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[摘 要]从智能变电站一体化信息平台与调度一体化功能协调的角度分析了智能变电站站控层一体化信息平台的功能需求与技术特征，总结了一体化信息平台当前研究和建设现状，提出了一种未来智能变电站一体化信息平台的构建方案。
[关键词]智能变电站 信息平台 数据估计 动态共享
中图分类号：TE848 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）41-0063-02
引言：智能变电站的信息系统是电网调度监测与运行控制最为重要的参量采集点和管控执行点，是对变电站自动化系统的继承和深化，信息系统可有效提高智能变电站对智能电网调度决策控制的支撑能力及其独立运行控制能力。该平台统一和简化了智能变电站的数据采集，形成唯一性"一致性的基础数据和信息，以标准的方式实现变电站内外实时数据及信息的交互和共享，并保留与电力数据网及其他软件的良好接口。
一、 统一信息平台
1、功能及结构
智能变电站内的一体化信息平台采集来自站内外的数据和信息，并对数据进行处理，完成数据辨识、数据估计、信息整合、信息分类、数据及信息记录和共享功能，为站内外使用者提供实时、安全的数据及信息资源。其数据及信息的流向如图 1 所示。
平台由多个子单元和 1 个中心单元组合而成，对变电站的数据和信息进行分层分布式处理。子单元基于局域观测，完成数据采集、辨识估计以及数据记录功能，根据预定制的信息提取规则，形成位于间隔层的信息源，并按要求将其传送给站内外使用者。 子单元可以位于间隔层的某个设备内，与间隔层其他功能合并组成一套设备。子单元的配置可以采取按间隔配置、按功能配置、按信息使用者配置、按宿主设备处理能力配置、按通信流量配置等方式。 平台的中心单元在站控层的层面上对全站数据进行数据辨识及估计，融合全站数据及信息，形成更高层次的数据库和信息库。
2、智能变电站的数据及信息
智能变电站采集的数据及信息包括：
2.1电網运行数据。包括反映电网运行状态的电压、电流、开关状态等一次设备的数据。
2.2变电站高压设备状态数据。包括反映站内高压设备运行状态的状态监测数据，反映与变电站相邻的运行设备（如输电线路）的状态监测数据。
2.3相邻变电站的数据。包括反映本站与相邻变电站的状态关联的数据，相邻变电站的运行状态数据。
2.4变电站保护控制设备以及其他设备的运行状态或控制状态数据及动作信息。
2.5来自用户的数据。
2.6保证变电站正常运行的环境数据，如站内火警监测数据，烟警监测数据，视频监测信息，甚至气象信息等。 基于各类数据及信息的实时性及可靠性要求的不同，在设计平台的过程中，必须对其采集和取用共享机制进行不同的处理，以保证数据的有效性和可用性。
3、 数据的辨识
数据辨识用于识别并剔除坏数据，并向数据的使用者提供必要的报警信息。目前有以下规则用于站内数据辨识，更多的规则可在实际应用中继续扩展。
3.1基于基尔霍夫电流定律的数据辨识。根据基尔霍夫电流定律，某一节点流入和流出的电流和应为零。在变电站内可以根据同一节点的所有设备的电流进行电流数据完备性的检测。如发现异常，可以进一步分析发生电流信息异常的设备。
3.2基于模拟量突变的联合数据辨识。反应电网运行状态的参量是相互关联的，运行状态的变化会同时体现在多个有关联的电流和电压上。因此当某个模拟量发生突变而其他关联的模拟量未发生变化时，可以推断该变化的模拟量数据出现异常。
3.3基于模拟量和状态量的联合数据辨识。断路器辅助接点位置信号与对应的电流或电压数据表达的信息在一段延时后不匹配，则推断出现异常。
3.4基于电流量和电压量的联合数据辨识。对于某些设备，流过该设备的电流和该设备的电压满足一定的规则。如不符合该规则，则推断该设备电流或电压数据出现异常。
3.5基于功率平衡的数据辨识。正常运行时检测各设备的功率平衡，如母线、变压器等具有多端量测信息的设备。如果流入流出的功率差额较大，说明功率信息异常。
3.6基于模拟量和状态量本身特征的数据辨识。模拟量或状态量的变化不符合规律，则认为数据发生异常。如模拟量数据以周期性的方波形式变化，或者状态量不停地抖动等。
3.7基于模拟量不平衡特征的数据辨识。模拟量不平衡特征的出现不符合规律，则认为数据发生异常。如在系统正常运行时，某个设备的零序、负序电流或电压突然跳变，而其他相关的量没有变化。
二、一体化信息平台应用功能
新一代智能变电站应支持电网调控一体化、设备检修专业化和运行维护一体化。根据调度技术支持系统的功能结构，实时监控与预警、调度管理、调度计划三大类功能的实现与变电站上送的信息及实现的功能密切相关。因此，一体化信息平台应用功能包括调度控制类应用#设备评估类应用、辅助控制类应用三方面。
1、调度控制类应用
1.1运行监视
电网运行监视包括电网稳态运行信息监视和电网动态运行信息监视两类子项功能。运行监视有效监测电网的实时运行状态，实现模拟量、状态量等稳态数据的实时采集，支持PMU动态数据的实时采集、显示和分析。
1.2二次设备在线监视与故障分析
二次设备在线监视与故障分析包括故障分析功能和设备在线监视功能。故障分析功能应在故障情况下对事件顺序记录、保护事件、相量测量数据及故障波形等信息进行数据挖掘和综合分析，生成分析结果。以保护装置动作后生成的报告为基础，结合故障录波、设备台账等信息，生成故障分析报告。二次设备在线监视对合并单元、智能终端、保护装置、测控装置、安稳控制装置、计算机、故障录波器、网络交换机、站控层服务器等进行实时状态监视。 1.3综合智能告警
综合智能告警实现告警信息在线综合处理、显示与推理。支持汇集和处理各类告警信息，对大量告警信息进行分类管理和综合或压缩，为不同需求形成不同的告警显示方案，通过直观形象的方式提供全面综合的告警提示。
1.4电能量计量
电量计量功能支持电能量数据的自动采集和存储，计量监测设备可自动记录设备的告警信息并分类处理上送。
2、设备评估类应用功能
设备评估类应用功能主要实现一次设备在线监测回。智能变电站内一次设备监测数据按间隔分布采集，并且统一布置监测子站。设备状态数据通过的前端传感器将原始信息传送至智能电子设备（ intelligent electronic device } IED ），监测子站负责收集前端IED的上送监测信息，然后上送至监测主站，IE D与监测子站之间传送报文格式为MMS。设备监测信息为非实时信息，在站内属于调度II区信息，通過II区数据通信网关机上送调度主站。高级应用服务器通过智能一次设备状态信息共享，拥有丰富维护检修的信息量，可监视和诊断智能一次设备以及通讯网络等的异常情况，实现设备在线状态评估和检修，并对设备运行可靠性进行评估。
3、辅助控制类应用功能
辅助控制类应用功能主要实现智能变电站的智能辅助控制。智能辅助控制系统包含多个子系统：视频监控系统、火灾报警系统、风机远程控制系统等，并在后台服务器实现各系统之间的联动。
结束语：随着技术的升级，使得在单一机器中完成远动、保护、监控、五防等所有变电站所需功能成为可能。当前己开展了各种形式的子系统融合等技术研究，均是为未来变电站一体化信息平台远景目标的实现奠定了基础。一体化信息平台同时涉及管理，专业整合等问题，需要逐步推进，在智能变电站建设中不断总结经验，完善设计，分阶段实施。
参考文献
[1] 国家电网公司.Q/GDW 383-2009智能变电站技术导则[S].北京：中国电力出版社，2009.
[2] 王冬青，李刚，何飞跃.智能变电站一体化信息平台的设计[J].电网技术，2010，34 （10） ：20-25.
[3} 黄少雄，黄太贵，程栩.智能变电站信息一体化平台建设方案研究[J].东北电力技术，2012. （2） ：21 -24.
[4] 高翔.智能变电站技术[M].北京：中国电力出版社，2011.
[5] 谭文恕.远动的无缝通信系统体系结构[J].电网技术，2001， 25（8） ：7-10
作者简介
陈世永（1972-），女，工程师，从事电力系统继电保护工程设计工作。
唐慧（1979-），女，工程师，从事电力系统继电保护工程设计工作。
[关键词]智能变电站 信息平台 数据估计 动态共享
中图分类号：TE848 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）41-0063-02
引言：智能变电站的信息系统是电网调度监测与运行控制最为重要的参量采集点和管控执行点，是对变电站自动化系统的继承和深化，信息系统可有效提高智能变电站对智能电网调度决策控制的支撑能力及其独立运行控制能力。该平台统一和简化了智能变电站的数据采集，形成唯一性"一致性的基础数据和信息，以标准的方式实现变电站内外实时数据及信息的交互和共享，并保留与电力数据网及其他软件的良好接口。
一、 统一信息平台
1、功能及结构
智能变电站内的一体化信息平台采集来自站内外的数据和信息，并对数据进行处理，完成数据辨识、数据估计、信息整合、信息分类、数据及信息记录和共享功能，为站内外使用者提供实时、安全的数据及信息资源。其数据及信息的流向如图 1 所示。
平台由多个子单元和 1 个中心单元组合而成，对变电站的数据和信息进行分层分布式处理。子单元基于局域观测，完成数据采集、辨识估计以及数据记录功能，根据预定制的信息提取规则，形成位于间隔层的信息源，并按要求将其传送给站内外使用者。 子单元可以位于间隔层的某个设备内，与间隔层其他功能合并组成一套设备。子单元的配置可以采取按间隔配置、按功能配置、按信息使用者配置、按宿主设备处理能力配置、按通信流量配置等方式。 平台的中心单元在站控层的层面上对全站数据进行数据辨识及估计，融合全站数据及信息，形成更高层次的数据库和信息库。
2、智能变电站的数据及信息
智能变电站采集的数据及信息包括：
2.1电網运行数据。包括反映电网运行状态的电压、电流、开关状态等一次设备的数据。
2.2变电站高压设备状态数据。包括反映站内高压设备运行状态的状态监测数据，反映与变电站相邻的运行设备（如输电线路）的状态监测数据。
2.3相邻变电站的数据。包括反映本站与相邻变电站的状态关联的数据，相邻变电站的运行状态数据。
2.4变电站保护控制设备以及其他设备的运行状态或控制状态数据及动作信息。
2.5来自用户的数据。
2.6保证变电站正常运行的环境数据，如站内火警监测数据，烟警监测数据，视频监测信息，甚至气象信息等。 基于各类数据及信息的实时性及可靠性要求的不同，在设计平台的过程中，必须对其采集和取用共享机制进行不同的处理，以保证数据的有效性和可用性。
3、 数据的辨识
数据辨识用于识别并剔除坏数据，并向数据的使用者提供必要的报警信息。目前有以下规则用于站内数据辨识，更多的规则可在实际应用中继续扩展。
3.1基于基尔霍夫电流定律的数据辨识。根据基尔霍夫电流定律，某一节点流入和流出的电流和应为零。在变电站内可以根据同一节点的所有设备的电流进行电流数据完备性的检测。如发现异常，可以进一步分析发生电流信息异常的设备。
3.2基于模拟量突变的联合数据辨识。反应电网运行状态的参量是相互关联的，运行状态的变化会同时体现在多个有关联的电流和电压上。因此当某个模拟量发生突变而其他关联的模拟量未发生变化时，可以推断该变化的模拟量数据出现异常。
3.3基于模拟量和状态量的联合数据辨识。断路器辅助接点位置信号与对应的电流或电压数据表达的信息在一段延时后不匹配，则推断出现异常。
3.4基于电流量和电压量的联合数据辨识。对于某些设备，流过该设备的电流和该设备的电压满足一定的规则。如不符合该规则，则推断该设备电流或电压数据出现异常。
3.5基于功率平衡的数据辨识。正常运行时检测各设备的功率平衡，如母线、变压器等具有多端量测信息的设备。如果流入流出的功率差额较大，说明功率信息异常。
3.6基于模拟量和状态量本身特征的数据辨识。模拟量或状态量的变化不符合规律，则认为数据发生异常。如模拟量数据以周期性的方波形式变化，或者状态量不停地抖动等。
3.7基于模拟量不平衡特征的数据辨识。模拟量不平衡特征的出现不符合规律，则认为数据发生异常。如在系统正常运行时，某个设备的零序、负序电流或电压突然跳变，而其他相关的量没有变化。
二、一体化信息平台应用功能
新一代智能变电站应支持电网调控一体化、设备检修专业化和运行维护一体化。根据调度技术支持系统的功能结构，实时监控与预警、调度管理、调度计划三大类功能的实现与变电站上送的信息及实现的功能密切相关。因此，一体化信息平台应用功能包括调度控制类应用#设备评估类应用、辅助控制类应用三方面。
1、调度控制类应用
1.1运行监视
电网运行监视包括电网稳态运行信息监视和电网动态运行信息监视两类子项功能。运行监视有效监测电网的实时运行状态，实现模拟量、状态量等稳态数据的实时采集，支持PMU动态数据的实时采集、显示和分析。
1.2二次设备在线监视与故障分析
二次设备在线监视与故障分析包括故障分析功能和设备在线监视功能。故障分析功能应在故障情况下对事件顺序记录、保护事件、相量测量数据及故障波形等信息进行数据挖掘和综合分析，生成分析结果。以保护装置动作后生成的报告为基础，结合故障录波、设备台账等信息，生成故障分析报告。二次设备在线监视对合并单元、智能终端、保护装置、测控装置、安稳控制装置、计算机、故障录波器、网络交换机、站控层服务器等进行实时状态监视。 1.3综合智能告警
综合智能告警实现告警信息在线综合处理、显示与推理。支持汇集和处理各类告警信息，对大量告警信息进行分类管理和综合或压缩，为不同需求形成不同的告警显示方案，通过直观形象的方式提供全面综合的告警提示。
1.4电能量计量
电量计量功能支持电能量数据的自动采集和存储，计量监测设备可自动记录设备的告警信息并分类处理上送。
2、设备评估类应用功能
设备评估类应用功能主要实现一次设备在线监测回。智能变电站内一次设备监测数据按间隔分布采集，并且统一布置监测子站。设备状态数据通过的前端传感器将原始信息传送至智能电子设备（ intelligent electronic device } IED ），监测子站负责收集前端IED的上送监测信息，然后上送至监测主站，IE D与监测子站之间传送报文格式为MMS。设备监测信息为非实时信息，在站内属于调度II区信息，通過II区数据通信网关机上送调度主站。高级应用服务器通过智能一次设备状态信息共享，拥有丰富维护检修的信息量，可监视和诊断智能一次设备以及通讯网络等的异常情况，实现设备在线状态评估和检修，并对设备运行可靠性进行评估。
3、辅助控制类应用功能
辅助控制类应用功能主要实现智能变电站的智能辅助控制。智能辅助控制系统包含多个子系统：视频监控系统、火灾报警系统、风机远程控制系统等，并在后台服务器实现各系统之间的联动。
结束语：随着技术的升级，使得在单一机器中完成远动、保护、监控、五防等所有变电站所需功能成为可能。当前己开展了各种形式的子系统融合等技术研究，均是为未来变电站一体化信息平台远景目标的实现奠定了基础。一体化信息平台同时涉及管理，专业整合等问题，需要逐步推进，在智能变电站建设中不断总结经验，完善设计，分阶段实施。
参考文献
[1] 国家电网公司.Q/GDW 383-2009智能变电站技术导则[S].北京：中国电力出版社，2009.
[2] 王冬青，李刚，何飞跃.智能变电站一体化信息平台的设计[J].电网技术，2010，34 （10） ：20-25.
[3} 黄少雄，黄太贵，程栩.智能变电站信息一体化平台建设方案研究[J].东北电力技术，2012. （2） ：21 -24.
[4] 高翔.智能变电站技术[M].北京：中国电力出版社，2011.
[5] 谭文恕.远动的无缝通信系统体系结构[J].电网技术，2001， 25（8） ：7-10
作者简介
陈世永（1972-），女，工程师，从事电力系统继电保护工程设计工作。
唐慧（1979-），女，工程师，从事电力系统继电保护工程设计工作。