智能變電站作為智能電網(wǎng)的重要節(jié)點(diǎn)，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護(hù)、計量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實(shí)時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、系統(tǒng)互動等高級功能。

上述智能變電站的概念，本質(zhì)是對智能變電站自動化技術(shù)和系統(tǒng)的定義。本文就智能變電站自動化系統(tǒng)區(qū)別于常規(guī)變電站的主要特征進(jìn)行探討，并對自動化系統(tǒng)及設(shè)備實(shí)際運(yùn)行中的相關(guān)問題提出建議。

1 調(diào)試及維護(hù)中存在的問題

1）投入運(yùn)行前的系統(tǒng)調(diào)試

系統(tǒng)調(diào)試分為出廠調(diào)試及現(xiàn)場調(diào)試。出廠調(diào)試注重對變電站配置描述（substation configuration description, SCD）文件的驗證，對自動化系統(tǒng)及設(shè)備一般只選取典型間隔。

在現(xiàn)場調(diào)試中，存在數(shù)據(jù)庫及監(jiān)控畫面反復(fù)修改、虛端子連接重新驗證、與調(diào)度主站調(diào)試受通信條件制約、不注重綜合調(diào)試（在電網(wǎng)事故、自動化設(shè)備故障或數(shù)據(jù)異常等情況下，變電站繼電保護(hù)、監(jiān)控及調(diào)度主站系統(tǒng)反應(yīng)的信息或作出的決策是否全面、準(zhǔn)確）等問題。無人值守變電站對調(diào)控機(jī)構(gòu)傳動工作存在數(shù)量大且繁瑣、人工對點(diǎn)效率低且極易出錯的問題。

2）系統(tǒng)及設(shè)備的維護(hù)

智能變電站自動化系統(tǒng)及設(shè)備在結(jié)構(gòu)和功能方面的變化（例如，測控交流采集模塊獨(dú)立為合并單元、監(jiān)控主機(jī)與數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機(jī)高度集成、“二次回路”以虛端子連接等），與常規(guī)變電站運(yùn)行維護(hù)工作相比，在工作流程、安全措施、危險點(diǎn)以及使用的儀器儀表等方面存在差異。

3）系統(tǒng)功能及性能

系統(tǒng)功能及性能如下：

• ①智能設(shè)備提供了更為全面的運(yùn)行及告警信息，自動化系統(tǒng)按要求在變電站端進(jìn)行大量信息挑選及計算，增加了設(shè)備的運(yùn)行負(fù)荷；
• ②智能設(shè)備取消了部分就地操作功能，改由自動化系統(tǒng)完成打印報告、投退壓板、修改定值等功能，對自動化設(shè)備的可靠性提出了更高要求；
• ③自動化系統(tǒng)反映自身運(yùn)行狀況的信息較少，難以做到狀態(tài)評估與預(yù)警。故障后處理使設(shè)備不得不暫時退出運(yùn)行，影響實(shí)時監(jiān)控。

2 相關(guān)建議

2.1 設(shè)備功能及要求

1）規(guī)范智能設(shè)備的輸出監(jiān)控信息

智能設(shè)備輸出的監(jiān)控信息在數(shù)量及名稱方面與調(diào)度部門下發(fā)的典型監(jiān)控信息表及技術(shù)規(guī)范均存在差異，其中以低壓、電源及輔助設(shè)備的問題較為突出。建議智能設(shè)備廠家在模型中按規(guī)范要求輸出監(jiān)控信息：首先保證其中關(guān)鍵信息不缺失；其次在輸出詳細(xì)信息的同時，輸出設(shè)備故障、異常、動作等主要的合并信息。

2）恢復(fù)斷路器就地同期合閘的功能

智能變電站取消測控裝置的就地合閘操作把手，安裝在智能組件柜的智能終端上。在遙控操作失敗后，運(yùn)行人員可在智能終端就地合閘，而部分智能變電站的此種合閘方式不經(jīng)過測控裝置的同期判斷。在斷路器投入電網(wǎng)運(yùn)行時，就地合閘與遙控合閘只是控制指令來源不同，都需要經(jīng)過同期判斷。建議恢復(fù)斷路器就地同期合閘與強(qiáng)制合閘的切換功能，如選擇同期手合，無論將合閘操作把手安裝在智能終端上還是安裝在測控裝置上，均需經(jīng)同期邏輯判斷。

3）改善監(jiān)控主機(jī)的運(yùn)行環(huán)境

智能變電站應(yīng)將監(jiān)控主機(jī)組屏到運(yùn)行條件較好的計算機(jī)室，注意盡量縮短監(jiān)控主機(jī)與顯示器的距離，否則中間經(jīng)過電轉(zhuǎn)光、光轉(zhuǎn)電的過程，會出現(xiàn)延長設(shè)備不穩(wěn)定、鼠標(biāo)操作有延時的問題。

4）明確計算點(diǎn)的運(yùn)算邏輯

變電站監(jiān)控主機(jī)、通信網(wǎng)關(guān)機(jī)以及調(diào)度主站都需要對部分信息進(jìn)行運(yùn)算，比如越限、延時、合并、均值等。運(yùn)行中出現(xiàn)問題較多的是事故總合并邏輯。

• （1）間隔事故總。智能變電站的繼電保護(hù)采取雙獨(dú)立操作回路設(shè)計及操作箱的就地設(shè)置，測控裝置采取的是單套跨雙網(wǎng)模式，可以實(shí)現(xiàn)對兩套智能終端GOOSE數(shù)據(jù)的傳輸。建議取兩個智能終端中由合后繼電器接點(diǎn)與跳位繼電器接點(diǎn)串聯(lián)而成的間隔事故總進(jìn)行“或”邏輯運(yùn)算，保證間隔事故總的可靠上送。
• （2）全站事故總。由間隔事故總與保護(hù)動作信息進(jìn)行“或”邏輯運(yùn)算，延時自動復(fù)歸。考慮到減少通信網(wǎng)關(guān)機(jī)計算負(fù)荷和間隔事故總可靠上送等因素，建議在合并中取消動作于多個斷路器的非按間隔配置的保護(hù)以及非電量保護(hù)，如母差保護(hù)、安全自動裝置、變壓器非電量保護(hù)等。

5）優(yōu)化測量互感器變比及精度選擇

目前電流互感器變比、電壓互感器準(zhǔn)確級（0.5級或3P）的選擇原則是，測量與繼電保護(hù)相一致。測控數(shù)據(jù)反映的是電網(wǎng)運(yùn)行狀況，而繼電保護(hù)裝置則偏重于在故障情況下地快速反應(yīng)及動作，兩類裝置對互感器要求不同。

建議測量電流互感器變比根據(jù)輸電線路導(dǎo)線最大載流量來選取，同時參考計量用變比。在數(shù)字量傳輸?shù)臈l件下，對測量電壓互感器準(zhǔn)確級選取與計量相同的等級（最低0.2級），進(jìn)一步提高基礎(chǔ)數(shù)據(jù)質(zhì)量和狀態(tài)估計的合格率。

2.2 系統(tǒng)調(diào)試及維護(hù)

1）投運(yùn)前系統(tǒng)的調(diào)試

• （1）調(diào)試重點(diǎn)。出廠調(diào)試階段完成對自動化系統(tǒng)及設(shè)備主要功能的驗收。按照設(shè)備監(jiān)控相關(guān)文件要求及“四統(tǒng)一”自動化設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化信息接口，確定上送至變電站及調(diào)度主站的監(jiān)控信息。根據(jù)調(diào)試時間，可選取典型間隔進(jìn)行虛端子連線檢測，同時采用面向一次設(shè)備的預(yù)配置方式，提高現(xiàn)場配置虛端子連線的效率。現(xiàn)場調(diào)試階段重視帶負(fù)荷測試、數(shù)據(jù)庫和監(jiān)控畫面的完善以及對調(diào)度主站的傳動及綜合調(diào)試。
• （2）新建變電站試采用移動主站或搭建臨時通道的方式，完成初步調(diào)試。待通信成功建立后進(jìn)行抽檢或全檢。

2）數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機(jī)維護(hù)

數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機(jī)在功能方面高度集成，傳輸數(shù)據(jù)量與計算點(diǎn)數(shù)量增加。在維護(hù)工作中有如下建議：

• ①針對數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機(jī)編制關(guān)鍵配置檢查卡，熟練掌握新型設(shè)備的差異化配置；
• ②在進(jìn)行更改轉(zhuǎn)發(fā)表、增加通信鏈路等工作時，需對每路轉(zhuǎn)發(fā)表，尤其是對其中的遙控部分進(jìn)行認(rèn)真核對，必要時可傳動驗證；
• ③增加數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)機(jī)的網(wǎng)絡(luò)打印定值單功能，方便轉(zhuǎn)發(fā)表的核對與存檔。

3）對時情況的巡視檢查

智能設(shè)備精確的時間對動態(tài)數(shù)據(jù)采集、故障分析等至關(guān)重要，在維護(hù)工作中有如下建議：

• ①按國家電網(wǎng)有限公司調(diào)度控制中心關(guān)于加強(qiáng)時間同步監(jiān)測管理的要求，站控層、間隔層設(shè)備均能反饋其對時狀況，建議監(jiān)控及維護(hù)人員重視對時告警信息的巡視檢查；
• ②常規(guī)變電站采用測控裝置時間為事件順序（sequence of event, SOE）時間，智能變電站的開關(guān)量信號經(jīng)智能終端生成GOOSE報文上送至測控裝置，因傳輸產(chǎn)生延時，故建議在現(xiàn)場驗收細(xì)則對SOE配置提出要求，采用智能終端時間為SOE時間，取消測控裝置SOE的相關(guān)配置。

4）自動化設(shè)備檢修機(jī)制

常規(guī)變電站測控裝置投入檢修壓板，對遙測、遙信不刷新，遙控不響應(yīng)；而智能設(shè)備的檢修壓板作用是用來控制SV、GOOSE報文的檢修標(biāo)志位的，當(dāng)測控裝置檢修壓板或接收報文中檢修品質(zhì)位為“1”時，變電站監(jiān)控主機(jī)仍將遙測、遙信上送，但顯示在單獨(dú)的檢修窗口，不發(fā)出告警音響，遙控不響應(yīng)或不執(zhí)行。

由于遠(yuǎn)動104規(guī)約不處理檢修品質(zhì)位，所以檢修壓板對調(diào)度主站無影響。裝置的參數(shù)及配置文件只有在檢修狀態(tài)下才可下裝。建議在變電站系統(tǒng)調(diào)試及維護(hù)中，應(yīng)進(jìn)行檢修機(jī)制的驗證，掌握檢修壓板的投退原則；調(diào)度主站仍采取置檢修牌的方式來屏蔽檢修信息，并加強(qiáng)對智能設(shè)備檢修壓板狀態(tài)的監(jiān)視。

3 新技術(shù)應(yīng)用

1）自動化設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測系統(tǒng)

在最新的智能變電站技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，已納入了在線監(jiān)測的有關(guān)內(nèi)容，各級調(diào)控機(jī)構(gòu)也在加快自動化系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測體系及技術(shù)的研究。對狀態(tài)監(jiān)測有如下建議：

• ①增加自動化設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的監(jiān)測，防止由于溫/濕度、供電電源質(zhì)量等不符合要求而造成設(shè)備損壞或死機(jī)；
• ②豐富自動化設(shè)備內(nèi)部元器件的自檢信息，除故障信息以外，還應(yīng)包括參數(shù)出錯、通信異常、程序異常、超負(fù)載等影響設(shè)備運(yùn)行性能的各項信息。以上信息送至調(diào)度主站系統(tǒng)的二次在線監(jiān)測模塊，為故障預(yù)防、缺陷分析及處理決策等提供依據(jù)；
• ③完善現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)分析儀的功能，增加采集站控層網(wǎng)絡(luò)和站內(nèi)調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)報文，在交換機(jī)上做鏡像，接入原有網(wǎng)絡(luò)分析儀或者增加一臺站控層網(wǎng)絡(luò)分析儀，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)缺陷的快速分析定位。

2）SCD文件的管控系統(tǒng)

在智能變電站的調(diào)試、驗收、維護(hù)、檢修和改擴(kuò)建環(huán)節(jié)中，除按現(xiàn)行規(guī)范對SCD文件進(jìn)行管理外，還建議增加在線或離線的SCD文件管控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)虛端子連接可視化、不同版本文件比對、模型及其語法和配置參數(shù)的正確性檢測，以及基于SCD模型的智能變電站二次檢修安全措施自動生成等功能，保證SCD文件管控的安全性。

總結(jié)

以上建議及措施，將在智能變電站的應(yīng)用中進(jìn)一步提高自動化系統(tǒng)及設(shè)備運(yùn)行的可靠性、調(diào)試和維護(hù)的效率以及專業(yè)管理和技術(shù)指標(biāo)實(shí)施質(zhì)量。隨著智能變電站建設(shè)的快速推進(jìn)，必須快速掌握智能變電站運(yùn)維的關(guān)鍵技術(shù)，及時總結(jié)先進(jìn)的運(yùn)維經(jīng)驗，確保智能變電站安全、穩(wěn)定和可靠的運(yùn)行。