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智能变电站动态重构技术研究

2015-07-09 00:05
默菲
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  变电站形态由传统变电站发展为智能变电站后,变电站的运行维护手段没有得到有效提升。设备出现异常后,仍须检修人员携带备品备件迅速赶往现场进行设备维护或更换。如果没有备品备件或故障原因复杂,还需要等待厂家工程服务人员去现场服务。这些都增加了设备停运时间及检修、工程服务人员的劳动强度。

  在智能变电站实践过程中,二次系统由过程层设备实现与一次系统的采样控制接口,间隔层设备与工程现场不再直接联系,间隔层设备所需信息在智能变电站中全部通过通信方式获得,间隔层设备的硬件和软件平台的设计可以实现一定程度的通用化,不同功能的间隔层设备可以采用通用的硬件和软件平台,可以由应用软件实现面向不同设备以及不同工程现场的间隔层功能。

  随着计算机技术的发展,应用软件的动态装载技术已经成为可能,因此,动态重组在此基础上深入研究智能变电站二次间隔层设备的通用化技术和备用技术,并研究二次设备失效后备用设备的应用软件的动态装载技术和在线启运技术,实现根据间隔层失效设备在线配置所需的应用软件并动态启动备用设备,在极短时间内即可恢复已失效功能,实现二次功能的备用部分的自动替代性恢复,从而及时恢复系统完整性并提供给检修人员充裕的时间处理故障。

  本文将信息工程领域的计算机软件技术——信息重构技术引入智能变电站二次系统设计中,阐述了动态重构技术应用于智能变电站二次系统的适用性,提出了可用于二次系统的设计理念。

  1智能变电站动态重构

  1.1系统配置原理

  系统重构在开发早期是作为信息工程领域的技术,主要用于修改代码结构和流程设计。随着这项技术的不断发展,其技术不断形成系统,目的在于不改变已有系统功能的情况下,通过修改系统的运行方式来满足需求变化。

  动态重构是指在系统实时运行的过程中对功能进行动态配置。其实现方式如图1所示。

  图1动态重构方式

  动态重构在现阶段功能实现主要包括软件重构、硬件重构以及二者的协同。软件部分属于软件工程研究领域范畴;硬件重构技术多基于现场可编程门阵列(FPGA)实现,可重构控制模块能够驱动FPGA实现资源的高速功能变换,目前FPGA越来越成为可重构技术的热点;软硬件的协同技术指根据系统功能需求,统筹考虑性能、成本等因素合理配置软硬件功能,可以有效提高效率,节约成本。

  1.2基本框架

  二次监测评估及重构管理系统实现主运行设备与重构设备的监测信息采集、根据规则库评估设备运行状态、匹配重构控制策略、管控主运行设备与重构设备的切换等任务。同时,二次监测评估及重构管理系统的运行状态及监控信息传给站控层监控系统,实现站控层监控系统的一体化信息采集。

  动态重构基础按照系统结构分为过程层、间隔层和站控层,在这一点上与智能变电站相配合,所不同之处在于间隔层增加了备用的IED,站控层增加了管控主机。如图2所示。

  图2二次系统重构实现架构图

  管控主机可以监视全站IED的状态变量,在线评估IED运行状态,而管控主机可以控制和管理全站IED。在某个IED故障时,给予告警并记录信息,同时显示故障IED的历史运行信息,对故障进行分析,并指导运行人员做出判断,这样实现IED重构。

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