智能變電站二次回路全景模型操作方法及效益分析

朱辰

摘要：本文以智能變電站二次回路全景模型為基礎進行了研究，首先分析了全景模型的用途，其次對該模型的操作方法和工具的功能進行了闡述，最后對全景模型的應用效益進行了評估。促進了二次回路全景模型建模過程的標準化和統一，為后期不同設計工具實現文件交互掃清障礙。

關鍵詞：智能變電站;二次回路;全景模型;效益分析

1智能變電站二次回路全景模型主要用途

本項目的研究對象是智能變電站二次回路的全景模型，所謂“全景模型”包括了物理回路模型和邏輯回路模型兩個部分，邏輯回路模型無論是在規(guī)范、設計方面，還是在工程應用方面都已經進行了較為充分的研究，而物理回路模型的相關研究還處于起步階段，項目將參考邏輯回路模型已有的相關經驗，重點研究物理回路模型的建模、設計流程、逆向解析和虛實對應等方面內容。

2二次回路全景模型操作方法

全景模型的建模、逆向解析和虛實對應技術的研究，解決了理論算法問題，而真正要在實際中發(fā)揮作用還需依靠全景模型配置工具和可視化工具的開發(fā)。

2.1全景模型配置工具功能介紹

完整無誤地導入IPCD和ICD文件中的模型信息和賦值，支持可視化的物理回路連接功能，通過可視化方式配置SPCD文件，支持可視化的邏輯回路連接功能，通過可視化方式配置SCD文件，支持設備板卡和端口的再修改功能，配置結果應符合Q/GDW1396標準，支持SCD文件和SPCD文件的輸出，支持SCD文件中包含物理端口，支持間隔創(chuàng)建、間隔復制功能，支持裝置模板庫的創(chuàng)建，支持數據庫的導入導出，支持工程版本的管理，支持光纜的自動生成。

2.2可視化工具功能介紹

支持導入和解析SCD文件和SPCD文件，支持獲取SCD文件中的Inputs信息，提取物理端口號，按照層級逐層解析，包括變電站、區(qū)域、屏柜、設備、端口、光纜，提取相關信息元素，提供樹形導航界面，按層級進行展示，展示區(qū)域信息，包括各類小室、戶外等圖形信息，點擊區(qū)域圖進入屏柜信息圖，在相應的屏柜圖中顯示所有設備信息，點擊屏柜進入線纜信息圖，線纜信息圖包括屏柜內的線纜信息和屏柜間的線纜信息，屏柜內的線纜信息圖通過解析IntCore元素獲取，屏柜間的線纜信息通過解析Cable元素獲取，屏柜內線纜布局應采用以被查看設備為中心，兩側為相關設備，光纖兩端應有端口號，光纖應有命名，屏柜間線纜布局采用兩級展示，第一級應采用以被查看屏柜為中心，兩側為相關屏柜，光纜應有命名，當點擊光纜后進入第二級展示，第二級展示同上述屏柜內線纜布局一樣，即以被查看設備為中心，兩側為相關設備，光纜兩端應有端口號，光纖應有命名，展示工具應支持“虛實對應”展示，點擊物理光纖可以顯示光纖信息中的邏輯回路信息，點擊邏輯回路信息可以顯示其傳輸的物理光纖信息。

3試驗檢驗結果

3.1工程應用實例

本項目成功應用于天津某500kV變電站、某220kV變電站的設計、調試及運維過程。其中500kV變電站為無人值守變電站，按照智能變電站設計。站內主要建筑物：主控通信室、泡沫消防間。全站總建筑面積約為395m2。主控通信室為地上一層建筑，為一字形布置，平面外形尺寸29.50m*12.60m（軸線尺寸），建筑面積約為395m2，建筑高度為5.21m，建筑體積約為2058m3。一層設置公用及通信二次設備室、蓄電池室、門斗、衛(wèi)生間、資料室、安全工器具室等。每個房間設有至少一個對外出入口。泡沫消防間為地上一層建筑，平面外形尺寸9.0m*8.0m（軸線尺寸），建筑面積約為72m2，建筑高度為4.90m，建筑體積約為352.8m3。

設計階段，通過配置手段實現了光纜聯系圖的模板化和文本化，通過設計流程導出了SPCD和SCD文件，SPCD和SCD文件圖形化展示軟件主要集中用于校審核及邏輯回路修改。軟件提供虛擬二次回路展示功能，通過對虛端子分類分層次、使用不同的顏色決策等方式快速定位到所需瀏覽的虛擬二次回路，通過圖形化的方式代替以往的虛端子表、光纜表格校核，以提高校審核效率。針對校審核后的修改結果，軟件提供比對功能，通過對校核修改前及修改后的結果進行比對提示，快速驗證修改的正確性。

調試階段，調試人員需要根據設計階段的圖紙和SCD文件，生成各裝置配置文件，下裝后開展聯調測試工作。通過SPCD文件的解析工具，能夠了解各類裝置背板光纖的作用，在進行設備調試時可以做到有的放矢，有效提高了調試效率。

500kV輸變電工程投運后，本項目成果將作為運維工具，提供以裝置為單位的圖形化邏輯和物理連接關系展示，實現圖形化邏輯和物理連接關系的跳轉導航功能，以方便運維人員直觀、全面地了解智能變電站中虛實連接關系。

3.2直接經濟效益

本項目研究的建模方法及配置工具，使得在設計階段，邏輯回路和物理回路解耦設計，可并行設計邏輯回路配置文件和物理回路配置文件，縮短設計時間，減輕設計人員工作強度，提高設計人員工作效率，從而降低設計過程中的人工成本，以及隨之而來的辦公場所租金、設計所用設備的使用成本。以一座中等規(guī)模的220kV智能站為例，可減少智能站設計階段人工成本8萬元：由于減輕了設計過程二次回路配置難度，使得智能站二次回路設計過程工作量減少，按照減少設計人員8人計，每人每天的人工費按照1000元計，由于工作效率提高，設計時間縮短，節(jié)省設計時間10天，總體來講即減少8位設計人員10天的工作量，可節(jié)省設計過程中人工成本8萬元，計算公式為：減少的設計人員（8人）*每人每天人工費（1000元/（人·天））*縮短的設計時間（10天）。

可減少辦公及設備使用成本40萬，計算公式為：減少設計人員（8人）*每人每天辦公及設備使用成本（5000元/（人·天））*縮短的設計時間（10天）。

以一座中等規(guī)模220kV智能變電站在近4年的設計階段成本變化為例，采用本項目成果后，由于二次回路設計過程簡化，其設計階段成本可降低約48萬元，其中人工成本8萬元，辦公及設備使用成本40萬元。

3.3推廣應用情況及前景

本項目依托現行規(guī)程、規(guī)范及國際標準，充分借鑒虛端子回路的連接配置方法及工程實施流程，總結以往工程經驗和相關行業(yè)的有益經驗，緊密結合國內智能變電站的建設和運行特點，對物理端口和回路建模，以及設計流程和逆向解析方法進行深入研究，最終通過確立規(guī)范和新軟件系統的研發(fā)引入實現對現存問題的整體解決。

4結束語

由于本項目將二次回路的信息模型化，為二次回路信息的進一步開發(fā)利用奠定了基礎，后期可以基于二次回路全景模型開發(fā)和定制更豐富的應用，為后期智能站運維和圖紙管理提供更大的便利。另外，本項目提出的建模語言和文件格式為二次回路的建模提供了一種參考，本項目的推廣應用，必將擴大其建模語言和文件的格式的應用范圍，促進二次回路全景模型建模過程的標準化和統一，為后期不同設計工具實現文件交互掃清障礙。

參考文獻：

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