关于OPNET的智能变电站继电保护建模与仿真

摘要：智能变电站的继电保护包括对内部的数据源和传输方式的保护，通过实现智能变电站内部的数据通信，使得变电站的各种报文信息都能够在OPENET仿真的过程中发挥作用，实现从继电保护相关数据的采集、分析以及保护算法到仿真输出的全过程，对于智能变电站的继电保护提供一定的理论和数据基础。

关键词：智能变电站；OPENET仿真；继电保护；建模仿真；数据通信 文献标识码：A

中图分类号：TM77 文章编号：1009-2374（2015）30-0121-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.30.063

根据我国数字化的标准以及相应的实现方式，人工智能技术在变电站系统中得到了很好的运用。在双次电缆回路的约束机制下，通过以太网以及光纤的作用可以将变电站系统中的各种设备有效地进行组网连接在一起。在智能变电站只能保护系统中报文传输以及指令传输的可靠性，并且在这个过程中要对连接后的设备进行实际的测试，看其是否能够满足一定的灵敏度与可靠性，然后根据测试的情况对变电站智能保护系统进行相应的调整。通过仿真根据不同的变电站系统来设计不同的智能继电保护系统对整个智能变电站进行层层的防护，在OPNET仿真技术的支持下，可以实现对系统的设计以及仿真，根据仿真的结果来对系统进行改进，以便更好地对智能变电站进行系统保护，通过仿真技术使得整个智能变电站系统能够实现对于节点的控制以及对于系统的继电保护，使得整个系统对于智能变电站的继电保护更加完善。

1 OPENET仿真技术

我国网络通信技术在不断发展，通信技术日新月异，为了使得变电站系统的设备在进行继电保护系统设计的过程中，能够通过统筹设计与安排实现并结合实际的设备对整个变电站系统进行仿真建模，所以本研究使用了OPENET仿真技术，利用该技术以变电站中的设备为对象建立继电保护系统。由于在智能变电站继电保护系统设计的过程中需要数据以及指令的传导，所以在一定程度上需要网络技术的支持，然后以该技术和网络技术为基础进行智能变电站继电保护系统的设计。通过利用OPENET技术来对整个继电保护系统进行仿真和建模，能够有效地实现对于系统设计以及仿真和测试，在这个过程中要结合网络技术对网络中的各个节点进行结构设计与功能设计，使得整个网络能够更好地实现对系统的继电保护。在这个过程中，要结合互联网技术来对整个系统组网结构进行深层次的设计以及满足智能变电站继电保护的分层机制，然后在这基础上才能够实现对于整个系统利用仿真语言和指令来对系统进行设计。在仿真的过程中，要充分利用OPENET仿真技术来对不同的组网形式的继电保护系统进行系统测试，也只有这样才能够确保整个继电保护系统能够切实保护整个变电站，防止出现安全事故，进而保护人们的生命和财产安全。

2 网络下的OPENET模型

本文对于所建立的OPENET仿真模型结合了实际的500kV变电站的继电保护系统的设计过程，建立设备控制与继电保护之间的数据链路，然后真正建立智能变电站的网络继电保护模型。在这个过程中除了利用该智能继电保护系统来对整个系统进行继电保护之外，还要利用传统的接线方式来实现继电保护，从而为变电站的智能保护系统建立双保险机制，在相同的继电保护回路之间建立数据的通路，并将这种形式作为主要的继电保护形式。在这个过程中既要考虑到网络的独立性，又要实现网络之间的互联。在整个继电保护系统的设计过程中，发现利用总线型的网络来实现整个过程不是很可靠，并且由此所形成的组网也存在安全上的问题，所以要对其他类型的网络利用到该过程中的可靠性进行仿真，并且在整个网络模型建立的过程中要对相应的一次接线网络进行适当界定。

2.1 网络模型

OPNET模型的构建一般是通过分解成多个不同的层次来完成的，包括网络模型、节点模型以及进程模型。通过对接线过程的分析可以采用两种组网的方式为单串组网方式和间隔组网方式等。在第一种组网方式的过程中，要将整个串内的设备都交给路由器来进行管理，将母线保护和交换机之间进行数据的连接，最终实现对于整个数据的管理；而在第二种方式中，要对断路器以及变压器和整个线路的关系进行分析，然后通过分析将其和相应的交换机相连。在仿真的过程中尤其需要注意的是仿真系统的连接方式。

2.2 节点模型

利用OPENET仿真技术可以对系统中的每个节点进行数据采集以及处理和输出的设置，在每个节点组成部分中，每个部分都完成一定的功能，如数据的生成、数据的存储以及数据的处理、路数的选择以及数据的传输等。对于节点的设置过程进行了规范，通过相应的接口可以实现各个环节之间的通信。为了使得整个智能变电站继电保护系统能够和路由器进行很好的连接，需要对接点的输入和输出进行严格的界定。

2.3 智能网络环境下的数据流

在网络设计的过程中，涉及到单元下的接线方式、变压器的维护以及母线的开关等一系列的环节，通过人工智能处理环节可以实现对于数据文件的传输，并且在这个过程中还不影响到整个系统指令传输的效果。在其中最为主要的参数设置就是采样周期的参数设置，一般来讲应该将报文的长度限定在123字节以内，并且也要对流量的开始采集以及结束采集的时间节点设置成同步的常数分布模式，以确保采集信息的同步性，确保周期广播启闭在报文字节的标准效果，确保持续10min的报文能够在不同报文经过重播、多发的模式下依然可以向外发送系统命令。

3 OPENET仿真应用

本文以智能变电站的过电流保护为例利用OPNET建立相应的变电站的继电保护模型以及仿真，本文介绍的是面向继电保护分析的过程层的网络建模，数据源的获取可以通过采样点的电气采样量。

但是在变电站系统中，各个层次之间并没有设立相应的报文传输机制，通过VLAN来对整个网络进行划分，从而实现网络相应的保护机制，减少了信息广播的数量，并且极大地减少了信息累积的程度，从而使得网络信息的堵塞得到了有效的避免，有效地提高了整个网络的数据和指令传输的效率。在整个网络中，数据报文在各个层次的网络之间是不断在进行着数据转换的。通过仿真来使得整个模型运作起来，然后对整个变电站系统的继电保护功能进行相应的测试，给定相应的模拟输入信号来对系统的报文进行相应的数据采集。在这个过程中以交换机为划分层次的依据，这样做的目的是为了保证实现统一保护功能。

4 结语

随着数字化处理技术的发展，变电站的继电保护工作之前的仿真模型建立已经取得了一定的成果，并能够根据该模型对变电站进行继电保护实践；能够保证二次回路的信息交换，并且在模型应用之后能够有效减少数据的冲突，实现准确的报文传输。该仿真模型的应用能够有效促进我国电力技术的发展，为我国的经济发展保驾护航。

参考文献

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作者简介：肖雪丽（1984-），女，湖北随州人，广东电网有限责任公司东莞供电局工程师，研究方向：电力系统与自动化。

（责任编辑：蒋建华）endprint