【解决方案】智能变电站虚拟测控装置的深度应用

背景

常规变电站测控装置故障了怎么办? 只能联系厂家, 进行现场处理。从故障申报到恢复正常, 至少需要2小时以上, 与常规变电站相比智能变电站测控装置故障处理目前没有任何改变。IEC 61850标准为测控装置即插即用描绘了美好的前景, 但迄今还没有任何实际应用。不同厂家、不同型号的测控装置在智能变电站可以互换, 理论上是可行的。因为智能变电站过程层具有通用性、不同测控装置的外特性具有一致性, 差异主要在于模型和内部实现。采用网络分析仪硬件平台, 利用其很强的网络接入能力, 在一台装置上可同时运行多个虚拟测控装置, 这些虚拟测控装置汇成集中式冷备用测控装置中。当实体测控装置故障或异常时投入虚拟测控装置, 可解决实体测控装置故障检修过程中相应间隔无测控功能的难题。

一致性实现

按照一体化监控系统标准的要求, 采用面向间隔的设计思想设计虚拟测控装置。虚拟测控装置与实体测控装置一一对应, 使用实体测控装置的ICD模型、CID配置、联闭锁规则和运行参数。虚拟测控装置启动运行时, 使用集中式冷备用测控装置的通信参数, 例如IP地址、组播地址、过程层GOOSE控制块的APPID等。集中式冷备用测控装置采用一个端口绑定多个IP地址的技术。在虚拟测控装置从冷备用状态切换为运行态时, 为了防止IP地址冲突, 通过SNMP协议关闭故障或异常测控装置所连接的交换机端口, 将故障的实体测控装置与网络隔离。

一致性验证

虚拟测控装置必须满足测控装置的标准规范, 作为实体测控装置故障或异常时的备用是其核心价值, 不需要长期带电运行, 因此对于虚拟测控装置运行和维护的要求可以适当降级。虚拟测控装置配置完成后, 在图1所示的一致性验证系统中, 采用仿真合并单元和仿真智能终端, 通过数据比对和报文比对两种方法对虚拟测控装置和实体测控装置的一致性进行验证。出现较大偏差时在差异表中实时显示并记录, 供人工检查原因。

图1 测控装置的模型辨识和一致性验证系统

模型辨识

虚拟测控装置需要使用集中式冷备用测控装置的CID文件, 依据CID文件建立LN、DO和GOOSE发送控制块, 并从CID文件获取IP地址、组播地址、APPID等通信参数, 以及虚端子联系表。建立CID文件中的变量与虚拟测控装置的内存变量映射关系的过程, 就是实现模型等价的过程, 理论上这一过程可以完全通过人工修改CID文件中的短地址实现。图1所示系统用于ICD模型辨识时, 虚拟测控装置不接入。辨识/验证主机导入SCD文件, 通过仿真合并单元触发变化遥测, 辨识SV虚端子和MMS遥测变量的对应关系; 通过仿真智能终端触发变化遥信, 辨识GOOSE虚端子和MMS遥信变量的对应关系; 通过发送遥控命令, 辨识开出虚端子、开入虚端子与MMS遥控变量的对应关系。通过计算机辅助辨识和映射, 极大地提高了修改CID文件短地址的效率和正确率。可辨识率达到90%以上, 通过辨识出的对应关系, 按虚拟测控装置的建模要求自动修改CID文件中的短地址。不能辨识的部分提供清单, 以人工方式修改短地址。目前不能辨识的部分主要包括计算遥测、合成遥信和同期合闸遥控。

结语

虚拟测控装置在工程应用前, 必须采用工程实际的SCD文件进行一致性验证。集中式冷备用测控装置具有全站已辨识并供虚拟测控装置使用的CID文件、参数配置、合成计算公式、合成逻辑和联闭锁规则。监控主机具有集中式冷备用测控装置的远程操作面板, 在测控装置故障或异常时, 迅速投入备用虚拟测控装置, 在测控装置更换或检修后退出备用虚拟测控装置。本文所述集中式备用测控装置已在试点工程进行了应用。