基于在线校核的智能变电站二次系统设计

方周康 许明 汪敏 王欣欣 孙达山

摘要

随着智能电网的发展和推进，其先进的传感测量、自动化等技术应用到变电站管理工作中，通过信息化手段，提高变电站运行的可靠性、稳定性和安全性。其中变电站二次系统的设计和应用，将实现工作人员与一次系统间的监控和控制，确保变电站的稳定运行，因此，本文基于在线校验技术，对智能变电站二次系统的设计思路进行研究，并对其关键技术进行深入研究，试图为之提供行之有效的可行性建议。

【关键词】在线校验 变电站 SCD文件 设计

智能电网（Smart Grid）概念的提出是在“十二五”期间，国家电网公司投资建设超大型电力能源基地和输电工程，并制定《坚强智能电网技术标准体系规划》，结合互联网和自动化技术为基础，突破传统人工管理模式，实现自动化、信息化的变电站管理模式。为确保智能变电站的可靠运行，本文将设计一种可实现在线监控、自动保护的变电站二次系统。并对二次系统中文件管控和配置管理技术进行深入研究，从而为一次系统提供强有力的支撑服务。

1 在线校验技术的设计

1.1 校验技术的原理

智能变电站的详细数据模型和配置信息，采用IEC61850规范中定义的配置描述文件（SCD）来进行准确描述。对站内配置文件可以进行实时校验，确保装置内下载配置和站内配置文件SCD相一致。实现智能变电站的智能电子装置OED）间以及智能变电站相关软件间互联、互通以及信息共享的关键，目的在于维护一个完整、准确、规范的智能变电站配置描述文件（SCD）;同时标准的SCD也给智能化运行、维护、检修提供了很好的基础。在线校验系统的设计，将应用于站内的终端系统，通过研究子系统和集中部署系统的数据接口方案，从而形成一个强大的信息管理服务子系统以及和这个子系统配套的运维检修终端系统，完善智能站运维检修数据，提升运维检修水平，有效控制智能站运行风险。在提供配置文件存储、审核等业务/管理服务的基础上，提供系列的静态校验工具和动态校验工具辅助配置文件的管理，配置文件正确性的校验工具及对站内运行设备配置文件的定时巡检功能结合起来，形成对配置文件的“闭环”管理机制。

1.2 校验关键技术设计

1.2.1 SCD文件快速解析技术

SCD模型文件作为标准的XML格式文件，有相关的XSD文件进行语法约束。如果在某个复杂的XML中获取全部软压板数据内容，就需要具备对SCD模型文件的高速解析能力。因此，本系统采样VTD技术，对SCD模型文件进行快速解析，VTD作为一种开源、无提取的XML解析方法，可以克服DOM和SAX的弊端。VTD-XML能够在内存中，对XML进行快速检查，并提供XPath查询支持。通过使用VTD技术，对智能变电站SCD模型文件进行解析，并将所有解析数据临时存放于内存数据库中，然后根据文件内容的不同，存储于各数据表结构中，作为后期智能分析的基础数据，在后期数据分析时通过内存读取所需要的数据信息。

1.2.2 大数据处理技术

基于在线校核技术的二次系统中，所采集的报文数据量较大，但是该数据中存在大量的冗余内容，因此，对系统的数据处理和效率会产生一定影响，为实现快速、有效的在线校核，该系统会自动对采集数据进行数据关联、过滤和筛选。将在线采集到的信息分为稳态、暂态以及状态文件，其中暂态文件指的是当链路中出现重要告警（如回路断链等）时，由装置将该时刻APPID对应的所有链路信息进行整理生成的文件。稳态文件则是记录长时间监测信息（如温度、光强、电压电流等）文件，状态文件为监测链路实时通断状态的文件。

2 系统软、硬件的设计

基于在线校核的智能变电站二次系统平台，主要由软件系统、硬件部分构成。软件系统的功能实现，将采用Windows系统为运行平台，WPF.NET开发框架，Microsoftframework 4.0为编程模型，数据库将采用由Microsoft研发的SQLServer2012，具有可伸缩性好与相关软件集成程度高等优点。以C/S架构模式进行研发。将系统后台处理服务架设于服务器主机。软件部分主要提供过程层物理连接拓扑关系的生成编辑、业务二次回路及相关软压板的生成及编辑、主接线图的导入及一二次关联模型的建立。

硬件部分主要为在线终端，主要管理辖区内变电站直接相关的信息及智能变电站运行过程中产生的数据，如装置的运行状态信息，包含装置的软硬件自检信息、采样值、开关量信息，对此类信息长期进行监视统计，为状态检修提供基础数据和检修依据。同时给予预警信息，如：采样值、开关量异常预警及装置异常预警等。在二次回路出现此类重要预警时，快速进行故障诊断和状态评估，采取“异常后快速定位，异常前状态评估”的策略。然后通过可视化设备对故障状态和位置进行展示，为运维人员提供有效指导，提高变电站维护的便利性。

3 总结

综上所述，在智能变电站数据采集过程中，会产生庞大的运行数据，因此，在数据处理过程中，需要采用先进的信息处理方法管理。不能继承传统变电站的做法，而是需要信息化、智能化的手段，提高智能站的运维管理水平。因此，本文遵循二次系统高效、精确管理的原则，基于在线校验技术，设计一种变电站二次系统，利用强大的数据分析和配置功能，确保变电站的可靠运行。

参考文献

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