背景

常規變電站測控裝置故障了怎么辦? 只能聯系廠家, 進行現場處理。從故障申報到恢復正常, 至少需要2小時以上, 與常規變電站相比智能變電站測控裝置故障處理目前沒有任何改變。IEC 61850標準為測控裝置即插即用描繪了美好的前景, 但迄今還沒有任何實際應用。不同廠家、不同型號的測控裝置在智能變電站可以互換, 理論上是可行的。因為智能變電站過程層具有通用性、不同測控裝置的外特性具有一致性, 差異主要在于模型和內部實現。采用網絡分析儀硬件平臺, 利用其很強的網絡接入能力, 在一臺裝置上可同時運行多個虛擬測控裝置, 這些虛擬測控裝置匯成集中式冷備用測控裝置中。當實體測控裝置故障或異常時投入虛擬測控裝置, 可解決實體測控裝置故障檢修過程中相應間隔無測控功能的難題。

一致性實現

按照一體化監控系統標準的要求, 采用面向間隔的設計思想設計虛擬測控裝置。虛擬測控裝置與實體測控裝置一一對應, 使用實體測控裝置的ICD模型、CID配置、聯閉鎖規則和運行參數。虛擬測控裝置啟動運行時, 使用集中式冷備用測控裝置的通信參數, 例如IP地址、組播地址、過程層GOOSE控制塊的APPID等。集中式冷備用測控裝置采用一個端口綁定多個IP地址的技術。在虛擬測控裝置從冷備用狀態切換為運行態時, 為了防止IP地址沖突, 通過SNMP協議關閉故障或異常測控裝置所連接的交換機端口, 將故障的實體測控裝置與網絡隔離。

一致性驗證

虛擬測控裝置必須滿足測控裝置的標準規范, 作為實體測控裝置故障或異常時的備用是其核心價值, 不需要長期帶電運行, 因此對于虛擬測控裝置運行和維護的要求可以適當降級。虛擬測控裝置配置完成后, 在圖1所示的一致性驗證系統中, 采用仿真合并單元和仿真智能終端, 通過數據比對和報文比對兩種方法對虛擬測控裝置和實體測控裝置的一致性進行驗證。出現較大偏差時在差異表中實時顯示并記錄, 供人工檢查原因。

圖1 測控裝置的模型辨識和一致性驗證系統

模型辨識

虛擬測控裝置需要使用集中式冷備用測控裝置的CID文件, 依據CID文件建立LN、DO和GOOSE發送控制塊, 并從CID文件獲取IP地址、組播地址、APPID等通信參數, 以及虛端子聯系表。建立CID文件中的變量與虛擬測控裝置的內存變量映射關系的過程, 就是實現模型等價的過程, 理論上這一過程可以完全通過人工修改CID文件中的短地址實現。圖1所示系統用于ICD模型辨識時, 虛擬測控裝置不接入。辨識/驗證主機導入SCD文件, 通過仿真合并單元觸發變化遙測, 辨識SV虛端子和MMS遙測變量的對應關系; 通過仿真智能終端觸發變化遙信, 辨識GOOSE虛端子和MMS遙信變量的對應關系; 通過發送遙控命令, 辨識開出虛端子、開入虛端子與MMS遙控變量的對應關系。通過計算機輔助辨識和映射, 極大地提高了修改CID文件短地址的效率和正確率。可辨識率達到90%以上, 通過辨識出的對應關系, 按虛擬測控裝置的建模要求自動修改CID文件中的短地址。不能辨識的部分提供清單, 以人工方式修改短地址。目前不能辨識的部分主要包括計算遙測、合成遙信和同期合閘遙控。

結語

虛擬測控裝置在工程應用前, 必須采用工程實際的SCD文件進行一致性驗證。集中式冷備用測控裝置具有全站已辨識并供虛擬測控裝置使用的CID文件、參數配置、合成計算公式、合成邏輯和聯閉鎖規則。監控主機具有集中式冷備用測控裝置的遠程操作面板, 在測控裝置故障或異常時, 迅速投入備用虛擬測控裝置, 在測控裝置更換或檢修后退出備用虛擬測控裝置。本文所述集中式備用測控裝置已在試點工程進行了應用。