智能变电站保护在线监测系统设计

周鹏杰 朱春良

（国网江西省电力有限公司检修分公司，江西 南昌330096）

1 目标设定

为研发智能变电站保护在线监测系统需设定总目标，从实际智能变电站保护所需要监测的项目出发，智能变电站保护在线监测系统应至少具备以下三个方面的要求。

1.1 智能化（A）：通过在线保护状态评估，可分析保护的家族性缺陷，减少不必要的保护检修次数一次设备的停役几率；

1.2 识别率（B）：继电保护装置的二次虚回路识别率应较高，且正确率和稳定性能满足一般检修要求，实现对模拟量、开入量、开出量的识别；

1.3 时效性（T）：在线保护监测系统时效应较高，响应速度应快，能及时将故障信息上传到终端。

智能变电站保护在线监测系统不仅要考虑智能化、识别率、时效性三点要求，还需要考虑装置和技术成本（C）。

因此我们定义了监测指标（S=0.2*A+0.3*B+0.2*T-0.3*C），并以此来综合评价保护在线监测系统技术的优劣。最终确定四级目标值为A 级：B>=95&S>=34.5；B 级：B>=90&S>=31；C 级：C>=85&S>=29.5。

2 确定最佳方案

2.1 提出方案

研发智能变电站保护在线监测系统，其核心是需要在工程SCD 模型基础上，实现SCD 在线管理，达到二次系统可视化，通过异常智能诊断，做好可视化安措，从而实现保护的在线监。

2.2 在线监测系统方案选择

智能变电站保护在线监测系统通过对保护装置进行信息采集二次虚回路数据，而后将采集数据进行信息分析，自动信息分析环节完成后反馈给检修人员，从而形成对保护装置的在线监测闭环。

将信息采集方式与信息分析方式进行综合并利用优选法进行分析，可得到三种不同的系统搭建方案。

（1）综合A 方案：在保护装置端完成信息采集，在保护小室内完成信息分析；

表1

（2）综合B 方案：由采集单元完成信息采集，在计算机室管理单元完成信息分析；

（3）综合C 方案：由采集单元完成信息采集，在保护小室内完成信息分析。

对三种方案进行可行性评价对比。

为了降低成本，提高智能化程度、提升二次虚回路识别率、增强保护装置监测时效性，提高可靠性，选择综合B 方案。

2.3 方案分解并选择最佳方案

根据上述所决定的在线监测系统功能模块的分解，在搜集资料时将在线监测系统的功能进行完善。下面我们将从四个分解出来的部分一一进行分析。

（1）SCD 在线管理技术

表2

结论：通过比较以上三种方法，综合考虑成本，智能化程度、二次虚回路识别率、增强保护装置监测时效性等因素，选择了智能化程度一般、识别率较好、时效性较好、成本较低的基于大数据库分析的SCD 在线管理技术。

（2）二次系统可视化技术

表3

结论：通过对以上三种方案的对比发现，四要素中，图表型二次系统可视化技术在智能化A 方面得到92.3 的评分，在识别率B 方面得到98.6 的评分，动态型二次系统可视化技术在时效性T 方面得到94 的评分，动态型二次系统可视化技术在成本C方面得到94.5 的评分，监测指标达到37.71，本研究的目标是要降低成本，提高智能化程度，提升二次虚回路识别率，增强保护装置监测时效性，提高可靠性，为实现对二次系统可视化技术，选择了智能化程度和识别率排名第一、时效性和成本一般的图表型二次系统可视化技术方案。

2.4 对策实施

2.4.1 开发基于大数据库分析的SCD 在线管理技术

经过广泛查阅资料，设计了基于大数据库分析的SCD 在线管理技术实际应用。

图1 SCD 文件标准一致性过程能力报告

结果表明，SCD 文件标准一致性达到了98%以上，且效果稳定。

2.4.2 开发图表型二次系统可视化技术

经过广泛查阅资料，设计了图表型二次系统可视化技术实际应用。

图2 二次系统图实相符率过程能力报告

结果表明，二次系统图实相符率达到了98%以上，且效果稳定。

2.4.3 开发基于物联网与移动互联网的安措可视化技术

经过广泛查阅资料，设计了基于物联网与移动互联网的安措可视化技术实际应用。

图3 安措布置识别可靠性过程能力报告

结果表明，安措布置识别可靠性达到了98%以上，且效果稳定。

3 结论

将保护在线监测系统的各部分拆开详细分解，选择最优方案，进行分析对比，最终确定了基于大数据分析的SCD 在线管理技术，图表型二次系统可视化技术，基于人工神经网络的异常智能诊断技术和基于物联网与移动互联的安措可视化技术。