[发明专利]一种电力设备状态监测装置的集成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力设备状态监测装置的集成方法，该方法能够实现IEC 61850技术体系之下不同厂商状态监测装置间的互操作与信息共享，属监测技术领域。

背景技术

从国内外电网相继发生的灾难性大停电事故调查显示，虽然有先进的控制系统、高级的运行应用软件，但是老化的输电网架、陈旧的输变电设备导致电网工作在危险区。输变电设备自身故障一直是危及电网安全运行的主要原因之一，而且在电网故障起因中所占的比例也相当大。国内外电网状态监测与检修技术在理论研究方面取得了较大的进展，并研发了针对输电线路、变压器和断路器等设备的在线监测与故障诊断装置，但在以下方面仍面临突出问题：

1)状态监测信息无法共享。状态监测系统还处于分散监测阶段，与计算机监控系统相互独立，电力控制中心与各个变电站之间，以及状态监测系统与其他系统之间，数据信息模型和通信接口高度异构，难以充分利用不同的信息进行设备的状态评估、故障诊断和状态检修。

2)状态监测装置之间互操作差。长期以来，国内外电力自动化设备厂商推出了各式各样的状态监测装置与系统，各个厂商根据自己的理解实现，通信协议不统一、功能和接口各不相同，导致目前各种通信协议并存的局面，不同厂家的各种设备甚至同一厂家生产的不同设备之间也不能直接通信，难以进行互操作，系统的升级和维护困难。

电网的智能化体现为全面、及时地掌握电网运行的信息，综合各自动化功能系统对信息分析的结果，做出最优的反应。解决上述问题的关键是采用满足智能电网所需要的、开放的、统一的能够保障不同厂商状态监测装置之间互操作的技术体系，只有这样才能减少设备接入与协议转换开销，降低集成与数据交换成本。

目前电力设备状态监测装置仍然是采用MODBUS、IEC 60870-5以及大量私有的状态监测通信技术与方法，还没有哪个通信协议能以绝对优势在电力行业中普及，各种通信协议并存、互不兼容，难以实现互操作，从技术上暴露出了大量的不足，主要表现在：

1)大多采用传统的串行工作方式，为低速网络设计，并且采用点到点的电路交换方式进行数据传输，独占通信信道。

2)采用面向字符标志的传输协议，主要考虑具体设备的数据格式的统一，其数据传送效率不高，可用性不强、信息发布量小。

3)不仅需要考虑网络连接的维护，对每一层数据包都进行详细定义，还必须处理具体的报文格式、高低字节等问题，其扩展性、可读性差。

4)采用面向点的数据描述方法，没有对各种实际设备进行建模和描述，导致不同系统之间互操作性差。

在实际应用中，造成状态监测装置主要是孤立运行，或集成到现有的SCADA系统中，都难以满足智能电网状态监测通信集成的需要。

国际最新的变电站网络通信技术体系IEC 61850采用分层分布式体系、面向对象建模、特殊通信服务映射SCSM、抽象通信服务接口ACSI、制造报文规范MMS和基于XML的系统配置描述语言SCL等新思想与新技术，在国内外数字化变电站中正在受到推崇，国内外基于IEC 61850的数字化变电站陆续投入运行或正在建设。在此背景下，状态监测集成平台显然也必须支持IEC 61850技术体系，否则无法与数据采集与监视控制系统SCADA与变电站自动化等其它IEC 61850系统进行互操作。但是，实现基于IEC 61850的状态监测装置的通信集成，还需要解决如下问题：

1)IEC 61850是一个庞大的技术体系，并没有停留在通信协议的层次上，也未定义具体的实现细节。另外，IEC 61850作为变电站内部通信网络的技术体系，主要偏重于变电站自动化系统中继电保护、测量、控制等模型的定义，而状态监测集成平台所需要的是高压设备状态数据，虽然IEC 61850中定义了包括液体介质绝缘、气体介质绝缘、电弧监视与诊断和局部放电等专门的逻辑节点，但无法全面满足电力设备状态监测通信集成的需要，因此必须结合电力设备状态监测的特点与实际需要，实现状态监测装置的无缝通信。