD文件的智能变电站二次系统C#模型研究

针对智能变电站SCD文件结构复杂和操作繁琐的问题,设计了智能变电站二次系统在C#中的模型。该模型包含负责SCD文件操作的SCDDocument类、负责IED信息提取的IED类以及负责子网信息获取的SubNetwork类,给出了各类的属性和方法设计。通过实际智能变电站的SCD文件数据,利用C#编写的验证程序,验证了设计的可行性。利用该模型可方便地读取SCD文件中的数据,以面向对象的方式管理SCD文件中的数据,并为相关应用软件开发过程中的SCD文件操作提供解决方案。     

智能变电站的电磁兼容性测试

浙江省电力公司在110kV大侣智能变电站组织实施了国内首次人工短路试验,该试验不仅验证了非传统互感器和智能保护系统的可靠性,还测试了系统故障情况下站内电磁兼容性。文中从站内工频电磁场变化、二次回路的电磁干扰、通信回路的电磁干扰3个方面分析了当前智能变电站面临的电磁兼容性问题,并有针对性地提出了解决方案。     

智能变电站建设方案分析

结合内蒙古在建的首座智能变电站—包头西500 kV变电站的设计方案,分析了目前国内智能变电站建设的普遍模式,介绍了智能变电站的系统配置和网络结构:智能变电站由站控层、间隔层和过程层及其相应的网络构成,全站在采用相同的数据规约(IEC 61850)下建立统一的数据平台,实现站内信息的共享;模拟量采集采用"常规互感器+合并单元"的模式;所有保护装置均直采直跳,站内交流及公用直流统一监控。同时指出了智能变电站建设中存在户外智能柜内的二次设备要经受高、低温考验、TA内部出现保护死区、需要熔接大量光纤等问题。     

基于无线数据通信的智能变电站二次设备集成测试系统开发

针对现有的智能变电站仿真试验系统无法良好应用于变电站现场等问题,提出了一种基于无线数据通信的智能站二次设备集成测试方案,并研发了系统软硬件。该系统采用电磁暂态计算获取整站正常运行及间隔典型故障的电流电压值,通过专用的亚毫秒级高速同步无线数据通道将试验数据发送到各被测间隔,并开发分布式数据终端实现仿真测试系统与变电站二次系统的无缝连接,完成二次系统不同范围、不同功能的重点测试。通过实际变电站的模型搭建及故障仿真测试,验证了该测试系统的有效性。     

智能变电站电子式互感器故障分析及建议

电子式互感器是智能电网、数字化变电站的重要设备,其制造、运行及故障检修经验仍然不足。某变电站数字化改造3年后,部分电子式电压互感器二次电压值不稳定,电子式电流互感器二次电流值出现明显偏差。介绍了电子式互感器系统原理、设备结构,分析了设备异常、故障原因,进行了解体研究及实验验证。发现设备参数影响红外测温结果,电压互感器取能线圈短路可造成电压下降,电流互感器并联电阻开路可造成电流激增。最后对电子式互感器的设计制造、质量控制及运行维护提出了几点建议。