智能变电站在线监测技术应用

智能变电站在线监测技术应用

发表时间：2016-11-29T16:37:40.297Z 来源：《电力设备》2016年第18期作者：高志国刘伟

[导读] 本文概述智能变电站的在线监测技术，分析基于IEC 61850标准的在线监测系统，阐述在线监测技术发展方向和意义。

(国网铜陵供电公司铜陵市长江中路91号)

摘要：随着无人值守变电站和智能变电站的普及，自动化技术在变电站的大量应用，在线监测技术的普及势在必行。变电站在线监测系统实现了信息共享平台化、系统框架网络化、设备状态可视化、监测目标全景化、全站信息数字化、通讯协议标准化、监测功能构件化、信息展现一体化，实时采集站内设备的状态数据，进行综合的诊断分析和全寿命评估。本文概述智能变电站的在线监测技术，分析基于IEC 61850标准的在线监测系统，阐述在线监测技术发展方向和意义。

关键词:在线监测实时采集状态数据诊断分析

绪论

随着电子、传感器、通信技术的发展及电力市场的需求的变革，基于离线检测技术的在线监测技术获得飞速发展。离线检测技术以停电定检为主要形式，没有很强的针对性，而且只能检测一些常规数据，而对于其他一些数据，如断路器的热效应、开断电流波形等无法在离线的情况下是测量的，而这些数据是反映设备状态的重要数据。

智能变电站要素之一为智能化一次设备，除具备常规开关功能之外，还必须对自身的健康状态进行在线监测。在线监测系统监测技术可以实时监测处于运行状态中的电气设备,监测其介质损耗、电容量、泄漏电流、绝缘电阻和局部放电等电气参数，能真实地反映电气设备运行状况。在变电站高压设备装设在线监测系统，就能够做到对已经发生、正在发生或可能发生的故障进行分析、判断和预报，明确故障的性质、类型、程度、原因，分析故障发生原因和发展的趋势及后果，提出控制故障发展和消除故障的有效对策。本文主要针对变电站主要设备的在线监测进行介绍，分析在线监测系统结构，探讨在线监测技术标准和发展方向。

1.基于IEC 61850标准的在线监测系统

采用统一的后台主机对所有分散的系统进行集成、统一管理实现信息共享和资源优化配置。

变电站在线监测系统内部是一个相对独立的内部互联配变设备网络，另一方面又是远方主站的一个节点，向主站发送变电站内部设备的监测诊断系统和自身状态信息。变电站在线监测系统采用IEC 61850通讯标准。IEC 61850标准是基于通用网络通信平台的变电站自动化系统唯一国际标准，它是由国际电工委员会第57技术委员会(IECTC57)的3个工作组10,11,12(WG10/11/12)负责制定的[1]。IEC 61850是新一代的变电站网络通信体系，适应分层的IED和变电站自动化系统。IEC 61850以完整的分层通讯体系，采用面向对象的方法，使构建真正意义上的智能化变电站监测系统成为可能。下面介绍IEC 61850的特点。

(1) 定义了变电站的信息分层结构。变电站通信网络和系统协议IEC 61850标准草案提出了变电站内信息分层的概念，将变电站的通信体系分为3个层次，即变电站层、间隔层和过程层，并且定义了层和层之间的通信接口。

(2) 采用了面向对象的数据建模技术。IEC 61850 标准采用面向对象的建模技术，定义了基于客户机/服务器结构数据模型。每个IED包含一个或多个服务器，每个服务器本身又包含一个或多个逻辑设备。逻辑设备包含逻辑节点，逻辑节点包含数据对象。数据对象则是由数据属性构成的公用数据类的命名实例。从通信而言，IED同时也扮演客户的角色。任何一个客户可通过抽象通信服务接口（ACSI）和服务器通信可访问数据对象。

(3) 数据自描述。该标准定义了采用设备名、逻辑节点名、实例编号和数据类名建立对象名的命名规则；采用面向对象的方法，定义了对象之间的通信服务，比如，获取和设定对象值的通信服务，取得对象名列表的通信服务，获得数据对象值列表的服务等。面向对象的数据自描述在数据源就对数据本身进行自我描述，传输到接收方的数据都带有自我说明，不需要再对数据进行工程物理量对应、标度转换等工作。由于数据本身带有说明，所以传输时可以不受预先定义限制，简化了对数据的管理和维护工作。

(4) 网络独立性。IEC 61850 标准总结了变电站内信息传输所必需的通信服务，设计了独立于所采用网络和应用层协议的抽象通信服务

接口（ASCI）。在IEC 61850-7-2 中，建立了标准兼容服务器所必须提供的通信服务的模型，包括服务器模型、逻辑设备模型、逻辑节点模型、数据模型和数据集模型。客户通过ACSI，由专用通信服务映射（SCSM）映射到所采用的具体协议栈，例如制造报文规范（MMS）等。IEC 61850 标准使用ACSI和SCSM技术，解决了标准的稳定性与未来网络技术发展之间的矛盾，即当网络技术发展时只要改动SCSM，而不需要修改ACSI。

IEC 61850系列标准的制定，为构建变电站统一、开放的数据平台提供了可能，为建立一个开放的电力系统带来了曙光。

2.在线监测系统发展方向和意义

智能变电站中输变电设备的模块化、智能化是智能电网的基础。在线监测系统应该按照IEC 61850标准进行标准化建模，建立统一的标准化变电站数据平台。在线监测系统可充分利用计算机监控系统的数据，如监测断路器所需的开断电流、监测容性设备所需的系统电压等，可以直接从计算机监控系统获取，无需重复采集，节约成本。另一方面，在线监测的数据也可提供给计算机监控系统使用，计算机监控系统所出的报表不仅仅是开关开合、保护动作之类，还可以包含设备的状态信息，将有力地提高变电站自动化水平，提高电力系统综合效益[2]。

随着社会经济、科学技术的不断发展，过去低效率、高人工投入的方式，严重制约电力系统的发展。只有加快智能变电站的建设，对在线监测等新技术进行科学合理的应用，才能促进我国电力系统自动化、智能化管理水平的提高，才能使电力在我国的社会经济发展中发挥更大的作用。

4.结语

本文针对日益兴起智能变电站的在线监测技术进行介绍，提出在线监测系统按照IEC 61850标准进行标准化建模，纳入基于IEC 61850标准的统一变电站综合数据平台。在线监测技术能够实时监测电气设备运行工况，对保证电网的安全运行具有十分重要的意义。推广使用和完善在线监测技术是以后一个时期电力发展发展的方向和趋势。IEC 61850是一个新兴的国际标准，中国电力系统在建设过程中因把握机遇，重视标准化、规范化建设，发挥创新思维，努力加强本国电力行业在国际话语权和影响力。参考文献

[1]IEC 61850—1．Communication networks and systems in substations Part 1：Introduction and overview[S]．

[2]徐清超，变电站在线监测技术的发展方向[J]，红水河，2009年，第5期：71-75页；作者简介

高志国(1990—)，男，助理工程师，国网铜陵供电公司桂家湖运维站主值班员；刘伟(1980—)，男，助理工程师，国网铜陵供电公司桂家湖运维站班长。