变电站自动化系统综合监管技术分析

梁 波

（广西电网公司电力调度控制中心，南宁 530022）

变电站自动化系统综合监管技术分析

梁 波

（广西电网公司电力调度控制中心，南宁 530022）

为了顺应时代发展的潮流，电力企业在不断进行体制改革的过程中，也必须要加大技术层面的投资力度，实现变电站系统的自动化、智能化管理。文中结合广西电网变电站自动化系统综合监管系统的试点项目，对变电站自动化系统综合监管的相应技术规范、工程实施要点进行了全面的分析研究，旨在总结其中先进的工作经验，为铺开变电站自动化系统综合监管系统广泛应用提供经验，推动变电站二次系统的发展。

变电站；自动化系统；系统监管；技术规范

随着随着社会经济以及各项相关事业的不断发展，电力已经成为人们生活中不可取代的重要资源，为了能够为人们的生活及生产提供稳定充足的电力资源，有必要在社会科学技术飞速发展的新时期，不断提升电网一体化运行管理水平，提高变电站电力二次系统及设备的监测及维护效率。因此，文中以实际的工程经验为例，总结了变电站综合监管系统建设的技术规范、工程实施经验，希望能够在提升变电站二次系统的技术发展。

1 变电站自动化综合监管系统介绍

变电站自动化综合监管系统是指通过综合利用现代化电子计算机技术、电子技术、通信技术、信息处理技术实现对继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等变电站二次设备的功能进行重新的优化组合，通过先进的智能化技术实现对所有功能的重新优化设计，以此达到对全部的变电站设备在运行过程中的具体情况进行全面的监视和测量。简单来说，变电站自动化综合监管系统也就是对电力二次设备运行状态进行实时采集、上送及分析处理并通过监控平台进行动态展示，以方便运维人员监管变电站二次系统运行情况的信息系统。

变电站自动化综合监管系统的建设要满足以下原则:①标准化原则，系统中的全部相关设备需要采用统一的数据模型及通信规范；②扩展性原则，灵活支持设备信息模型及业务功能扩展；③独立性原则，被监管的变电站二次系统需要主动的向运行监管系统进行信息的报道和传送，但当监管系统运行状况不佳或是停运时不应对被监管系统的运行产生影响；④通用性原则，兼容103规约变电站和数字化变电站，兼容不同的生产厂商产品；⑤适应性原则，无需对被监管系统进行改造即可实现基础监管功能；⑥安全性原则，必须满足电力二次系统安全防护的相关要求，不降低现有安全防护强度；⑦完善的源端维护功能，站端维护图形及模型，多级主站系统共享。

2 变电站自动化综合监管系统的优越性能

变电站自动化综合监管系统的全面应用具有以下方面的突出作用:①该系统的应用可以实现对变电站二次设备运行状态的实时监视，且可以超远距离的限制，即使距离较远，其信息也同样准确适用；②利用该项设备可以实现对二次设备基础运行数据的在线集采和综合统计，方便工作人员对其工作状态进行分析和管理，同时也可以对不同阶段电力系统的整体电力状况进行分析，为今后的电力系统调节提供科学的数据指导；③该项系统的运行可以提供便捷的站内系统问题辅助分析及异常处理手段，提高电力企业设备运行及管理的工作效率。

3 建设变电站自动化综合监管系统的具体技术规范

想要建立完善合理的变电站自动化综合监管系统，就要明确系统建设的技术规范及系统的基本运行功能，并在此基础上进行合理的技术调节和规范管理。笔者通过总结相关技术规范经验，提出如下建议。

1）相关工作人员在进行变电站自动化综合监管系统的过程中，一定要注意对相关的技术功能规范进行分析和研究，并严格按照技术规范进行操作执行。比如在进行中国南方电网的相应系统建设的过程中，相关技术管理人员全面的分析并规定了南方电网范围内变电站自动化综合监管在功能、架构、部署、接口、性能等方面的技术要求。确定技术规范适用于网、省、地（县、配）各级二次设备运维管理系统站端综合监管系统的规划、建设、运行、升级工作。主要的技术规范参考包括GB/T 7261《继电保护和安全自动装置基本试验方法》、DL/T 769《电力系统微机继电保护技术导则》、DL/T 860《变电站通信网络和系统》、DL/T 873《微机型发电机变压器组动态记录装置技术条件》、国家发展和改革委员会第14号令《电力监控系统安全防护规定》等。

图1 变电站自动化综合监管系统架构

2）变电站自动化综合监管系统的建设需要其中的不同系统功能进行组合和配合，这就需要相关技术人员全面分析该系统的基本功能，并按照具体的功能完成系统构件的配置。为了实现信息监管与分析的具体功能，需要对系统装置进行合理的安排和设置，既可以采用一体化装置，也可以采用多个物理设备实现功能。目前，变电站的自动化监管系统主要可以分为以下5个功能。

（1）资源监视。其主要功能在于获取变电站自动化系统网络拓扑图。实时监视站内二次设备运行状态，具体的监控范围包括但不限于设备属性、端口通信状态及资源使用率等。

（2）状态告警。主要是指对变电站二次设备非正常运行状态进行告警，具体包括但不限于设备异常、资源不足及业务行为异常。

（3）报文记录。主要功能用于记录站内及出站通信报文，具体包括但不限于DL/T 860、IEC 103、 IEC 104规约报文及对时报文。

（4）报文分析。该项功能主要是用于分析报文规约合法性，设备通信链路合法性，业务数据正确性，设备接入合法性。

（5）远程维护。主要用以支持远方登录变电站自动化综合监管系统的远程维护工作站，实现对二次设备的管理维护。

3）变电站综合自动化监管系统的建设与完善需要遵从相应的技术规范，以避免出现设备或是系统的安装或是运营失误，影响系统功能。具体技术要求如下:

（1）运维网关机，该项工作主要包括3个基本环节。首先是需要完成数据建模工作，为此站端应通过二次运维配置工具，实现二次运维系统模型的创建和维护。该配置工具要求具备以下功能:创建变电站二次运维模型，包括测控、保护、后台、远动、保信、交换机、防火墙等设备的模型；修改二次运维模型，包括增加、修改和删除功能；导出CIM模型文件，导出CID或SCD文件；绘制二次设备网络结构图；导出拓扑关系文件和SVG图形文件。其次是数据采集，该项工作主要保罗设备状态直采、报文数据采集存储、后台转发采集。再次是进行数据分析工作，主要包括规约分析、合法性分析、通信行为分析。在此过程中需要实时监控站内通信的状态，监视GOOSE、MMS、IEC 103、IEC 104链路的通信状态，具体包括通信链路状态、存在通信行为的设备信息等。最后是进行数据远传工作，该项工作需要模型文件（CIM、SCD）、图形（SVG、网络拓扑文件）、实时数据、历史报文（pcap文件），这几个环节共同完成。

图2 110kV越秀站远程维护示意图

（2）为保证信息传递的准确性，防止发生意外的系统数据泄露的问题，需要安装远程维护加密装置。该装置的主要技术规范包括3方面:①进行通道管控，这个过程中需要集成受控网路开关同时接收测控控制命令；并且需要提供受控网路的开、合输入接点，通断状态的输出接点。②此外，该系统装置需要保持在物理离线状态之下；需要完成安全通信，为此在远程维护加密装置的功能、算法及协议中，需要全面的遵循《电力系统专用纵向加密认证装置技术规范》和《电力二次系统安全防护要求》中的相关内容的规范；远程维护加密装置采用IPSec的ESP方式加密封装，内核采用ESP协议号50，采用协商的会话密钥进行加密通信。对称加密算法采用电力专用算法 SSF09，密钥交换协议采用《电力系统专用纵向加密认证装置技术规范》规定的协商协议；③需要全面的完成安全防护，这需要加密装置应对外网口进出的数据报文进行过滤处理，分别在数据链路层、网络层、传输层进行，对不符合预定策略、协议标准的报文一律丢弃。

（3）进行完善的站内维护工作。为此，电力企业有必要建立人员、技术完备的系统维护工作站。为保障工作的顺利进行，维护工作站需要满足以下功能:①保证信息的实时传输，需要支持远方登录并同时具备完善的变电站二次设备监控维护功能；②工作站需要具备记录远方登录信息功能，以此保证信息的安全性，确保系统内的各个部分都能够顺利的完成其对应的功能。

远程维护加密装置部署在站端，与主站端加密装置相连，处于物理离线状态。主站EMS系统经原安全通道下发命令至站端远动机，远动机发信号触发远程维护加密装置接通网路，远程维护加密装置与主站的加密装置建立安全通信隧道。

安全通信隧道建立完成后，主站远程维护工作站即可开展远程维护工作。维护操作完成，主站下发命令断开远程维护加密装置的连接，远程维护加密装置恢复至物理断开状态，远程维护操作完成。改变了维护人员修改数据库需要下到站端才能修改的历史，减轻维护人员工作强度。

4 结论

综上所述，文中结合具体的变电站自动化综合监管系统工作建设经验，对变电站自动化综合监管系统的基本工作原理和特点进行了分析，并深入探讨了相应的技术管理规范，以期与同行工作人员共同交流探讨，推动我国电力企业二次系统智能化发展。

［1］杨力.变电站综合自动化系统分析［J］.科技与企业，2012（3）：81-81，83.

［2］任丽红.变电站综合自动化系统干扰问题分析及解决措施［J］.科技创新与应用，2012（11）：120-120.

梁 波（1981-），男，广西壮族自治区南宁市人，本科，工程师，主要从事变电站自动化管理工作。