PMS系统在港口变电站的应用

于文强

摘  要：PMS系统利用先进的计算机技术、通信技术、网络技术和现代电子技术以及迄今为止变电站自动化领域最为先进的通信规约IEC 61850的使用，真正实现了对变电站的分层分布式控制和无人值守，提高了变电站稳定运行的能力，为重要用户的供电提供了保障，同时还节约了维护成本。

关键词：PMS系统;IEC 61850;IED智能电子设备

中图分类号：F407                   文献标志码：A

0 前言

PMS（Power Management System）电力管理系统，通过对变电站进行分层分布式控制，实时对每个变电站进行监视、控制、保护、测量和计量等，并与上级变电站进行数据交换，同时传递数据到NCC和iBMS系统。利用先进的计算机技术、通信技术、网络技术和现代电子技术，采用工业以太网实现数据传输，达到最优配电方案，实现对变电站的可视化数字管理和维护，真正实现了变电站的分层分布式控制和无人值守，提高了变电站运行的稳定性并节约了维护成本。

1 PMS系统的特点

PMS系统分为站控层、间隔层和过程层，通过采用IEC 61850，PMS对各个设备的开关量、模拟量、电能量以及其他装置的数据进行采集。传统的变电站自动化通信协议都是对系统外部的通信标准进行规范，没有统一的标准对变电站内各个智能设备之间的通信进行规范。不同制造商的智能设备需要采用中间设备才能进行数据传输，降低了工作稳定性，增加了成本，也不利于系统的升级和扩展。该项目的PMS系统采用了IEC 61850国际标准，具有新的特点，PMS系统结构图如图1所示。

1.1 面向对象的建模技术

IEC 61850建立了一个关于变电站自动化系统的统一模型，通过对这个统一模型的派生和实例化，就可以构造出适应特定应用的对象，采用面向对象的建模技术，使信息模型具有可继承性和可复制性，各智能电子设备IED的信息模型为分层的结构化的类模型，每一层抽象的类都包括相应的属性和服务。属性用来描述这个类的外部可视特征，服务提供了访问类属性的方法。从建模层次上分，每个智能电子设备又包括一個或多个服务器，每个服务器本身又包括一个或多个逻辑设备，逻辑设备包括逻辑节点，逻辑节点包括数据对象。

1.2 实现了互操作性

采用了IEC 61850标准的PMS系统，可实现来自同一制造商或不同制造商的设备之间交换信息和正确使用信息协同操作的能力，真正实现了互操作性，使工程实现起来较为方便，便于PMS的升级和扩展。

1.3 减少了二次回路的故障率

传统的变电站自动化系统，二次设备到控制盘柜采用大量的控制电缆进行连接，在运行过程中，由于二次电缆回路接地故障经常发生，会造成继电保护的误动作。在二次电缆回路较长的情况下，非常容易受高压电缆或动力电缆的影响，引起二次设备无法正常工作。而采用IEC 61850标准的各种智能设备，使用光纤进行设备间、设备和控制室之间的连接，大大减少了二次回路的数量，减少了二次回路电缆的故障率，并且由于光纤的使用还提高了数据的传输速度和距离。

1.4 先进的通信技术、网络技术和计算机技术的应用

通信技术、网络技术和计算机技术的发展促进了智能设备在变电站的应用，也实现了变电站自动化系统可接入和共享其他信息，IEC61850是迄今为止变电站自动化领域最为完善的通信标准，其实现了不同制造商设备之间的相互操作和互换，建立了一个标准的开放的变电站自动化通信系统，充分应用了飞速发展的计算机技术、通信技术和网络技术。采用IEC 61850标准的PMS系统提高了变电站自动化的水平，可实现不同制造商产品的集成、减少投资和节约维护成本。

2 PMS系统调试

设备安装和调试工作的质量直接影响变电站投运后的安全运行和维护投入。根据大量的工程经验可知，高质量的安装和细致严格的调试能提高变电站的稳定运行时间并减少维护工作量，从而保证用电可靠性并降低维护成本。

调试的目的是检验PMS系统的功能和特性是否达到设计和规范的要求，检验智能电子设备之间的连接以及与站控层设备的二次回路间的连接是否正确，通过现场的模拟工作检验各保护装置并对各保护装置进行调试。采用继电保护测试仪进行测试，根据PMS系统的结构特点，首先对站控层、间隔层和过程层各单元进行检查。监控系统的检查和调试主要包括：各硬件设备安装检查和调试;软件系统检查和调试;系统参数设置。全部单元和系统检查结束后，开始进行系统的联合调试，主要包括开关量调试，象断路器开断信号和操作机构信号;模拟量调试，象二次交流电流和电压回路;保护调试，象线路差动保护、过电流保护、接地保护等;脉冲量输入测试;打印和报警功能测试;变电站主备用服务器切换测试;遥控操作和现地操作测试;自检和自诊断功能测试;系统安全措施调试。

3 应用前景

采用IEC 61850标准通信规范的PMS系统实现了保护监控一体化和不同设备的互操作性，已经得到了广泛应用。智能电子设备的应用，简化了二次设备，实现了模块化管理，采用光纤传输信号，不存在铁磁谐振和磁饱和的问题，抗电磁干扰能力强，传输数据容量大、速度快，极大地提高了系统的性能效率。随着IEC 61850的完善和广泛应用，PMS系统将会在更高电压等级的变电站中使用，也将促进智能电网的实现。

4 结语

该文以实际变电站为例，介绍了采用标准通信协议和智能电子设备的PMS系统的特点以及PMS系统设备的调试。可为类似变电站的设计和现场工作提供参考。

参考文献

[1]何磊.IEC61850应用入门[M].北京：中国电力出版社，2012.