【正文】 效、可視化的測(cè)試功能 220kV 智能化變電站繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè) —— 研究報(bào)告 4 2. 國(guó)內(nèi)外研究水平綜述 與項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容緊密相關(guān)的實(shí)際生產(chǎn)力水平和今后的發(fā)展方向 目前國(guó)家智能電網(wǎng)使用健全的雙路通信、高級(jí)的傳感器和分布式計(jì)算機(jī)的電力傳輸與分配網(wǎng)絡(luò)。 隨著智能變電站的建設(shè)和發(fā)展，新技術(shù)及 新 設(shè)備將會(huì) 得到 大量的推廣 和應(yīng)用，在工程實(shí)施及運(yùn)行維護(hù)方面 、 具有指導(dǎo)意義的檢測(cè)流程，以及直觀(guān)、高效的測(cè)試 方法 和設(shè)備，是急需的也是必然的。 國(guó)內(nèi)外研究水平的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 在智能變電站二次設(shè)備建模方面，各廠(chǎng)家在建模的一些細(xì)節(jié)上以及擴(kuò)展 原則方面存在差異，或存在不規(guī)范情況，也未根據(jù)最新的 IEC 61850國(guó)際規(guī)范進(jìn)行修訂。這些問(wèn)題主要體現(xiàn)在智能變電站新技術(shù)及新設(shè)備的工程應(yīng)用中，缺乏適用的測(cè)試和運(yùn)行維護(hù)方面的規(guī)范，以及相應(yīng)的測(cè)試 方法 、 設(shè)備，無(wú)法有效保證設(shè)計(jì)、工程實(shí)施、運(yùn)行維護(hù)等環(huán)節(jié)的正確性，難于提高智能變電站的建設(shè)效率。二次回路采用虛端子連線(xiàn)設(shè)計(jì)，不夠直觀(guān)，容易出錯(cuò)，且虛端子格式及連線(xiàn)缺乏相應(yīng)的規(guī)范，測(cè)試?yán)щy。 KEMA實(shí)驗(yàn)室是 IEC 61850的國(guó)際認(rèn)證機(jī)構(gòu)，主要做模型和服務(wù)的一致性測(cè)試，以及 IEC 61850的服務(wù)模擬和抓包分析，這些測(cè)試和分析針對(duì)性和專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)，不夠直觀(guān)，效率低，不適合在實(shí)際工程中使用；所有的測(cè)試都是基于 IEC 61850國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，缺少對(duì)國(guó)內(nèi)相應(yīng)實(shí)施規(guī)范的支持。為了滿(mǎn)足這些要求，需要對(duì)使用的新技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)，來(lái)盡可能的保證運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性，同時(shí)提高工作效率。同時(shí)智能電網(wǎng)發(fā)展會(huì)不斷有新需求和新技術(shù)研究，可在本項(xiàng)目的研究成果基礎(chǔ)上開(kāi)展前期技術(shù)積累與實(shí)踐工作，為后續(xù)大規(guī)模推廣應(yīng)用做好技術(shù)儲(chǔ)備 ， 提升專(zhuān)業(yè)人員對(duì)智能電網(wǎng)建設(shè)的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步提高專(zhuān)業(yè)人員業(yè)務(wù)能力，培養(yǎng)一批適應(yīng)智能電網(wǎng)建設(shè)的復(fù)合型人才，為今后智能變電站建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 2）、智能變電站信息數(shù)字化和通信網(wǎng)絡(luò)化后，二次回路設(shè)計(jì)發(fā)生了很大變化，由傳統(tǒng)的硬連線(xiàn)變?yōu)榛谀Ｐ秃屯ㄐ艌?bào)文的虛回路設(shè)計(jì)，即虛端子連線(xiàn)，使設(shè)計(jì)、工程實(shí)施和運(yùn)行維護(hù)的難度加大。本項(xiàng)目通過(guò)多方面研究，包括通信服務(wù)及功能的測(cè)試、模擬，以及網(wǎng)絡(luò)通信的監(jiān)視和分析，實(shí)現(xiàn)更加方便和直觀(guān)的通信測(cè)試及分析工具。 3）、 IEC 61850 通信及功能服務(wù)的測(cè)試和模擬，包括 客戶(hù)端 /服務(wù)器端通信、 GOOSE通信、 SV通信等。分析功能除了詳細(xì)、直觀(guān)的分析視圖外，對(duì)通信中存在的問(wèn)題顯式提示，如通信的中斷、報(bào)文格式錯(cuò)誤、重要報(bào)文如遙控報(bào)文的提示等，方便運(yùn)行維護(hù)人員快速的定位和分析通信中的問(wèn)題。 220kV 智能化變電站繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè) —— 研究報(bào)告 11 2 電子式互感器與常規(guī)互感器一次電流轉(zhuǎn)換二次電流的精度。 6 220kV 及以下 等級(jí)微機(jī)保護(hù)裝置、測(cè)控裝置及二次回路調(diào)試。 10 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)異常及故障排查。 14 智能 變電站 GOOSE 網(wǎng)絡(luò)調(diào)試與檢修 。 18 智能 變電站數(shù)據(jù)處理及遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù)調(diào)試 。 SCL 是基于 XML 標(biāo)準(zhǔn)的行業(yè)擴(kuò)展，根據(jù) SCL 定義的 SCHEMA，大多數(shù) XML 解析器都可以實(shí)現(xiàn) ICD/SCD/CID的格式良好性和 SCHEMA 合法性檢測(cè)，其他的檢測(cè)針對(duì)模型內(nèi)容和工程實(shí)施規(guī)范。 2. IEC61850 通信測(cè)試 與模型的動(dòng)態(tài)合法性檢測(cè)類(lèi)似，通信測(cè)試工具可 以在線(xiàn)獲取裝置的模型。這些測(cè)試嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)定義，如通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的 ACSI 實(shí)現(xiàn)遙控、定值操作、錄波等操作功能，接收并分析裝置上送的報(bào)告。另外， GOOSE 基于 VLAN 和優(yōu)先級(jí)的網(wǎng)絡(luò)傳輸，同樣是為了保證 GOOSE 的快速性。 3. IEC61850 服務(wù)器端通信服務(wù)模擬 有時(shí)需要對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)等 IEC61850 客戶(hù)端系統(tǒng)和設(shè)備進(jìn)行對(duì)點(diǎn)和服務(wù)測(cè)試，或者進(jìn)行雪崩試驗(yàn)測(cè)試網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷情況及客戶(hù)端處理能力等。 IEC61850 服務(wù)器端通信 服務(wù)模擬工具可模擬 IEC61850 服務(wù)器端的通信服務(wù)，進(jìn)行雪崩測(cè)試，也可以用于驗(yàn)證各廠(chǎng)家模型文件（ ICD/CID）的動(dòng)態(tài)正確性；或者模擬信息、接受下行操作命令等，對(duì) IEC61850 客戶(hù)端進(jìn)行對(duì)點(diǎn)和服務(wù)測(cè)試等。 交換機(jī)是非共享式的報(bào)文交換，一個(gè)目的明確的報(bào)文 只發(fā)往“目的”端口，而不是其他無(wú)關(guān)端口；“鏡像”是指將一個(gè)端口的報(bào)文“復(fù)制”，發(fā)往另一個(gè)端口（鏡像口），需要通過(guò)交換機(jī)的鏡像配置實(shí)現(xiàn)；原理上，交換機(jī)的一個(gè)或多個(gè)端口可以被鏡像到其他一個(gè)或多個(gè)端口；很明顯，復(fù)雜或過(guò)多的“鏡像”會(huì)影響交換機(jī)性能；使用的交換機(jī)必須支持鏡像功能。 實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中，為了避免性能降低及網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴，報(bào)文總是在一個(gè)小范圍傳輸，不可能從一個(gè)監(jiān)視網(wǎng)口接收到所有報(bào)文。而系統(tǒng)是被動(dòng)監(jiān)視，不參與變電站運(yùn)行實(shí)體間的通信，也就無(wú)法通過(guò)服務(wù)獲取讀寫(xiě)值報(bào)文中信息點(diǎn)的類(lèi)型信息，導(dǎo)致應(yīng)用分析無(wú)法給出值對(duì)應(yīng)的類(lèi)型信息，使得分析不是很清晰。 第一階段： 2020 年 1 月 3 月，申請(qǐng)資金，完善 智能電網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室施工方案 第二階段 2020 年 4 月 8 月， 智能電網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)及相關(guān)設(shè)備的安裝、 系統(tǒng)搭建、 調(diào)試 第三階段： 2020 年 9 月 10 月， 智能電網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室試運(yùn)行及相關(guān)制度、標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè) 第 四 階段： 2020 年 11 月 12月， 智能電網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室試組織專(zhuān)家、領(lǐng)導(dǎo)評(píng)估、驗(yàn)收 。 c) 人員能在較短的時(shí)間內(nèi)掌握能化變電站繼電保護(hù)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，緊跟新技術(shù)的步伐，熟練掌握新技術(shù)后能較快的處理、解決現(xiàn) 220kV 智能化變電站繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè) —— 研究報(bào)告 19 場(chǎng)保護(hù)裝置、通信、二次回路故障實(shí)際問(wèn)題，降低電網(wǎng)、設(shè)備的隱患。 g) 建設(shè)智能化 繼電保護(hù)實(shí)訓(xùn)室的創(chuàng)新之處在于： a) 智能繼電保護(hù)實(shí)訓(xùn)室是全疆首個(gè)智能化繼電保護(hù)實(shí)訓(xùn)室，在全國(guó)也不多見(jiàn)。 220kV 智能化變電站繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè) —— 研究報(bào)告 20 八、 效益分析 智能電網(wǎng)的發(fā)展有力于可再生能源的優(yōu)化配置，同時(shí)大大降低能耗。 九、 成果應(yīng)用和推廣的途徑 通過(guò)本項(xiàng)目的研究 ，最終建成智能變電站實(shí)驗(yàn)室，具備 IEC 61850模型及通信服務(wù)一致性、虛端子、網(wǎng)絡(luò)通信等方面的檢測(cè)流程和手段，并根據(jù)實(shí)際工程應(yīng)用及技術(shù)發(fā)展逐漸完善。建立智能變電站保護(hù)設(shè)備聯(lián)調(diào)實(shí)驗(yàn)室，能夠吸取以往智能化變電站聯(lián)調(diào)過(guò)程中的各種經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，避免出現(xiàn)繁雜、冗長(zhǎng)的無(wú)頭緒的調(diào)試局面。 十、 項(xiàng)目推廣前景和價(jià)值 智能變電站實(shí)驗(yàn)室作為廠(chǎng)家 二次設(shè)備的模型、通信服務(wù)及功能的檢測(cè)平臺(tái) 。 實(shí)驗(yàn)室配置的二次設(shè)備包括數(shù)字化的保護(hù) /測(cè)控設(shè)備、過(guò)程層智能終端及合并單元、監(jiān)控、遠(yuǎn)動(dòng)、數(shù)字化故障錄波器、 GPS、高性能安全穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)交換 機(jī)，能夠接入數(shù)字和模擬的試驗(yàn)輸入數(shù)據(jù)。