智能变电站验收评估方法研究及平台实现

智能变电站验收评估方法研究及平台实现

于洋陈剑南张新坤

国网新疆电力有限公司巴州供电公司新疆库尔勒841000

摘要：智能变电站是当今变电站建设的趋势，做好智能变电站的验收工作是智能变电站安全投运的重要保障。智能变电站通信的数字化、网络化给智能变电站二次系统功能验收带来了困难，现阶段功能验收主要是验收人员通过对话形式完成，浪费了大量人力及时间成本，并未实现智能化优点。同时，在电力行业也没有针对智能变电站二次系统功能验收的用户交互式软件。

本论文针对智能变电站二次系统功能验收问题，对智能变电站二次系统功能验收模型、模型实例化算法、验收完成规则、程序逻辑实现等内容开展研究，提出了新型智能化软件验收方法，从而解决智能变电站二次系统功能验收过程中存在的复杂、耗时等问题。

关键词：智能变电站；SCD文件；验收模板；验收实例；网络报文

引言

智能变电站是目前变电站建设与改造的主流形式，也将是未来发展的必然趋势。在智能变电站正式投运之前必须进行严格的验收过程，只有验收满足要求才能够允许智能变电站运行工作。智能变电站的验收工作复杂多样，二次系统功能层面的验收是验收工作中的重点。现阶段智能变电站二次系统功能联调测试及验收时多通过大量验收人员在设备前观察网络报文信息然后喊答对话的形式完成，同时站内信息表达数字化、传输网络化扩大了信息范围和数量，这使得现有二次系统功能验收更是困难。

1研究意义

由于电力能源在终端能源消费中比例大大提高以及国家智能电网建设的要求，国内对新建变电站的需求较高，同时旧站改造工程也伴随展开，因此对变电站建设工期提出了较高要求。验收作为变电站投运之前必须工作，在实际工程中却耗费了大量的时间，究其原因仍然是验收过程中以人力方式为主要手段。智能变电站期望的是在其所涉及的相关过程能够实现智能化的目标，然而现有的研究工作及成果无法支撑其实现目标，其中验收过程离智能化的目标更是相去甚远。智能变电站信息传输的数字化、网络化的特点虽然给验收过程带来一些不便，但

随着现代电子信息技术、计算机技术、网络技术越发成熟，信息传递数字化、网络化的特点也给实现智能化的验收带来了可能。本论文从验收过程的对象二次系统功能出发，基于现有的继电保护理论和变电站设备信息模型去研究实现构建通用的智能站二次功能验收模型，构建的模型数据将使验收过程更为清晰条理同时也为相关领域的研究人员提供参考。二次系统功能验收主要是验收人员通过网络报文的分析来判定的，SCD文件解析技术、变电站网络报文解析技术相对成熟，基于现代计算机编程技术可以实现SCD文件、报文的解析，同时开发软件系统来帮助验收人员实现验收也将大大提高验收的效率和可靠性，实现机器代替人力的操作。同时论文所提出的新方法以及所做的研究工作将为相关领域的研究人员提供参考，并为智能变电站实现智能化的验收进行尝试。

2智能变电站发展现状

变电站作为变换电压、交换功率和汇集、分配电能的重要设施，是电力网络中重要的线路连接点。我国变电站经历了早期变电站、传统自动化变电站、综合自动化变电站、数字化变电站、智能变电站的发展历程。智能变电站相较于其它阶段的变电站，最主要的特点是变电站通信网络光纤数字化以及电子式互感器的使用。现阶段国网已经开始新一代智能变电站示范工程建设，其建设方法以及变

电站布置结构与先前变电站有所不同，整体采用装配式预制舱式组合设备来进行构建。新一代智能站一次设备高度集成测量、保护、状态监测等智能化功能，合并单元、智能终端等就地布置于一次设备旁边的智能组件柜。预制舱内布置二次屏柜、交直流电源、通信设备，二次接线实现标准化，采用预制光缆、预制电缆实现即插即用。在新一代智能站工程中，智能技术进一步实用化、模块化、标准化，其规范了变电站信息采集、传输、处理技术，有效支撑调控一体、运维一体。

3软件平台的工作原理

3.1智能变电站二次系统通信结构

在智能变电站的发展现状中曾介绍了智能变电站的整体结构，然而二次功能验收过程则是要具体到二次间隔内以及间隔间信息的传递过程。IEC61850标准将智能变电站系统划分为三个层次，即过程层、间隔层和站控层。考虑现阶段智能变电站二次系统功能实现相关联的主要设备，过程层包含的设备有合并单元、智能终端，间隔层包含的设备有保护装置、测控装置，站控层包含的设备有监控后台。

3.2智能变电站设备信息模型

在分析通信网络之后，验收过程需要设备间的网络报文来确定功能完成情况，设备间通信的信息模型自身的组织及表达方式也就成了关键，也就是需要确定报文在非数字形式下的信息组织方式，这就需要对设备信息模型进行研究。

4验收模板库的设计与实现

智能站二次系统功能验收过程中功能是主体，首先必须明确需要验收的功能有哪些，功能完成的判断条件是什么，现有的文献及标准中并未有直接的相关描述及规定。基于自行提出的智能化验收方法，研究需要构建功能验收项的模型，模型中最为关键的是功能完成条件的抽象概括。

4.1验收模板分类

智能变电站二次系统功能验收之所以复杂很大程度上是因为变电站一次接线结构多样、验收功能及功能实现条件繁多。IEC61850中描述的变电站模型以“变电站—电压层—间隔—设备”来描述一次设备关系。基于上述模型，研究考虑“变电站—电压层—间隔”的层级关系来实现模板的分类。

4.2验收模板表实现

智能变电站二次系统功能验收是通过捕获与验收项相关的网络报文来判断功能是否能够执行的。对于每一功能验收项验收时需要的报文及压板条件由继电保护原理确定，报文的具体描述由经验及现有SCD文件中通常描述确定，报文通用数据索引由IEC61850标准对设备信息模型定义以及配置标准化的SCD文件来确定。

5验收评估软件的实现与应用

验收过程中一款便于验收人员操作的软件是重要的，本文研究的主要内容包括一款可视化验收软件的开发。在完成验收实例库的创建后基于验收实例应用算法，本章将对软件的操作流程以及验收项的自由选取、报告的自动出具等功能展开研究，并以资铁智能变电站为例展示软件验收过程。

5.1软件平台的操作步骤

验收评估软件主要任务是帮助验收人员快速准确的完成智能变电站二次系统功能的验收工作。软件平台为验收人员提供方便快捷的验收操作流程。首先为了防止非相关人员的操作及数据信息的保密性，验收相关人员需要输入密码进行用户登录操作。

5.2验收结果评估

验收评估软件系统的另一优点是实现了验收结论的随时判定。验收人员可以在验收期间或验收完成后通过软件系统已完成验收项详细信息分析窗口对完成的验收项进行验收结论的评估；验收人员也可以通过验收评估软件自动生成对于某次验收作业的验收报告，在验收试验结束后对报告进行分析从而进行验收结论的评估。

结语

本论文针对智能变电站二次系统功能验收过程复杂、费时等问题，独创性地研究并开发了智能变电站二次系统功能验收评估软件平台，在一定程度上实现了智能变电站二次系统功能验收的智能化并能够帮助验收人员顺利完成验收工作。本论文创新性的开发了一套智能变电站验收评估软件系统，未来在相关验收标准规范化、软件平台功能不断增强和完善之后，期待所开发的软件平台能够大范围运用于智能变电站的验收过程中并能够帮助验收人员高效地完成智能变电站的验收工作。

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