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摘要：本文以智能变电站二次回路全景模型为基础进行了研究，首先分析了全景模型的用途，其次对该模型的操作方法和工具的功能进行了阐述，最后对全景模型的应用效益进行了评估。促进了二次回路全景模型建模过程的标准化和统一，为后期不同设计工具实现文件交互扫清障碍。
关键词：智能变电站;二次回路;全景模型;效益分析
1智能变电站二次回路全景模型主要用途
本项目的研究对象是智能变电站二次回路的全景模型，所谓“全景模型”包括了物理回路模型和逻辑回路模型两个部分，逻辑回路模型无论是在规范、设计方面，还是在工程应用方面都已经进行了较为充分的研究，而物理回路模型的相关研究还处于起步阶段，项目将参考逻辑回路模型已有的相关经验，重点研究物理回路模型的建模、设计流程、逆向解析和虚实对应等方面内容。
2二次回路全景模型操作方法
全景模型的建模、逆向解析和虚实对应技术的研究，解决了理论算法问题，而真正要在实际中发挥作用还需依靠全景模型配置工具和可视化工具的开发。
2.1全景模型配置工具功能介绍
完整无误地导入IPCD和ICD文件中的模型信息和赋值，支持可视化的物理回路连接功能，通过可视化方式配置SPCD文件，支持可视化的逻辑回路连接功能，通过可视化方式配置SCD文件，支持设备板卡和端口的再修改功能，配置结果应符合Q/GDW1396标准，支持SCD文件和SPCD文件的输出，支持SCD文件中包含物理端口，支持间隔创建、间隔复制功能，支持装置模板库的创建，支持数据库的导入导出，支持工程版本的管理，支持光缆的自动生成。
2.2可视化工具功能介绍
支持导入和解析SCD文件和SPCD文件，支持获取SCD文件中的Inputs信息，提取物理端口号，按照层级逐层解析，包括变电站、区域、屏柜、设备、端口、光缆，提取相关信息元素，提供树形导航界面，按层级进行展示，展示区域信息，包括各类小室、户外等图形信息，点击区域图进入屏柜信息图，在相应的屏柜图中显示所有设备信息，点击屏柜进入线缆信息图，线缆信息图包括屏柜内的线缆信息和屏柜间的线缆信息，屏柜内的线缆信息图通过解析IntCore元素获取，屏柜间的线缆信息通过解析Cable元素获取，屏柜内线缆布局应采用以被查看设备为中心，两侧为相关设备，光纤两端应有端口号，光纤应有命名，屏柜间线缆布局采用两级展示，第一级应采用以被查看屏柜為中心，两侧为相关屏柜，光缆应有命名，当点击光缆后进入第二级展示，第二级展示同上述屏柜内线缆布局一样，即以被查看设备为中心，两侧为相关设备，光缆两端应有端口号，光纤应有命名，展示工具应支持“虚实对应”展示，点击物理光纤可以显示光纤信息中的逻辑回路信息，点击逻辑回路信息可以显示其传输的物理光纤信息。
3试验检验结果
3.1工程应用实例
本项目成功应用于天津某500kV变电站、某220kV变电站的设计、调试及运维过程。其中500kV变电站为无人值守变电站，按照智能变电站设计。站内主要建筑物：主控通信室、泡沫消防间。全站总建筑面积约为395m2。主控通信室为地上一层建筑，为一字形布置，平面外形尺寸29.50m*12.60m（轴线尺寸），建筑面积约为395m2，建筑高度为5.21m，建筑体积约为2058m3。一层设置公用及通信二次设备室、蓄电池室、门斗、卫生间、资料室、安全工器具室等。每个房间设有至少一个对外出入口。泡沫消防间为地上一层建筑，平面外形尺寸9.0m*8.0m（轴线尺寸），建筑面积约为72m2，建筑高度为4.90m，建筑体积约为352.8m3。
设计阶段，通过配置手段实现了光缆联系图的模板化和文本化，通过设计流程导出了SPCD和SCD文件，SPCD和SCD文件图形化展示软件主要集中用于校审核及逻辑回路修改。软件提供虚拟二次回路展示功能，通过对虚端子分类分层次、使用不同的颜色决策等方式快速定位到所需浏览的虚拟二次回路，通过图形化的方式代替以往的虚端子表、光缆表格校核，以提高校审核效率。针对校审核后的修改结果，软件提供比对功能，通过对校核修改前及修改后的结果进行比对提示，快速验证修改的正确性。
调试阶段，调试人员需要根据设计阶段的图纸和SCD文件，生成各装置配置文件，下装后开展联调测试工作。通过SPCD文件的解析工具，能够了解各类装置背板光纤的作用，在进行设备调试时可以做到有的放矢，有效提高了调试效率。
500kV输变电工程投运后，本项目成果将作为运维工具，提供以装置为单位的图形化逻辑和物理连接关系展示，实现图形化逻辑和物理连接关系的跳转导航功能，以方便运维人员直观、全面地了解智能变电站中虚实连接关系。
3.2直接经济效益
本项目研究的建模方法及配置工具，使得在设计阶段，逻辑回路和物理回路解耦设计，可并行设计逻辑回路配置文件和物理回路配置文件，缩短设计时间，减轻设计人员工作强度，提高设计人员工作效率，从而降低设计过程中的人工成本，以及随之而来的办公场所租金、设计所用设备的使用成本。以一座中等规模的220kV智能站为例，可减少智能站设计阶段人工成本8万元：由于减轻了设计过程二次回路配置难度，使得智能站二次回路设计过程工作量减少，按照减少设计人员8人计，每人每天的人工费按照1000元计，由于工作效率提高，设计时间缩短，节省设计时间10天，总体来讲即减少8位设计人员10天的工作量，可节省设计过程中人工成本8万元，计算公式为：减少的设计人员（8人）*每人每天人工费（1000元/（人·天））*缩短的设计时间（10天）。
可减少办公及设备使用成本40万，计算公式为：减少设计人员（8人）*每人每天办公及设备使用成本（5000元/（人·天））*缩短的设计时间（10天）。
以一座中等规模220kV智能变电站在近4年的设计阶段成本变化为例，采用本项目成果后，由于二次回路设计过程简化，其设计阶段成本可降低约48万元，其中人工成本8万元，办公及设备使用成本40万元。
3.3推广应用情况及前景
本项目依托现行规程、规范及国际标准，充分借鉴虚端子回路的连接配置方法及工程实施流程，总结以往工程经验和相关行业的有益经验，紧密结合国内智能变电站的建设和运行特点，对物理端口和回路建模，以及设计流程和逆向解析方法进行深入研究，最终通过确立规范和新软件系统的研发引入实现对现存问题的整体解决。
4结束语
由于本项目将二次回路的信息模型化，为二次回路信息的进一步开发利用奠定了基础，后期可以基于二次回路全景模型开发和定制更丰富的应用，为后期智能站运维和图纸管理提供更大的便利。另外，本项目提出的建模语言和文件格式为二次回路的建模提供了一种参考，本项目的推广应用，必将扩大其建模语言和文件的格式的应用范围，促进二次回路全景模型建模过程的标准化和统一，为后期不同设计工具实现文件交互扫清障碍。
参考文献：
[1]韩大江，陶颋晟.智能变电站二次回路故障诊断方法研究[J].工程技术（文摘版），2016（4）：00166-00166.
[2]葛立青，赵光元，杨凡，等.智能变电站二次回路故障诊断方法研究[J].智能电网，2014，000（006）：28-31.
关键词：智能变电站;二次回路;全景模型;效益分析
1智能变电站二次回路全景模型主要用途
本项目的研究对象是智能变电站二次回路的全景模型，所谓“全景模型”包括了物理回路模型和逻辑回路模型两个部分，逻辑回路模型无论是在规范、设计方面，还是在工程应用方面都已经进行了较为充分的研究，而物理回路模型的相关研究还处于起步阶段，项目将参考逻辑回路模型已有的相关经验，重点研究物理回路模型的建模、设计流程、逆向解析和虚实对应等方面内容。
2二次回路全景模型操作方法
全景模型的建模、逆向解析和虚实对应技术的研究，解决了理论算法问题，而真正要在实际中发挥作用还需依靠全景模型配置工具和可视化工具的开发。
2.1全景模型配置工具功能介绍
完整无误地导入IPCD和ICD文件中的模型信息和赋值，支持可视化的物理回路连接功能，通过可视化方式配置SPCD文件，支持可视化的逻辑回路连接功能，通过可视化方式配置SCD文件，支持设备板卡和端口的再修改功能，配置结果应符合Q/GDW1396标准，支持SCD文件和SPCD文件的输出，支持SCD文件中包含物理端口，支持间隔创建、间隔复制功能，支持装置模板库的创建，支持数据库的导入导出，支持工程版本的管理，支持光缆的自动生成。
2.2可视化工具功能介绍
支持导入和解析SCD文件和SPCD文件，支持获取SCD文件中的Inputs信息，提取物理端口号，按照层级逐层解析，包括变电站、区域、屏柜、设备、端口、光缆，提取相关信息元素，提供树形导航界面，按层级进行展示，展示区域信息，包括各类小室、户外等图形信息，点击区域图进入屏柜信息图，在相应的屏柜图中显示所有设备信息，点击屏柜进入线缆信息图，线缆信息图包括屏柜内的线缆信息和屏柜间的线缆信息，屏柜内的线缆信息图通过解析IntCore元素获取，屏柜间的线缆信息通过解析Cable元素获取，屏柜内线缆布局应采用以被查看设备为中心，两侧为相关设备，光纤两端应有端口号，光纤应有命名，屏柜间线缆布局采用两级展示，第一级应采用以被查看屏柜為中心，两侧为相关屏柜，光缆应有命名，当点击光缆后进入第二级展示，第二级展示同上述屏柜内线缆布局一样，即以被查看设备为中心，两侧为相关设备，光缆两端应有端口号，光纤应有命名，展示工具应支持“虚实对应”展示，点击物理光纤可以显示光纤信息中的逻辑回路信息，点击逻辑回路信息可以显示其传输的物理光纤信息。
3试验检验结果
3.1工程应用实例
本项目成功应用于天津某500kV变电站、某220kV变电站的设计、调试及运维过程。其中500kV变电站为无人值守变电站，按照智能变电站设计。站内主要建筑物：主控通信室、泡沫消防间。全站总建筑面积约为395m2。主控通信室为地上一层建筑，为一字形布置，平面外形尺寸29.50m*12.60m（轴线尺寸），建筑面积约为395m2，建筑高度为5.21m，建筑体积约为2058m3。一层设置公用及通信二次设备室、蓄电池室、门斗、卫生间、资料室、安全工器具室等。每个房间设有至少一个对外出入口。泡沫消防间为地上一层建筑，平面外形尺寸9.0m*8.0m（轴线尺寸），建筑面积约为72m2，建筑高度为4.90m，建筑体积约为352.8m3。
设计阶段，通过配置手段实现了光缆联系图的模板化和文本化，通过设计流程导出了SPCD和SCD文件，SPCD和SCD文件图形化展示软件主要集中用于校审核及逻辑回路修改。软件提供虚拟二次回路展示功能，通过对虚端子分类分层次、使用不同的颜色决策等方式快速定位到所需浏览的虚拟二次回路，通过图形化的方式代替以往的虚端子表、光缆表格校核，以提高校审核效率。针对校审核后的修改结果，软件提供比对功能，通过对校核修改前及修改后的结果进行比对提示，快速验证修改的正确性。
调试阶段，调试人员需要根据设计阶段的图纸和SCD文件，生成各装置配置文件，下装后开展联调测试工作。通过SPCD文件的解析工具，能够了解各类装置背板光纤的作用，在进行设备调试时可以做到有的放矢，有效提高了调试效率。
500kV输变电工程投运后，本项目成果将作为运维工具，提供以装置为单位的图形化逻辑和物理连接关系展示，实现图形化逻辑和物理连接关系的跳转导航功能，以方便运维人员直观、全面地了解智能变电站中虚实连接关系。
3.2直接经济效益
本项目研究的建模方法及配置工具，使得在设计阶段，逻辑回路和物理回路解耦设计，可并行设计逻辑回路配置文件和物理回路配置文件，缩短设计时间，减轻设计人员工作强度，提高设计人员工作效率，从而降低设计过程中的人工成本，以及随之而来的办公场所租金、设计所用设备的使用成本。以一座中等规模的220kV智能站为例，可减少智能站设计阶段人工成本8万元：由于减轻了设计过程二次回路配置难度，使得智能站二次回路设计过程工作量减少，按照减少设计人员8人计，每人每天的人工费按照1000元计，由于工作效率提高，设计时间缩短，节省设计时间10天，总体来讲即减少8位设计人员10天的工作量，可节省设计过程中人工成本8万元，计算公式为：减少的设计人员（8人）*每人每天人工费（1000元/（人·天））*缩短的设计时间（10天）。
可减少办公及设备使用成本40万，计算公式为：减少设计人员（8人）*每人每天办公及设备使用成本（5000元/（人·天））*缩短的设计时间（10天）。
以一座中等规模220kV智能变电站在近4年的设计阶段成本变化为例，采用本项目成果后，由于二次回路设计过程简化，其设计阶段成本可降低约48万元，其中人工成本8万元，办公及设备使用成本40万元。
3.3推广应用情况及前景
本项目依托现行规程、规范及国际标准，充分借鉴虚端子回路的连接配置方法及工程实施流程，总结以往工程经验和相关行业的有益经验，紧密结合国内智能变电站的建设和运行特点，对物理端口和回路建模，以及设计流程和逆向解析方法进行深入研究，最终通过确立规范和新软件系统的研发引入实现对现存问题的整体解决。
4结束语
由于本项目将二次回路的信息模型化，为二次回路信息的进一步开发利用奠定了基础，后期可以基于二次回路全景模型开发和定制更丰富的应用，为后期智能站运维和图纸管理提供更大的便利。另外，本项目提出的建模语言和文件格式为二次回路的建模提供了一种参考，本项目的推广应用，必将扩大其建模语言和文件的格式的应用范围，促进二次回路全景模型建模过程的标准化和统一，为后期不同设计工具实现文件交互扫清障碍。
参考文献：
[1]韩大江，陶颋晟.智能变电站二次回路故障诊断方法研究[J].工程技术（文摘版），2016（4）：00166-00166.
[2]葛立青，赵光元，杨凡，等.智能变电站二次回路故障诊断方法研究[J].智能电网，2014，000（006）：28-31.