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    關于五采智電稿件錄用通知

    電力系統通用服務協議一致性測試技術等稿件錄用通知


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    顧俊捷 ,等《電力系統通用服務協議一致性測試技術》

    研究概述

      為解決基于電力系統通用服務協議(GSP)的變電站自動化遠程運維互操作測試問題,提出電力系統通用服務協議一致性測試技術。搭建了由GSP一致性測試工具、遠程運維主站、變電站自動化遠程運維對象、保護測控仿真系統等設備構成的GSP一致性測試系統平臺。設計了面向遠程運維服務的相關肯定性及否定性測試用例,并提供面向服務的函數接口以供自定義測試用例調用。GSP一致性測試系統平臺可自動執行遠程運維服務的測試用例,自動分析被測對象的響應報文,輸出測試結果,實現試驗過程中的全閉環,提高測試的效率和質量,支撐電力系統通用服務協議實用化應用。??????????


    研究背景

      ?隨著電力物聯網的建設,要求萬物互聯,互聯的基礎是物聯模型和通信協議。目前變電站的通信協議主要采用了IEC61850、IEC60870- 5-104等規約,缺乏可控自主性,安全性、可控性無法得到保障。變電站作為電力物聯網的感知層,需要進行安全、靈活接入,其通信安全影響著電力物聯網的建設。電力系統通用服務協議(General Service Protocol, GSP)采用面向服務的體系架構(Service-Oriented Architecture, SOA),通過一系列的接口服務實現服務消費者和服務提供者間的信息交換。GSP具有自描述和動態維護特性,采用面向對象的M編碼方式,吸收高效實時數據通信的技術特點,支持面向對象的高效實時數據通信服務。目前國內已經著手開展將IEC 61850中定義的抽象通信服務接口映射到GSP,以替代IEC 61850-8-1 映射至MMS,研發具有完全自主知識產權的通信協議軟件包及其調試工具,并開展互操作一致性測試。為適應電網快速發展生產運行的需要,針對當前變電站自動化運維模式落后、技術手段單一及效率低下的現狀,江蘇電網建設了變電站自動化遠程運維系統,采用基于GSP的變電站自動化遠程運維體系架構,構建了覆蓋感知層、網絡層、平臺層、應用層的遠程運維體系。遠程運維交互信息采用結構化數據,根據運維業務的需求遠程運維服務需支持動態擴展。采用GSP協議提高變電站自動化信息交互接入能力,打通專業數據壁壘,整合調控運行數據及檢修數據資源,支撐高效運檢。

      為保證電力系統通用服務協議在變電站自動化遠程運維的可靠應用,提升遠程運維系統各設備間互操作能力,亟需開展GSP一致性測試技術研究。雖GSP在國內主流監控廠商已開展多次互操作測試,但都是以互連互通為目的,未考慮一致性測試及現場應用的需求,特別對于否定性測試,未經有效驗證。本文提出GSP一致性測試技術,研制了GSP一致性測試系統平臺,建立面向遠程運維應用的GSP測試用例庫,涵蓋肯定性測試與否定性測試,并支持測試用例的靈活編輯,滿足后續新技術的應用需求。


    研究結論

      本文針對目前電力系統通用服務協議在變電站自動化遠程運維方向的應用缺乏一致性測試手段的現狀,開展了GSP一致性測試技術研究:

      (1)?根據變電站自動化遠程運維信息交互應用需求,提煉了GSP一致性測試需求;

      (2)?設計了GSP一致性測試系統,開發了面向遠程運維服務的GSP一致性測試工具;

      (3)?設計了面向遠程運維管理服務和應用服務的正反向測試用例,開展相應的肯定性測試與否定性測試,支持自動輸出測試結果,形成對應的測試報告。

      (4)?研制的一致性閉環測試系統已在實驗室進行了應用,對國內主流的八家監控廠商自動化產品進行了測試,測試情況表明,軟件平臺性能穩定,能自動完成所需的閉環測試,顯著減少測試中的人工干預,具有較高的執行效率。




    曹衛國、宋強、李科,等《智能變電站二次安措在線監控和校核系統的設計與實現》

    研究概述

    ? ? 針對目前智能變電站在二次安措票填寫及安措執行效率不高且容易出錯、在線監視和校核無法覆蓋所有二次安措狀態的情況,提出了一種基于MMS網的二次安措在線監視和校核方法,設計了一套二次安措系統。系統集成了安措票手動圖形開票及一鍵自動生成功能,自動導出word格式的安措票及xml格式的電子安措票。開發了一種具有回傳功能的離線終端,解析電子安措票,加以配合二次安措服務器從MMS網實時采集信息,由監護人員對每步操作進行確認,進而實現所有二次安措狀態的采集、監視和校核。通過自動生成與在線監視校核兩方面,提高智能變電站現場改擴建、檢修和缺陷處理的工作效率,同時降低人為因素造成工作失誤的風險。

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    研究背景

    ?智能變電站采用先進、可靠、環保的智能設備,在IEC61850通信規范基礎上實現了全站信息數字化、通信平臺網絡化,改變了以往傳統變電站采集、保護、出口由單一裝置實現的現狀,而由繼電保護、合并單元、智能終端等自動裝置連接組成的系統來實現。隨著我國經濟技術發展,對電力需求越來越大,“十三五”期末預計新建智能變電站將達到8 000座,我國已成為智能變電站投運數量最多的國家。二次檢修安全措施作為應對智能變電站投運后消缺、檢修、升級及改擴建等現場工作的技術保障,對確保智能變電站人身和設備安全及電網的穩定可靠運行具有重要意義。

    目前在智能變電站二次安措方面已有較多的研究。在安措票自動生成方面,基于SCD對象模型、典型繼電保護語義、形式化描述機制、專家系統等技術,實現了安措票的自動生成,大幅提高安措票編制的效率和正確性。在安措票閉環管理方面,基于移動作業終端,建立一套完整的二次安措信息化管理系統,通過該系統可以實現安措信息的全過程收集及無紙化辦公,實現了安措票的全生命周期管理。在二次安措具體實施方面,提出了二次安措的一般性原則,并分析了典型檢修狀態以及非典型檢修狀態下的具體實施細節。在安措工作管理方面,提出了一套基于移動互聯網的二次安措確認系統,使試驗人員嚴格按照流程執行安措工作,保重了安措工作的安全、正確執行。在二次安措離線校核方面,主要研究安措票的校核,檢驗該操作是否會造成保護的誤閉鎖或誤動作。在二次安措在線監視校核方面,主要實現軟壓板的監視和遙控防誤閉鎖。以上幾個方面研究多是相互獨立開展,并沒有融合貫通構成完整的二次安措系統,且在線監視和校核僅僅是對于可從站控層網絡上實時采集的部分信息簡單監視,例如軟壓板、檢修壓板等,無法實現包括空開、出口硬壓板、CT/PT端子連片等在內的所有相關信息全覆蓋全流程監視和校核。


    研究結論

    本文針對目前智能變電站在二次安措票填寫及安措執行效率不高且容易出錯、在線監視和校核無法覆蓋所有二次安措狀態的情況,開展了二次安措在線監視和校核系統的研究:

    (1)分析了二次安措在線監視及校核的需求,提出二次安措在線監視和校核系統的方案設計和軟件實現方法,設計了一套二次安措系統,開發了一種具有回傳功能的離線終端。

    (2)開發了安措配置自動出票管理軟件,支持自動和手動出票功能,形成符合各地安措要求的word和xml版安措票。

    (3)研制的二次安措在線監視和校核系統已在實驗室進行了應用,實現安措執行過程中所有安措狀態信息的在線監視和校核、故障定位和告警等功能。輔助檢修人員開展二次安措工作,提高工作的正確性和安全性。





    朱如意,等《基于三維引擎的變電站二次系統三維模型庫設計及管理系統》

    研究概述

    ? ??針對當前輸變電工程中變電站二次系統三維建模關鍵技術的缺失,廣泛調研變電站各類二次對象,面向不同電壓等級、不同類型的設備,在建模的范圍與深度和模型的屬性兩方面進行深度研究。采用Unity3D三維引擎配合3DMax建模開發一款模型庫設計軟件,建立二次對象三維基本模型庫;基于二次系統基本模型庫采用圖形化的方法搭建模型,形成二次對象組合模型庫;支持模型的上傳、下載、索引及版本的管理。通過二次對象模型庫設計及管理系統的研究,確保了輸變電工程模型庫的完整,實現了模型庫的標準化和共享化的目標,達到了二次系統三維的工程化水平。

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    研究背景

    三維建模及運維應用已逐步進入到了各個行業領域,如電力、石化、建筑等,成為國內外高水平公司在工程設計、工程管理及工程實施、運行階段的重要輔助手段。目前,國網電氣一次專業、土建專業三維數字化技術的研究及應用已趨于標準化和推廣階段。

    ? ? 隨著國網公司《輸變電工程三維設計模型交互規范》系列標準的發布,電網信息模型GIM進入工程化階段,達到統一模型構建方法、數據組織、編碼統一和交互規則的目的。同時,《三維設計通用模型庫應用目錄(2018版)》的發布,統一建模了14大類電氣一次設備、動力設施、水工暖通設施等471個三維通用模型,按照統一的模型深度、統一的技術參數、統一的接口建模,實現模型的通用性和標準化。三維設計的標準化建設成果已日趨成熟并進入推廣應用階段。但是,輸變電工程三維設計相關標準和模型庫目錄中,只規定了線路及變電一次設備的建模規范和數字化移交要求,缺少變電站二次系統三維設計方面相關關鍵技術研究,比如二次對象模型庫、二次回路邏輯文件、二次應用接口文件等,導致輸變電工程三維設計數字化移交不完整、數字檔案不齊全。其中,變電二次方面更多的是體現功能原理,較難的是二次三維實物模型,相關的三維數字化方面的研究還較少,二次系統三維數字化方面仍處于起步階段。變電站二次三維建模方面的缺失影響智能變電站工程三維設計覆蓋范圍和應用效果,同時制約著二次系統三維全景可視化展示及高效運檢。針對二次對象的三維模型不完整,廣泛調研變電站各類二次對象,確立二次三維建模的范圍、深度和參數,構建全面完善的二次對象三維模型并形成有效的模型管理庫,將對電網建設和生產階段產生積極作用。同時,現有的三維模型建立手段較為復雜,開發一款智能變電站二次對象模型庫設計軟件,具有基本模型庫設計、組合模型庫設計、模型庫管理等功能,具有重要的意義。


    研究結論

      本文面向智能變電站二次系統,針對當前輸變電工程中變電站二次系統三維建模關鍵技術的缺失,采用Unity三維引擎配合3Dmax建模工具,開展二次系統三維模型庫設計及管理的技術研究:

    (1)?對不同電壓等級、不同類型的設備,從建模的范圍與深度和模型的屬性進行研究,建立基本模型庫。

    (2)?基于基本模型庫,采用圖形化的方式搭建模型,建立組合模型庫;設置組合模型的基本屬性以及特殊屬性,包括設備類型、設備型號、生產廠商、PMS設備ID號、物料編碼等,在模型展示的時候進行關聯性展示,為各階段模型移交提供保障。

    (3)?開發一套模型控制器工具,方便操作、組合模型,可以對模型進行移動、縮放、旋轉等操作。

    (4)?對模型進行減面優化、模型合并優化、材質貼圖優化以及LOD細節層次優化,降低場景的復雜度,提高場景的實時性,減少性能,加快處理速度。

    (5)?考慮到與一次設備進行良好的兼容,開發一套GIM解析及生成工具,可以將模型的格式裝換成GIM格式。

    (6)?為有效管理模型,維護模型庫的獨立性及完整性,開發模型庫管理系統,包括模型預覽、信息屬性查詢、組合模型的保存導出、增加模型及刪除模型。

    1模型庫設計軟件平臺架構圖






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