变电站综自系统数字化掏屏改造的方案应用

江 军，张俊伟

(1．国网辽阳供电公司，辽宁 辽阳 111003；2.南瑞集团公司，江苏 南京 210061)

变电站综自系统数字化掏屏改造的方案应用

江 军1，张俊伟2

(1．国网辽阳供电公司，辽宁 辽阳 111003；2.南瑞集团公司，江苏 南京 210061)

在全球能源互联和智能电网的发展背景下，对运行年限8年以上的老旧500 kV变电站进行了调控一体化的需求分析。通过辽宁沙河营500 kV变电站具体工程实例的介绍，详细阐述了变电站自动化综自系统数字化改造的方案与实现，以及数字化改造方案的实践与推广。

变电站综自系统；数字化改造；掏屏法；通信规约

国家电网公司为构建“三集五大”管理体系[1],提高无人值守专业化管理水平,切实推进“两个转变”,在“调控一体化”智能电网[2]和变电站基础数据“状态评估”建设模式的背景下，通过对辽宁省电力有限公司运行8年以上500 kV电压等级的老旧综合自动化变电站进行实地勘查和运行评估分析，提出通过掏屏方式完成变电站数字化的改造，以满足变电站智能发展的需要。本文重点介绍了辽宁沙河营500 kV变电站综自系统数字化掏屏改造的具体实施方案，详细阐述了数字化掏屏改造技术在变电站技改过程中对变电站调控管理、数据传输以及变电站无人值守的重要性和实践意义。

1 数字化掏屏改造技术概述

数字化掏屏改造技术是指在变电站技改过程中，快速、低成本地从一种产品或者系统更换为另一种产品或者系统，使变电站内的规约选择、数据采集、信息传输、运行监控等操作简易化、影响最小化，满足调控一体化的一种实现方式。

数字化掏屏改造技术的应用范围主要针对变电站自动化系统的间隔层、站控层、远动数据网关机3个层级，以及IEC61850数字化规约的选择应用。其数字化掏屏改造技术的方案主要通过“掏屏法”软、硬件整体替换的方式实现，即在原屏柜上对间隔装置进行整体替换，包括端子排、空气开关和压板等相关附属设备，而一次设备和外回路线保持不变。

2 数字化掏屏改造技术的典型方案

2.1 总体思路

整站采用渐进式柔性过渡的切改方案，在不影响站内一次设备安全运行的条件下，针对变电站自动化的智能需求分别就站控层、间隔层、远动系统、时钟同步在线监测及网络搭建等进行整站或局部技改。

2.2 方案实现

a.确定整改对象。变电站综自系统二次设备包含的范围在方案初期就要拟定，而且将二次设备的外观和大小、板件和配置以及功能要求一次性划定，并拟定二次系统组网配置图。

b.硬件更替。站控层计算机监控后台采用能适应国网通用标准的跨平台调控一体化计算机监控系统；远动系统和间隔层测控装置均采用“掏屏”的方式现场整体替代，远动系统也可根据用户特殊需求新增屏柜。

c.规约升级。整站站内规约主体由原来的网络IEC103电力通信规约提升为IEC 61850国际标准的智能化通信规约，对时由串口和脉冲对时升级为直流B码和基于IEEE1588的NTP网络对时。

d.软件整合。按照间隔区域层级化递进，通过柔性化过渡切改的软件整合，将老旧变电站原综自系统逐渐过渡到新的调控一体化系统上来。

3 具体案例

3.1 柔性化改造前

辽宁沙河营500 kV变电站的系统架构如图1所示。后台计算机监控系统采用国电南瑞NS2000多机冗余监控系统[3]；间隔层采用的是国电南瑞NSD500和NSD500V测控装置，基于双以太网103的通信方式[4]；远动系统采用国电南瑞NSC200/300型通信控制器，基于嵌入式VXWORKS实时操作系统的主备双机冗余系统，承担着跟东北网调、辽宁省调、沈阳地调和调控中心等主站的信息交互。

图1 改造前系统配置结构

3.2 柔性化改造后

通过数字化掏屏改造技术后，沙河营500 kV变电站的系统架构如图2所示。

图2 改造后系统配置结构

本方案站控层改造后采用基于X86硬件平台，LINUX操作系统的NS3000计算机监控后台系统，较原系统实现了后台和远动数据库的一体化，数据信息的智能化和二次运维的简洁化，特别是实现了NET103和61850规约在过渡时期混合应用的兼容。

间隔层测控装置改造后还采用同样尺寸的NSD500V测控，新NSD500V码值由原来的2 047扩大至16 376，数据精度提高了8倍，而且程序支持61 850规约[5]。在原有屏柜的基础上，采用“掏屏法”将原来的测控整体更换，外部配线不动，只配置内部接线，大大节约了成本，缩短了工期，降低了风险。

远动系统改造后同样采用“掏屏法”，主备交替更换为一体化平台的NSC330远动装置[6]。该远动系统继承了原NSC300总控的各项功能，并在性能、网口数量和通信规约接口等方面有了更大的扩充和提升，而且装置的硬件尺寸也十分吻合，柔性化过渡最大程度地降低了对调度数据的影响。

4 结束语

当前，在能源互联的大背景下，国家电网大力推进智能化进程，形成了智能电网技术和综合自动化技术共存的局面，特别是老旧500 kV电压等级的综自站面临着二次系统老化、信息数据及时间同步的不智能化等情况，亟需一种新的技改方法来解决整站改造工期长、成本高、风险大等困难，以适应智能电网的发展和要求。

辽宁沙河营500 kV变电站数字化掏屏改造技术的工程实施，积累了丰富的实践经验，节约了整站改造成本，提高了工作效率，形成了一套数字化掏屏改造技术的方法和模式，具有很好的借鉴意义。

[1] 刘振亚．落实科学发展观加快建设坚强的国家电网[N]．中国电力报，2005-02-24(1)．

[2] 张一龙，郝志平．调控一体化新观察[N]．国家电网报，2011-03-29(5)．

[3] 南京国电南瑞科技股份公司．NS2000计算机监控系统(UNIX平台)系统使用手册[R]．南京：国电南瑞科技股份公司，2007．

[4] 南京国电南瑞科技股份公司．NSD500V测控装置技术使用说明书[R]．南京：国电南瑞科技股份公司，2006．

[5] 茹 锋，夏成军，许 扬． IEC61850标准在变电站自动化系统中的应用探讨[J]．江苏电机工程，2004，23(3)：8-12．

[6] 南京国电南瑞科技股份公司．NSC330通讯控制器技术使用说明书[R]．南京：国电南瑞科技股份公司，2014．

Scheme Application on Digital Reconstruction of Substation Automation System with Cutting Method

JIANG Jun1，ZHANG Junwei2

(1. State Grid Liaoyang Power Supply Company，Liaoyang，Liaoning 110003，China ；2.NARI Group Company, Nanjing，Jiangsu 210061，China)

Under the development background of global energy internet and smart grid, the requirement analysis on the integration of old 500 kV substation is carried out. Through the examples introduction of the specific engineering for Shaheying Liaoning 500 kV substation, this paper elucidates that the scheme and implementation of digital transformation for substation automation system, the practice and promotion of digital reconstruction project.

substation automation system；digital reconstruction；cutting method; communication protocol

TM63

A

1004-7913(2017)01-0032-02

江 军(1963)，男，学士，高级工程师，主要从事调度自动化专业工作。

2016-08-25)