智能变电站保护与控制在线安全运行分析与研究

侯天佐

（国网鞍山供电公司，辽宁 鞍山 114000）

0 引 言

智能电网的建设是我国电网建设和发展的战略目标，智能变电站作为智能电网的关键组成部分，智能变电站保护与控制在线安全运行研究，在智能电网发展中具有非常重要的应用价值和理论研究意义。在智能变电站的信息通信过程中，设备之间存在大量保护控制行为的交互信息。所以，采用行为信息研究智能变电站保护控制安全运行是非常必要的。

1 智能变电站网络信息特点分析

智能变电站信息的最大特点就是信息数字化[1]，变电站内数据信息主要是通过光纤或者网线进行传输。智能变电站的信息量非常大，在海量数据信息中，MMS报文信号用于实现站控层数据通信，监测控制网络通信。MMS信号在实际智能变电站运行中可以作为虚端子，网络通信是依靠虚端子和实际设备进行信号传递，传递的信号需要由系统文件配置完成。智能变电站网络通信结构如图1所示。

智能变电站网络通信包括站控层网络和过程层网络，其中，站控层网络负责对操作控制命令进行分配和下发，将变电站设备运行情况数据上传到管理中心[2]，即MMS报文网络。过程层网络主要是采集各个单元的数字信息，并把执行的命令下发到相应单元。

图1 智能变电站网络通信结构

2 智能变电站保护与控制在线安全运行系统设计研究

2.1 系统设计要求分析

智能变电站保护与控制在线安全运行系统主要根据SCD配置文件和网络信息报文进行设计[3]。对SCD配置文件进行解析，可以获取智能变电站的整个信息模型，可以掌握整个智能变电站的图纸结构。网络报文可真实地反映出智能变电站的实际运行情况，并根据数据信息对设备进行自我诊断。设计的主要要求是实现对智能变电站网络报文数据的实时侦听和分析，为智能变电站的远程控制管理人员提供控制管理功能，通过自身的过滤功能完成事件关联信息的自动获取。如果二次系统发生功能故障，本系统可以及时自动分析造成故障的原因，提高了故障处理的能力，减少了处理故障的时间，为在线安全运行分析提供了重要的技术支持，保证了电力系统的安全稳定运行。系统要能通过在线侦听分析采集的信息，并自动完成事件功能关联，提高智能变电站的信息处理能力。在设计系统时，要满足监测过程中针对性较强的要求，并降低系统的冗余计算，提高智能变电站的运行能力。

2.2 系统结构及功能设计

在智能变电站保护与控制在线安全运行系统结构中（如图2所示），系统的底层模块负责采集数据，主要是对智能变电站的SCD配置文件进行解析[4]，并且完成通信模块的建立和数据的更新功能。GOOSE解析模块和SV解析模块功能是从过程层的中心交换机采集和获取FPGA报文，并通过解析功能对报文进行解析，然后通过网络把数据传输到管理服务器。主要通过MMS解析模块从站控层交换机获取MMS报文，并将获取的报文进行解析，进而得到事件类型，采用不同的标记类型对不同事件分类标记。在系统的主界面中显示经过标记的事件，方便系统管理人员查看事件信息。设计系统时，通过功能事件作为接口，对动作事件进行保护控制，对保护控制行为分析进行关联，使系统可以进行行为在线安全运行分析。

图2 系统整体结构设计

智能变电站保护与控制在线安全运行分析系统的应用程序在运行时相互独立，并且系统可为每个应用程序分配独立的内存空间。应用程序的基本单元是线程，一个应用程序里面有多个线程组成。线程处理任务的方式是以串行方式为主，多线程是在应用程序中同时执行多个线程，每个线程完成不同的任务，可提高系统的执行效率。系统设计师以网络信息的实时获取和解析等为平台基础，同时对功能扩展进行支持。系统平台处理的信息量大，单线程不能满足系统对数据处理功能的需要。因此，设计系统时采用多线程的数据处理架构[5]，提高了智能变电站在线安全运行分析系统数据处理的能力。

3 结 论

智能变电站在线安全运行分析系统研究，促进了智能变电站安全运行方面的发展。通过对智能变电站保护与控制在线安全运行分析系统的设计和研究，可对整个网络进行实时监控，并且可对保护控制行为的执行情况进行分析和判断，真正实现了在线安全运行的智能化。