熊楠，楊蕓懿，饒赟

（貴州電網(wǎng)有限責任公司貴安供電局，貴州 貴安 550003）

0 引言

在當今，智能變電站已逐漸進入運行維護高峰，前期投運的變電站經(jīng)過一段時間的運行，設(shè)備及設(shè)計缺陷逐漸暴露出來，因此設(shè)備檢修及二次回路改造工作也逐漸增多。隨著智能變電站數(shù)量的增多及運行時間的增長，設(shè)備檢修及二次回路改造工作會趨于常態(tài)化，因此，需要有一定的技術(shù)保障手段。

1 項目目標

通過本項目的實施，對智能變電站改擴建、更換二次智能設(shè)備等運維檢修需求，開展智能變電站二次系統(tǒng)工廠化測試技術(shù)研究，研制智能變電站測試虛擬測試裝置，搭建智能變電站最小測試系統(tǒng)，實現(xiàn)技改、擴建及檢修設(shè)備更換時智能變電站繼電保護工廠化測試。此項目在智能變電站技改、擴建及檢修時變電站不停電或少停電情況下完成工作中具有重要意義。

2 項目技改和擴建之后的突出特點

與現(xiàn)有的測試技術(shù)相比，本項目研究的技改、擴建二次系統(tǒng)工廠化測試技術(shù)具有以下突出的特點：

第一，基于SCD文件關(guān)聯(lián)關(guān)系構(gòu)建最小測試系統(tǒng)，模擬待測設(shè)備之外的關(guān)聯(lián)設(shè)備，并可以同時加載相應的網(wǎng)絡(luò)負荷，再現(xiàn)智能變電站真實環(huán)境，實現(xiàn)技改、擴建及檢修設(shè)備的工廠化測試。

第二，實現(xiàn)技改、擴建及檢修等工況設(shè)備更換時智能變電站繼電保護一鍵式自動測試，解決了智能變電站現(xiàn)場測試時間緊的問題。

第三，實現(xiàn)虛擬客戶端與被測IED的MMS報文交互，實現(xiàn)測試過程中的待測設(shè)備狀態(tài)可視化。

第四，支持智能變電站安措離線預演，為智能變電站現(xiàn)場將要進行的安全措施提供防誤邏輯測試和安全操作依據(jù)。

第五，通過模擬測試系統(tǒng)的信號傳輸，可實現(xiàn)對技改、擴建前后SCD文件虛回路中的差異性直觀的測試與驗證。

由此可見，通過本次項目的改進，可以實現(xiàn)智能變電站改擴建或檢修時現(xiàn)場停電時間及測試時間縮短的目標，其測試簡單方便，節(jié)約測試成本，減少設(shè)備投資，具有可觀的經(jīng)濟效益，更重要的是能夠通過提前對變電站環(huán)境進行模擬測試，從而促進測試的完整性，提高電網(wǎng)的供電可靠性[1]。

3 二次系統(tǒng)工廠化測試主要技術(shù)的應用研究

3.1 智能變電站二次虛回路校驗技術(shù)

目前，“九統(tǒng)一”規(guī)范采用CCD文件取代各廠家私有的TXT、INI文件，統(tǒng)一了下裝至IED中過程層模型文件。CCD文件包含了過程層虛回路信息、通訊參數(shù)、對端IED信息及接收光口信息，因此，完全取代了TXT、INI文件，完成了IEC61850模型文件一致性與互通性的一項重要工程工作。相對于CID文件，CCD文件去掉了MMS層信息，CCD文件同SCD文件通過配置工具生成，應此CCD文件與SCD文件模型應一致[2]。項目研究CCD文件與SCD文件的一致性校驗方法，應注意如下的幾個方面：SCD文件中指定IED設(shè)備的參數(shù)是否與CCD文件中的定義相一致；SCD文件中指定IED設(shè)備的GOOSE是否與CCD文件中的定義相一致；SCD文件中指定IED設(shè)備的SV是否與CCD文件中的定義相一致；SCD文件中指定IED的GOOSE的控制塊是否與CCD文件中的定義相一致；SCD文件中指定IED的GOOSE的連接點信息是否與CCD文件中的定義相一致；SCD文件中指定IED的GOOSE的數(shù)據(jù)集是否與CCD文件中的定義相一致；SCD文件中指定IED的SV的控制塊是否與CCD文件中的定義相一致；SCD文件中指定IED的SV的連接點信息是否與CCD文件中的定義相一致；SCD文件中指定IED的SV的數(shù)據(jù)集是否與CCD文件中的定義相一致。

3.2 基于SCD文件的技改、擴建虛連接分界面確定

技改、擴建中無論是安措的設(shè)置還是系統(tǒng)接入后測試項目的確定，最關(guān)鍵的是技改、擴建所涉及IED設(shè)備的對外連接關(guān)系，新增IED內(nèi)部之間的虛連接在離線環(huán)境下都有充分的條件進行測試，但系統(tǒng)接入時一是要進行安全措施的設(shè)置，二是接入后的測試，往往時間都會比較緊張。

基于分界面的SCD文件比對，模型中IED應該按間隔進行排序，支持技改、擴建時以線路保護、合并單元及智能終端組成一個分界面進行技改、擴建前后的可視化比對。

3.3 技改、擴建間隔/設(shè)備的最小離線模擬測試系統(tǒng)構(gòu)建

根據(jù)虛連接分界面確定最小離線模擬測試系統(tǒng)，可保證被測IED外部特性與變電站現(xiàn)場環(huán)境真實一致。依據(jù)SCD文件搜索技改、擴建或檢修設(shè)備關(guān)聯(lián)IED，依據(jù)關(guān)聯(lián)IED構(gòu)建最小離線模擬測試系統(tǒng)，包括虛擬設(shè)備、被測IED及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境三部分[3]。具體技術(shù)路線如下：關(guān)聯(lián)IED的確定：利用圖形化SCD軟件，自動搜索出與被測IED設(shè)備相關(guān)聯(lián)的其它IED設(shè)備；構(gòu)建最小離線模擬測試系統(tǒng)，包括虛擬設(shè)備、被測IED及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境三部分；設(shè)備及二次回路模擬，包括保護裝置、合并單元與智能終端的虛擬，保證關(guān)聯(lián)IED的外部特性與IED實際情況一致；網(wǎng)絡(luò)環(huán)境模擬：由于最小離線模擬測試系統(tǒng)與變電站實際環(huán)境的差異僅在于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不一致，因此，利用網(wǎng)絡(luò)交換機，通過導入SCD文件對變電站網(wǎng)絡(luò)SV、GOOSE負載進行模擬，從而保證離線模擬測試系統(tǒng)與變電站真實環(huán)境的一致性；采用暫態(tài)或穩(wěn)態(tài)仿真進行全站IED模擬，需要真實IED設(shè)備參與，投資成本高，系統(tǒng)復雜，使用管理麻煩。而通過構(gòu)建最小離線模擬測試系統(tǒng)，可根據(jù)需要模擬不同的IED設(shè)備，具有測試成本低、效率高、不受現(xiàn)場調(diào)試工期、時間的影響，測試更完備等特點。

3.4 IED交互報文的完備仿真

在業(yè)界率先做到基于單一設(shè)備可以靜態(tài)或動態(tài)實時仿真產(chǎn)生，完全符合IEC61850標準的SMV、GOOSE、和MMS等針對待調(diào)測對象的各類觸發(fā)信令報文。目前業(yè)界的一些調(diào)測裝置可以一定限度的模擬仿真SMV和GOOSE報文，但難以仿真復雜的MMS報文。本項目重點研究可以在終端的有限計算能力下支持包括MMS報文在內(nèi)的所有IEC 61850報文，從而可以逼真模擬仿真任何SCD模型中定義的IED節(jié)點。

3.5 變電站信息的智能索引及關(guān)聯(lián)分析技術(shù)

采用先進的信息智能索引、信息挖掘及信息關(guān)聯(lián)技術(shù)，從變電站配置以及海量原始報文中智能提取具有真正業(yè)務意義的關(guān)鍵信息。可以按照時序展示本系統(tǒng)檢測到的各關(guān)聯(lián)IED之間的各類通信報文（GOOSE、MMS和SMV）、事件及告警，顯示事件告警在設(shè)備之間的交互以及時序關(guān)系[4-7]。展示方式有報文列表模式、對話模式以及可視化圖形模式，更加直觀、便捷的展示各個設(shè)備之間的交互信息，同時支持實時分析以及歷史分析，支持索引對單個IED裝置的實時及歷史事件進行查詢[8]。

3.6 技改、擴建及檢修工廠化測試模式

3.6.1 物理設(shè)備一般測試模式

設(shè)置一臺或多臺設(shè)備為物理設(shè)備，增加線路間隔時，可設(shè)置新增的線路保護、合并單元、智能終端為物理設(shè)備；依據(jù)SCD文件自動構(gòu)建最小離線模擬測試系統(tǒng)，自動配置虛擬IED，自動分配虛擬光口；可實現(xiàn)對物理設(shè)備的SV、GOOSE外特性模擬測試；可通過客戶端改變保護裝置SV、GOOSE輸入、輸出壓板，實現(xiàn)不同壓板狀態(tài)下保護裝置的外特性測試；可自動生成SOE列表，SOE列表包括過程層及站控層信息；SV、GOOSE外特性測試支持手動及自動模式[9-10]。

3.6.2 技改、擴建工廠化測試模式

可采樣兩臺虛擬測試設(shè)備，一臺虛擬技改、擴建中的物理設(shè)備，一臺虛擬物理設(shè)備關(guān)聯(lián)的設(shè)備；兩臺虛擬測試設(shè)備可采用同樣或不同樣的SCD文件。一臺虛擬測試設(shè)備可采用改擴建前后不同的SCD文件對另一臺模擬測試設(shè)備進行測試；可通過工廠化測試模式，實現(xiàn)新增線路間隔后，母差保護對原有線路間隔虛回路的變化測試。

3.6.3 技改、擴建繼電保護一鍵式自動測試

聯(lián)機定值比對與下裝，在線聯(lián)機修改定值；針對智能變電站技改、擴建及設(shè)備更換時現(xiàn)場測試時間緊的問題，研究技改、擴建設(shè)備更換時智能變電站繼電保護一鍵式自動測試?；贛MS模型，研究一鍵式繼電保護測試技術(shù)，實現(xiàn)繼電保護功能的自動測試，減少測試過程的人工干預，提高測試效率和智能化程度。

4 結(jié)語

綜上所述，本文將實際工程案例作為依據(jù)，對智能變電站的技改以及二次系統(tǒng)工廠化測試的關(guān)鍵技術(shù)進行分析。通過分析可知，通過對智能變電站的合理技改以及二次擴建，可以有效解決智能變電站之中的諸多問題，進一步提升智能變電站的應用效果。因此，在具體的技改和二次擴建過程中，相關(guān)單位一定要對相應的技術(shù)加以合理應用，讓智能變電站二次虛回路校驗技術(shù)、基于SCD文件的技改、擴建虛連接分界面技術(shù)、技改、擴建間隔/設(shè)備的最小離線模擬測試技術(shù)、IED交互報文的完備仿真技術(shù)、變電站信息的智能索引及關(guān)聯(lián)分析技術(shù)以及技改、擴建及檢修工廠化測試模式發(fā)揮出充分的應用優(yōu)勢與價值。