多功能测控装置在智能变电站中的实际应用
摘 要：智能变电站（Intelligent substation，IS）提出了多功能测控装置，从而提高系统的集成度，布局合理性。本文介绍相关的多功能测控装置的特性以及软件与硬件的基本框架。该装置应用在智能变电站示范工程后，变电站应用的二次设备数目得到简化，其二次系统的集成度得到大大改进。
随着智能电网的不断发展，其智能变电站的要求也在不断的提高。智能变电站主要负责电网数据的采集，电网控制指令的发布。智能变电站从设计、设备、控制出发，提高系统集成度，结构布局合理性，装备的适用性和先进性以及环保节能性，最终实现调控一体化。
考虑到当前测控装置中存在的弊端，本课题引进了功能集成的多功能测控装置，从而改进系统的集成度，并多功能测控装置实现过程。
1.1 功能构成。
其功能主要如下：
同期合闸操作、间隔层逻辑闭锁、量测量以及状态量采集等；。
其中，非关口计量功能包括：采集、冻结、计算、转换以及存储电量；同步相量采集功能包括：实时测量本间隔的接入的开关信息、I以及U等，同时将信息上传至主站。
1.2 通信接口。
通过IEC 61850—9—2网络模式，过程层中仪器仪表与多功能测控装置之间建立通信连接。为收集现场实时数据，将SV与GOOSE使用同一个网关，通过 GOOSE收集高压侧和低压侧设备的信息量。
本装置采用报告及其他IEC 61850 Client/Server的方式，达到站控层MMS口的测控功能通信要求，完成控制指令的下达任务。利用Client/Server 方式的报告、信息上传等服务，完成计量数据、计量冻结资料、遥测数据以及状态信息的上传。为保证同步相量传输的实时性，本装置的同步相量数据是通过独立网口传送的，通信协议为 IEEE Std C37.118。
1.3 硬件结构。
多功能测控装置采用基于飞思卡尔MPC系列处理器设计的CPU插件作为硬件核心，该CPU在通信、计算性能方面都有出色表现，足够满足实际要求。
过程层数据处理插件的功能包括：收集SV信息量、传送GOOSE信号并提供以太网过程总线接口（冗余100M）。实现计算后的过程层数据信息发送至CPU进行进一步运算控制。图1为本装置的硬件系统总体方案。
1.4 软件结构。
其软件结构各模块包含的具体功能如图2软件系统结构所示。
2 示范工程应用。
2017年10月，该装置在内蒙古220kV变电站进行现场安装测试后正式进入运营阶段。通过实际数据测试，得出该装置具有以下几种特点：
站内设备，如相量测量和非关口计量装置等被退役，站内设备数目明显降低，集成性也得到改进，运行人员工作效率得到改善，同时变电站的运营成本也得到很大的缩减。
2.2 通信接口标准规范性性。
多功能测控装置各协议均符合IEC 61850规定。利用Client/Server 方式的报告、信息上传等服务，完成计量数据、计量冻结资料、遥测数据以及状态信息的上传，保证同步相量傳输的实时性。
2.3 支持状态检修功能。
本装置硬件设计专业化。其一，其自检范围涉及：电源、CPU以及存储器等易损装置；其二，通过 IEC—61850 逻辑节点上送网络通信接口光模块等装置各部位的温度信息至后台系统，在此基础上检修全站设备。
3 总结。
本课题对智能变电站中多功能测控装置的总体框架，包括功能、通信接口、软硬件等进行了分析，并将该装置在应用到现场中，通过实时监测，证明该装置能够够有效的改善变电站的集成性，增强电网运行可靠性，降低了运行成本。本项目的投运成果为进一步完善该装置功能奠定了基础，为后续工程拓展积累了丰富的工程应用经验。
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