朱宁，王志鹏，闫小向，蔡会会

（1.国网青海省电力公司西宁供电公司，青海 西宁 810000；2.南京德软信息科技发展有限公司， 江苏 南京 210000）

智能变电站概念的提出是建立在传统变电站功能不断完善发展和智能化演变的过程中。智能变电站采用现代化的智能电气设备，全站设备的数字化信息数据具有在网络化通信平台实现信息共享标准化的属性特点，能够自动进行全站一两次设备及运行状态信息的采集、计量、测量、保护、控制、监视等基本功能。同时支持电网实时智能调控、协同管理及互动、在线辅助决策等高级功能。

随着智能变电站规模的不断扩大和功能的不断扩展完善升级，变电站系统内数据采集及分配环节变得异常繁杂。而数字信号与传统信号的传输差异较大，由此加大了调试和维护难度，造成调试周期过长。另外，现场调试和维护人员学习和理解比较困难，因此开展研究基于自适应功能的多应用模式智能变电站实用化调试与分析系统很有意义。

1 智能变电站调试方法、流程及现状分析

1.1 调试方法概述

智能变电站与常规变电站的调试方法在原理上相似，但具体的操作方法和使用的调试设备不同。常规变电站通过电气数据采集、测量和计算分析进行检测调试，而智能站的调试方式由电气检测变为对SV、GOOSE等网络报文信息的抓取和智能分析，测量装置从原来的传统测量装置变为智能化的数字化分析仪。然而，尽管数字化分析仪在数据的模拟构建及网络报文的抓取分析方面能够提高调试分析效率，但前提是有关调试人员能够充分理解掌握SCD文件的解读和基本网络报文的分析，这对调试人员的素质提出了很高要求。通常只有经过专业训练的高级工程师才能完成相关的调试操作，局限性较大。

1.2 调试流程

智能变电站调试流程分为：（1）智能化电气设备（IED）的配置和SCD文件生成；（2）系统调试首先进行IED设备单独调试，主要完成IED单装置功能测试验证，然后进行系统内IED设备组态，完成二次系统设备集成后的联合功能检测，包括通信协议、网络信息安全、时间同步及动模试验等；（3）现场投运调试的重点是保证回路正确无误前提下的完整性，调试需保证光纤通信回路连接可靠，通信链路可视、可控。现场的起动试验主要完成一两次设备在闭环状态下的功能验证。

1.3 现状分析

目前，国内外在变电站调试分析工具方面开展了大量研究，也开发了很多测试设备及软件调试系统，取得了显著成果。国外OMICRON公司很早就开发了IED Scount软件作为IEC61850的GOOSE发布者和订阅者，该软件主要是简单发布GOOSE数据，同时也提供了部分简单的分析功能。但对于普通的运维调试人员很难学习和掌握其测试方法，在SCD配置文件的调用以及数据的管理方面也存在较大缺失和不足。

国内的主要测试设备是继电保护测试仪，它用于模拟SV、GOOSE数据，不能监测网络报文情况，也不能实施警告；在智能变电站中在线运行的网络报文设备只能抓取保存原始报文，缺少对报文的智能分析、数据的模拟，更没有对MMS通信的测试功能。

综合以上问题，本文通过研究多应用模式的通用MMS客户端，实现对不同厂家、不同的智能设备MMS常规功能的调试和测试，能够对网络报文信息进行监视和智能告警，可移植的系统设计使用户能够在专业调试设备和普通终端设备上方便使用，有效提高调试分析效率和运维能力。

2 关键技术分析研究

2.1 SCD配置文件的快速解析技术研究

根据IEC61850-6标准（系统配置描述语言），在保证结果完整性和正确性的前提下，实现快速高效地解析SCD配置文件和GOOSE的输入、输出虚端子，并能以图形化展示虚端子连接情况。

2.2 SCD文件规范性自动测试及比对技术

首先针对不同厂家IED设备的XML配置文件组成关系及解析方法特点进行比较和总结，提出SCD比较规范；然后研究开发SCD配置文件差异性比对算法，通过先进的比对算法开发SCD配置文件可视化校验比对工具，帮助运维专业人员快速对修改内容进行正确性和完整性审核，判断SCD文件修改的内容对正常运行间隔的影响范围；根据SCD不同历史时期版本比对，最终实现智能变电站在线运行设备装置中的模型与配置文件SCD模型、配置参数的一致性校验。

2.3 GOOSE图形化仿真和故障回放技术

基于SCD模型文件和GOOSE发送机制的报文协议格式，根据SCL解析出来的GOOSE输出虚端子，实现动态演示GOOSE信号传递过程和故障回放功能，一来验证模型的完整性，同时验证了GOOSE信号的正确性。调试人员能快速方便地查看网络上报文的收发情况、数据的实时值、各种电气量、开关量等信息，并能快速、准确定位二次信号回路的通断情况和故障信息，有问题及时排查解决。

2.4 研究多应用模式的通用MMS客户端

深入分析MMS客户端的结构和功能，基于MMS体系的消息流程和系统结构，研究适用于站内所有智能设备的通用MMS客户端，极大方便调试人员在通用客户端平台上利用MMS交流信息，最终实现对不同厂家、不同的智能设备MMS常规功能的调试和分析测试。

2.5 新型实用化调试与分析系统开发方案

根据智能变电站实际功能需求，本文提出一种实用化调试与分析系统开发方案，其系统功能的开发提供包括IED设备配置模型子系统、网络报文数据管理子系统、图形展示子系统等。IED设备配置模型子系统主要功能是对IED装置的ICD模型进行描述及配置管理，包括虚端子连接配置图和逻辑子网配置图等，最终实现SCD文件的自动生成和历史版本校验比对功能。网络报文数据管理子系统主要功能是对报文的解析、储存并最终同图形展示子系统以图形化方式直观显示二次系统网络状态信息和二次设备实时监控数据信息。

3 仿真分析

由于智能变电站二次系统集成调试需间隔层、站控层和过程层二次设备全部参与闭环测试，仿真环境搭建较为困难。本文仅对SCD文件在线与离线模型的校验比对进行等效仿真，验证了SCD文件的正确性和完整性，能够及时发现IED装置运行隐患及故障，对于提高智能站调试分析和运维管理的工作效率和质量起到有力技术支撑作用。图1为SCD文件一致性校验仿真结构图。

图1 一致性校验仿真结构图

4 结语

针对目前智能变电站调试工具功能单一、通用性差的核心问题，首先开展研究多应用模式的通用MMS客户端，简化智能变电站二次系统功能调试和分析的复杂度，极大方便调试人员在通用客户端平台上利用MMS交流信息。本文主要对提出的一种新型实用化调试与分析系统开发方法就其核心功能子模块开展了分析阐述。该方法的实用性通过对SCD文件解析后的GOOSE报文与配置文件的一致性校验进行了仿真分析，仿真结果初步验证了该方法具有可行性，也为下一步开发新型实用化、便携化的调试分析系统奠定了理论和实践基础，对未来集设计、调试、运维一体化设计理念的智能变电站发展提供参考依据和应用经验。