浅析智能变电站状态监测体系通信技术及实现途径

明廷谦　刘启鹏　吕占彪　邓显俊

摘要：基于智能变电站技术，较为深入地分析了变电站设备状态监测体系通信技术的发展，其中重点基于设备状态监测系统的特征，阐述了网络服务技术在变电站通信映射中的可行性，并提出了具体的实施办法。

关键词：智能变电站；设备状态；监测体系；通信技术

在社会进步以及科技发展的带动下，智能变电站的应用日渐广泛。这种变电站的主要优势体现在全站信息数字化、通信平台网络化以及信息共享标准化。为了切实发挥其优势，智能变电站设备状态监测工作至关重要。通过对设备运行状态、检修时间的监测与评估，实现保证安全、提高设备全生命周期的目的。本文主要就智能变电站设备状态系统通信流程中关键的技术点及其实现途径进行详细的说明。

1 智能变电站状态监测信息简述

从逻辑上分类，智能变电站由变电站层、间隔层以及过程层三层构成，其中变电站层的主要功能是调控所有设备，实现协同作业；结合所有功能，实现一体化；构建集所有数据为一体的统一信息平台，实现运行自动化管理。在监测信息上，主要涉及一次设备状态信息、过程层信息监测、间隔层信息监测以及站控层等设备状态的信息监测。

2 智能变电站设备状态体系通信的关键技术及实现途径

2.1 状态监测体系通信计划

目前，我国变电站的发展趋势是充分统一状态监测与测控保护等诸多功能，使其成为一体化。这一趋势也为DL/T 860的完善指明了方向。在此影响下，结合DL/T 860发展现状、变电站实践建设项目、变电站状态监测数据分析，从而实现在线状态监测体系的通信。具体的通信技术有：

（1）没有遵照DL/T 860技术规范的一次设备实时状态监测信息，需参考原有的规范接入状态监测代理设备或者监测信息采集设备，完成协议转换，使其能够转换为满足DL/T 860技术规范的信息。然后，借助站控层网络，通过MMS服务连入智能变电站在线状态监测体系。

（2）借助过程网络。过程层设备状态监测信息在满足DL/T860技术规范的基础上，将GOOSE服务设置于智能变电站在线状态监测体系。

（3）借助站控层网络。间隔层与站控层设备状态监测信息基于DL/T860技术规范或者基于GOOSE服务，并入线状态监测体系。

（4）所有接入控制器都分布在变电站内部，其接收来自全站的在线状态监测信息。在CAC中，这些信息数据被过滤处理，转换协议上输到分布在省网侧的变电站、集中数据库与生产管理体系。

2.2 智能变电站状态监测体系的框架设计

借助分布于间隔层的状态监测代理或者通过DL/T860协议，针对不同的通信标准一次设备在线状态监测信息，通过站控层网络传输到上一层状态CAC，状态监测代理主要负责通过标准化的I1接口工作。此设备不能保存在线状态监测信息，只能转发，从而对其自身硬件条件要求降低。

通过在线监测智能变电站过程层、间隔层以及站控层设备，获得相关数据；同时对一次设备进行状态监测，获得相关数据。在上述两方面数据信息的基础上，借助过程层与站控层网络，基于DL/T860标准规范，CAC收聚MMS或GOOSE服务。与此同时，分布在省网侧的主站体系连接CAC，形成通信。站控层分布着CAC，通过后者实现总体变电站相连省网侧，实现数据传输。

2.3 监测功能技术

CAC聚合全站状态监测信息，控制在线监测体系的整体运行控制，汇聚每个变电设备的状态信息，转发在线数据与离线数据。当前尚没有制定出统一标准来规范CAC与主站体系的通信I1接口，主要采取DL/T860、103以及CDT等通信协议。近两年，相关电网网络相继制定规范，将I1接口标准统一为DL/T860。但是，此标准在实际运用中还未大范围普及。为了实现与各异主站的通信以及提供网络访问服务，CAC尚需要配备多种通信接口。网络展示具备基础与关键两部分功能，其中基础功能有基础信息管理、体系管理、体系备份与恢复等；关键功能有在线数据信息监控、在线操作监控、历史数据分析、统计分析以及综合诊断算法等。

在CAC信息通信转发技术上，最基础的环节为CAC数据转发。针对这一环节，需要确保进入CAC变电站内部的全部数据都符合DL/T860技术规范，进入省网侧主站体系满足DL/T860、103以及CDT多种协议，还应转发配置产生数据转发表。在完成上述环节后，开始进行统计分析以及采用网络方式展示。遵照相关规定，在监测时每隔5min进行一次数据采样，CAC应用正态分布算法（90%）对获取的采样数据进行计算，运算获得的数据当作此参数的5min监测结果数据储存起来，成为历史文件（文件生成的频率为1次/时）。此外，对于过期的历史数据或者故障录波文件，CAC会按时清除。通常情况下，CAC仅保存最近3个月内的历史信息数据。

变电站全部设备都应确保在时间上的同步。首先，智能变电站发送对时信号给CAC，后者完成时间同步。对时协议应遵守SNTP时间协议与IEEE 1588时间协议。其次，CAC需要提供同步主时钟给在线状态监测代理设备与其他设备。

CAC设备网络功能以网络途径对外发布，网络展示模块能够在本地CAC上进行访问。通过浏览器，使用者输入CAC的IP地址，从而实现远程访问。此外，变电站状态监测信息的单向查询项目也能实现。

3 结论

综上所述，智能变电站设备状态通信技术与实现途径非常复杂，涉及设备与相关标准众多。限于篇幅，本文难以一一尽数和详细阐述，仅简要分析了其中几个关键的技术点，以期能够有助于智能变电站设备状态通信系统的完善与优化。