【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(jì)、調(diào)試和運(yùn)維,國內(nèi)提出了虛端子的概念�，F(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(jì)院人員手動(dòng)完成,工作量大,時(shí)間長且容易出錯(cuò),對(duì)智能變電站的安全運(yùn)行造成隱患。因此采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)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(hào)繁多,不同設(shè)備生產(chǎn)廠家對(duì)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(shí)現(xiàn)虛端子自動(dòng)連接存在巨大的困難。隨著機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的發(fā)展和實(shí)際運(yùn)行的智能變電站數(shù)量的增加,為使用機(jī)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(duì)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(duì)當(dāng)前設(shè)計(jì)院的虛端子連接嚴(yán)重依賴于設(shè)計(jì)人員對(duì)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(dòng)匹配方法,實(shí)現(xiàn)IED間的虛端子的自動(dòng)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(cè)試數(shù)據(jù),通過計(jì)算測(cè)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(dòng)匹配結(jié)果。同時(shí)給出了自動(dòng)匹配結(jié)果的可信度計(jì)算方法。3)針對(duì)不同設(shè)備生產(chǎn)廠家對(duì)同一類型的虛端子表示形式不一的問題,同時(shí)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?jī)?yōu)化的方法對(duì)虛連接距離進(jìn)行計(jì)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(shí),計(jì)算虛連接組成屬性的距離,同時(shí)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?jī)?yōu)化模型,并通過粒子群優(yōu)化算法進(jìn)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(shí)際智能變電站對(duì)提出的智能變電站虛端子自動(dòng)連接方法進(jìn)行測(cè)試,并給出測(cè)試指標(biāo)進(jìn)行分析。算例結(jié)果表明,該方法可以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)虛端子的自動(dòng)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(jì)質(zhì)量。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：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(jì)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(jì)模式，不需要額外的設(shè)計(jì)站 SCD 文檔的設(shè)計(jì)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(duì)智能變電站二次系統(tǒng)虛端子的連接方法進(jìn)行了大量的研究，根據(jù)具體實(shí)現(xiàn)方式主要分為三種：1、表格結(jié)合拖動(dòng)的方法；2、基于圖形化模型的可視化設(shè)計(jì)方法；3、自動(dòng)連接方法。（1）表格結(jié)合拖動(dòng)的方法設(shè)計(jì)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(jì)人員由于設(shè)計(jì)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(jì)工作。該方法工作量極大，設(shè)計(jì)效率低。表格拖動(dòng)方法采用設(shè)計(jì)人員手動(dòng)拖動(dòng) 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(gè) 500kV 斷路器保護(hù) IED的 GOOSE 虛端子作為例子，這個(gè)虛端子有兩個(gè)配置步驟：首先拖動(dòng)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(dòng)斷路器保護(hù) 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(gè)步驟完成一個(gè) GOOSE 虛端子的連線。

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本文編號(hào)：2720814