智能變電站繼電保護可視化技術(shù)

文/王鵬 李輝

1 繼電保護可視化系統(tǒng)的主要功能

在智能變電站中，存在著數(shù)量眾多的電力電子設(shè)備，為確保智能變電站的穩(wěn)定、可靠運行，這些設(shè)備需要長時間處于高負荷的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，由此使得設(shè)備的故障幾率隨之增大。而在繼電保護裝置中，對可視化技術(shù)進行應(yīng)用后，可構(gòu)建起繼電保護可視化系統(tǒng)，由此可對站內(nèi)電力設(shè)備的運行狀態(tài)進行可視化監(jiān)控，從而可及時發(fā)現(xiàn)故障問題，通知操作人員進行處理，為智能變電站的以可靠運行提供了保障。繼電保護可視化系統(tǒng)的主要功能圖1所示。

1.1 智能報警

在智能變電站中，可視化系統(tǒng)的智能報警是較為重要的功能之一，該功能是以站內(nèi)繼電保護裝置為基礎(chǔ)，按照相關(guān)電力電子設(shè)備的需要，設(shè)計開發(fā)專用的數(shù)據(jù)庫，對智能變電站運行過程中，所有設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息進行智能分析與處理，由此所得的結(jié)果，會通過顯示器直觀呈現(xiàn)給設(shè)備維護人員，通過異常數(shù)據(jù)，維護人員可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備的故障問題，從而為故障處理提供了可靠依據(jù)，處理速度隨之顯著提升。

1.2 負荷控制

對于智能變電站而言，由于其中的電力電子設(shè)備數(shù)量較多，所以在日常運行中，繼電保護裝置可能會出現(xiàn)滿負荷的情況。通過可視化系統(tǒng)對設(shè)備的運行狀態(tài)進行檢測時，可實現(xiàn)負荷控制智能化，當(dāng)可視化系統(tǒng)采集到設(shè)備高負荷運行的信息后，系統(tǒng)會自行完成相關(guān)方案的制定，并對該問題進行快速處理，通過優(yōu)化調(diào)整，降低負荷，避免故障問題的發(fā)生，變電站的運行穩(wěn)定得到了保障。當(dāng)問題處理完畢后，可視化系統(tǒng)會自動對相關(guān)信息進行存儲，為日后查詢提供依據(jù)。

1.3 集中控制

可視化系統(tǒng)能夠在智能變電站正常運行時，按照相關(guān)設(shè)備的功能和作用進行分類，在此基礎(chǔ)上對設(shè)備進行集中控制，以此來實現(xiàn)綜合利用。同時，根據(jù)設(shè)備的運行狀態(tài)信息，可對變電站的運行情況進行實時了解，當(dāng)故障問題發(fā)生時，可準(zhǔn)確判斷出故障位置及引起故障的原因，為故障的快速處理提供了可靠依據(jù)。

1.4 信息維護

智能變電站能否保持穩(wěn)定、可靠的運行狀態(tài)，除了與設(shè)備的運行情況及配合有關(guān)之外，還與相關(guān)信息的收集、整理和分析有著密切的關(guān)聯(lián)。利用可視化系統(tǒng)，能夠?qū)φ緝?nèi)設(shè)備的運行信息進行收集，并對不同的信息進行分類存儲，由此使得設(shè)備信息得到了有效地維護，信息的作用得以最大限度地發(fā)揮。

2 繼電保護可視化技術(shù)在智能變電站中的應(yīng)用

為提高智能變電站的運行穩(wěn)定性，可對繼電保護可視化技術(shù)進行合理應(yīng)用，據(jù)此，本文設(shè)計開發(fā)了一套繼電保護可視化系統(tǒng)，當(dāng)變電站內(nèi)的設(shè)備出現(xiàn)故障后，可視化系統(tǒng)能夠?qū)收闲畔⑦M行記錄，并完成智能化分析，隨后以圖形或是圖表的形式，對分析結(jié)果進行可視化呈現(xiàn)。該系統(tǒng)的應(yīng)用思路如下：可在故障錄波分析設(shè)備中添加一個可視化模塊，以此來實現(xiàn)設(shè)備故障的可視化顯示，按照故障發(fā)生的先后順序，對整個過程進行記錄，同時，對保護動作記性回放。故障動作后，系統(tǒng)記錄的文件包括中間節(jié)點、動作簡報、故障錄波等。

2.1 中間節(jié)點文件

該文件中主要包括如下信息：設(shè)備保護邏輯的動作情況、故障錄波等，這部分信息可用于可視化圖形回放。從記錄的內(nèi)容上看，故障錄波與中間節(jié)點所記錄的內(nèi)容屬于同一類信息，前者以故障概況為主，后者是對故障問題的進一步分析，記錄了故障發(fā)生時的細節(jié)，由此可為故障的快速處理提供依據(jù)。

2.2 故障可視化

本文所設(shè)計的繼電保護可視化系統(tǒng)以設(shè)備故障發(fā)生的時間先后作為依據(jù)，以此來完成故障分析與排除。系統(tǒng)歸納了三種文件，分別為中間節(jié)點、故障簡報和故障錄波，并將核心功能組件，以嵌入的方式加裝到故障分析器中，可對設(shè)備故障的發(fā)生過程進行記錄和回放，并對孤站那個發(fā)生時，保護動作的順序進行記錄。借助可視化保護邏輯圖對故障問題進行分析的過程中，不同的中間節(jié)點動作情況會以高亮的形式顯示在圖形上。

2.3 圖元模板

圖1：可視化系統(tǒng)的主要功能

該可視化系統(tǒng)能夠在基本圖元中完成繪圖自定義，每一個圖元都有表達個數(shù)的屬性，這個屬性還能表達圖形元素所處的形態(tài)。圖元模板可按照個數(shù)值，對內(nèi)部圖像進行條件繪制。為使可視化圖形更加簡單，當(dāng)連接線的個數(shù)值為零時，可用紅色線表示，當(dāng)個數(shù)為1時，則可用綠色線表示。

2.4 互操作

在該系統(tǒng)開發(fā)時，采用了當(dāng)前較為流行的G語言，對不同設(shè)備間的互操作保護邏輯進行構(gòu)建，以此來實現(xiàn)不同服務(wù)器指的自描述。這樣不但使可視化圖形的處理能力獲得顯著提升，而且還實現(xiàn)了不同設(shè)備的互操作。

3 結(jié)論

綜上所述，故障可視化系統(tǒng)在智能變電站中的應(yīng)用，使故障處理效率大幅度提高，當(dāng)繼電保護裝置啟動后，系統(tǒng)便會對各種故障信息進行記錄，并將信息上傳給主機，在完成分析后，進行可視化呈現(xiàn)。本文開發(fā)的可視化系統(tǒng)已在智能變電站中進行試運行，自該系統(tǒng)投入后，站內(nèi)設(shè)備的故障處理效率較之以往進一步提升。可見，該系統(tǒng)具有良好的使用價值。