【摘要】：智能變電站采用光纜取代大量的電纜接線,使用GOOSE(Generic Object Oriented Substation Event)、SV(Sampled Value)等網(wǎng)絡(luò),完成IED(Intelligent Electronic Devices)間過程層的信息傳遞。為了方便智能變電站的設(shè)計、調(diào)試和運維,國內(nèi)提出了虛端子的概念。現(xiàn)階段,國內(nèi)智能變電站虛端子連接工作主要依靠設(shè)計院人員手動完成,工作量大,時間長且容易出錯,對智能變電站的安全運行造成隱患。因此采用計算機自動連接智能變電站IED間的虛端子成為了當(dāng)前的研究方向。由于智能變電站內(nèi)的IED種類型號繁多,不同設(shè)備生產(chǎn)廠家對同一類型的虛端子表示形式不一,而且虛端子連接的規(guī)則十分復(fù)雜,使用傳統(tǒng)的字符串匹配方法實現(xiàn)虛端子自動連接存在巨大的困難。隨著機器學(xué)習(xí)技術(shù)的發(fā)展和實際運行的智能變電站數(shù)量的增加,為使用機器學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)智能變電站虛端子連接規(guī)則創(chuàng)造了條件。本文主要工作內(nèi)容如下:1)針對智能變電站二次設(shè)備種類和數(shù)量較多、相互連接復(fù)雜的問題,本文提出了基于智能變電站電氣間隔和IED功能的二次設(shè)備關(guān)聯(lián)模板庫。通過電氣間隔和IED功能劃分二次設(shè)備間隔,給出了典型二次間隔的相關(guān)IED的配置和邏輯信息流圖,得到二次設(shè)備關(guān)聯(lián)模板庫。從而將全站虛端子連接問題分解為相連IED間的虛端子匹配問題。2)針對當(dāng)前設(shè)計院的虛端子連接嚴(yán)重依賴于設(shè)計人員對智能變電站虛連接的熟悉程度的弊端,本文提出了基于k近鄰學(xué)習(xí)(k-Nearest Neighbor,kNN)的虛端子自動匹配方法,實現(xiàn)IED間的虛端子的自動連接。該方法利用已有智能變電站SCD文件中獲取虛連接信息作為樣本集,將接收IED的輸入虛端子和與之相連的發(fā)送IED的輸出虛端子的虛端子組合作為測試數(shù)據(jù),通過計算測試數(shù)據(jù)與樣本集的距離,再使用投票方法選取合適的虛端子組合作為自動匹配結(jié)果。同時給出了自動匹配結(jié)果的可信度計算方法。3)針對不同設(shè)備生產(chǎn)廠家對同一類型的虛端子表示形式不一的問題,同時為了獲取合適的kNN學(xué)習(xí)方法中的虛連接距離度量,本文提出了基于權(quán)重向量優(yōu)化的方法對虛連接距離進行計算。通過分析虛連接組成成分的特征,引入智能變電站的專業(yè)知識,計算虛連接組成屬性的距離,同時利用已有智能變電站虛連接信息,構(gòu)建了距離權(quán)重向量優(yōu)化模型,并通過粒子群優(yōu)化算法進行求解,獲得可以表示待匹配IED虛連接特征的距離權(quán)重向量,從而得到了用于kNN的合適的距離。4)最后本文基于實際智能變電站對提出的智能變電站虛端子自動連接方法進行測試,并給出測試指標(biāo)進行分析。算例結(jié)果表明,該方法可以準(zhǔn)確實現(xiàn)虛端子的自動連接,有效減輕變電站建設(shè)的工作量,提高虛端子的設(shè)計質(zhì)量。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM63
【圖文】：

圖 1-2 IEC61850 工程配置過程示意圖Fig. 1-2 IEC61850 project configuration process diagram外研究現(xiàn)狀虛端子連接研究，國外智能變電站的虛連接沒有專門的設(shè)計單位，也沒有虛端子國等電力公司采用設(shè)備廠商成套設(shè)計模式，不需要額外的設(shè)計站 SCD 文檔的設(shè)計主要依靠廠商通過配置工具完成。其中較工具包括 SCL Manager 和 Visual SCL for IEC 61850 等。國外流程：首先由設(shè)備廠商使用設(shè)備配置工具生成設(shè)備的 ICD 文件電站主接線圖及功能配置，生成系統(tǒng)規(guī)格描述文件 SSD；系統(tǒng)獲得裝置的 ICD 文件，并導(dǎo)入到系統(tǒng)配置工具，完成所有裝置，得到全站配置文件 SCD；設(shè)備廠商將配置好以后的 SCD 文件置工具中，生成裝置配置描述文件 CID，并下載到裝置中，完

跳閘和采樣值互操作性，都取得了成功[19]。1.3.2 國內(nèi)虛端子連接研究國內(nèi)對智能變電站二次系統(tǒng)虛端子的連接方法進行了大量的研究，根據(jù)具體實現(xiàn)方式主要分為三種：1、表格結(jié)合拖動的方法；2、基于圖形化模型的可視化設(shè)計方法；3、自動連接方法。（1）表格結(jié)合拖動的方法設(shè)計院中虛端子的連接結(jié)果采用虛端子表（如圖 1-3）的形式。早期設(shè)計人員由于設(shè)計工具不完善，所以采用直接繪制虛端子表完成虛端子設(shè)計工作。該方法工作量極大，設(shè)計效率低。表格拖動方法采用設(shè)計人員手動拖動 IED 的虛端子生成虛端子表，效率比直接繪制虛端子表略有提升。以一個 500kV 斷路器保護 IED的 GOOSE 虛端子作為例子，這個虛端子有兩個配置步驟：首先拖動智能終端 IED的“A 相開關(guān)位置”發(fā)送虛端子到表格中，然后拖動斷路器保護 IED 的“A 相開關(guān)位置”接收虛端子到表格中。經(jīng)過上述兩個步驟完成一個 GOOSE 虛端子的連線。

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本文編號：2720814