貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力調(diào)度控制中心 劉曉放 陳 勝

江蘇金智科技股份有限公司 楊雁飛

變電站站端自動統(tǒng)計(jì)技術(shù)的研究與應(yīng)用

貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力調(diào)度控制中心 劉曉放 陳 勝

江蘇金智科技股份有限公司 楊雁飛

針對變電站自動化系統(tǒng)在線監(jiān)測需求，闡述了廠站端自動統(tǒng)計(jì)的重要性。在遠(yuǎn)動裝置和監(jiān)控主機(jī)的角度對自動統(tǒng)計(jì)的指標(biāo)進(jìn)行分析，對各項(xiàng)指標(biāo)的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)方法和指標(biāo)量化采集的關(guān)鍵問題進(jìn)行了說明，結(jié)合具體實(shí)例探討了在遠(yuǎn)動裝置端把采集到的指標(biāo)數(shù)據(jù)上送給調(diào)度主站的過程。

IEC61850；在線監(jiān)測；自動統(tǒng)計(jì)

0 引言

自上世紀(jì)末以來，隨著計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，各行各業(yè)都在向自動化和智能化發(fā)展，而電力系統(tǒng)自動化技術(shù)也逐步從局部的、單一功能的自動化，向系統(tǒng)的綜合自動化發(fā)展，調(diào)度自動化是其中必不可少的一環(huán)。概括來講，調(diào)度自動化是利用以電子計(jì)算機(jī)為核心的控制系統(tǒng)和遠(yuǎn)動技術(shù)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)調(diào)度的自動化，它包括安全監(jiān)控、安全分析、狀態(tài)估計(jì)、在線負(fù)荷預(yù)測、自動發(fā)電控制、自動經(jīng)濟(jì)調(diào)度等項(xiàng)內(nèi)容。調(diào)度自動化是電力系統(tǒng)綜合自動化的重要部分，它可幫助值班調(diào)度人員提高運(yùn)行管理水平，使電力系統(tǒng)隨時(shí)處于安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，保證向用戶提供優(yōu)質(zhì)電能[1]。

為了進(jìn)一步提高站端設(shè)備運(yùn)行效率，貴州電網(wǎng)制定了站端自動化統(tǒng)計(jì)技術(shù)的實(shí)施綱要，具體運(yùn)行指標(biāo)包括：遠(yuǎn)動終端月平均在線率、遙控使用率、遙控成功率、遙信動作正確率等。如何正確的采集站端自動化統(tǒng)計(jì)的指標(biāo)并傳送給主站，是當(dāng)前亟需解決的問題。

1 站端自動化統(tǒng)計(jì)技術(shù)指標(biāo)

貴州電網(wǎng)對自動化統(tǒng)計(jì)運(yùn)行指標(biāo)進(jìn)行了分解，對于廠站端的遠(yuǎn)動機(jī)和監(jiān)控主機(jī)來說，其上送給主站的指標(biāo)包括：

（1）遠(yuǎn)動裝置平均可用率，監(jiān)控主機(jī)通過和遠(yuǎn)動裝置的通信是否中斷來判斷遠(yuǎn)動裝置的通信中斷時(shí)間，上送給調(diào)度主站即遠(yuǎn)動裝置的在線時(shí)間，通過公式換算即為遠(yuǎn)動裝置的平均可用率；

（2）遙控正確動作率，通過監(jiān)控后臺采集遠(yuǎn)動裝置收到的主站遙控命令，并對遙控成功與否實(shí)行監(jiān)控再通過遠(yuǎn)動裝置上送給主站，即可實(shí)現(xiàn)遙控使用率和遙控成功率兩項(xiàng)指標(biāo)的收集；

（3）事故遙信正確動作率，監(jiān)控后臺的合成事故遙信上送給遠(yuǎn)動裝置，再通過遠(yuǎn)動裝置上送給調(diào)動主站，即可以采集到遙信動作正確率。

2 站端自動化指標(biāo)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)方法

站端自動化指標(biāo)自動統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目可以實(shí)現(xiàn)在調(diào)度遠(yuǎn)方對遠(yuǎn)動裝置的運(yùn)行工況、監(jiān)控主機(jī)和遠(yuǎn)動對裝置的遙控執(zhí)行狀況、事故遙信的正確動作率進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并可以把這些信息長期保存，通過跟蹤上述指標(biāo)并對其量化分析，在調(diào)度端就可以得到遠(yuǎn)動裝置和監(jiān)控主機(jī)的健康狀況的量化指標(biāo)、裝置對遙控命令的執(zhí)行成功率、以及事故遙信的正確率，有助于調(diào)度遠(yuǎn)方清楚的了解各自動化變電站的實(shí)際運(yùn)行情況。貴州電網(wǎng)對各項(xiàng)指標(biāo)的要求如下：

2.1 遠(yuǎn)動裝置平均可用率

（1）遠(yuǎn)動機(jī)與監(jiān)控主機(jī)間通過心跳報(bào)文通信。

（2）監(jiān)控主機(jī)通過心跳，判斷各遠(yuǎn)動機(jī)的工作狀態(tài)。一旦某臺遠(yuǎn)動機(jī)心跳報(bào)文中斷，則認(rèn)為該遠(yuǎn)動異常。心跳報(bào)文恢復(fù)時(shí)，認(rèn)為該遠(yuǎn)動恢復(fù)正常工作。

（3）監(jiān)控機(jī)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)每臺遠(yuǎn)動的中斷累計(jì)時(shí)間，以及全站遠(yuǎn)動中斷時(shí)間（各遠(yuǎn)動同時(shí)中斷累計(jì)時(shí)間之和），精確到分鐘。過24時(shí)后，累計(jì)值清零，重新統(tǒng)計(jì)。

（4）監(jiān)控機(jī)將前天A機(jī)中斷時(shí)間、前天B機(jī)中斷時(shí)間、前天雙機(jī)同時(shí)中斷時(shí)間、昨天A機(jī)中斷時(shí)間、昨天B機(jī)中斷時(shí)間、昨天雙機(jī)同時(shí)中斷時(shí)間，通過報(bào)文交付遠(yuǎn)動機(jī)。

（5）遠(yuǎn)動機(jī)在送調(diào)度中心的遙測信息中加入六個(gè)點(diǎn)，分別為監(jiān)控機(jī)送來的六個(gè)中斷時(shí)間，由遠(yuǎn)動機(jī)上送主站。

（6）主站計(jì)算前一天遠(yuǎn)動裝置可用率，并可按周、月等周期統(tǒng)計(jì)。

（7）心跳報(bào)文中斷或異常的時(shí)間門檻統(tǒng)一按5min設(shè)置。

2.2 遙控正確動作率

（1）參與遙控統(tǒng)計(jì)的設(shè)備包括全站開關(guān)、刀閘。

（2）遠(yuǎn)動機(jī)接收到各主站遙控命令后，將遙控執(zhí)行指令信息轉(zhuǎn)通知監(jiān)控后臺。

（3）監(jiān)控后臺立即對遠(yuǎn)方遙控是否正確動作進(jìn)行監(jiān)視。監(jiān)控后臺分析當(dāng)前遠(yuǎn)動遙控信息，通過監(jiān)控系統(tǒng)中遙控與遙信的關(guān)聯(lián)關(guān)系，獲得該遙控設(shè)備對應(yīng)的位置遙信。若位置按預(yù)期變化，則認(rèn)為遠(yuǎn)方遙控成功，否則認(rèn)為遠(yuǎn)方遙控失敗。

（4）監(jiān)控后臺發(fā)出遙控命令后，通過設(shè)備相關(guān)信息判斷遙控是否成功。

（5）監(jiān)控后臺匯總遠(yuǎn)方遙控信息，以及從監(jiān)控后臺發(fā)起的遙控信息。對本站遙控次數(shù)、遙控正確次數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)。過24時(shí)后，累計(jì)值清零，重新統(tǒng)計(jì)。

（6）監(jiān)控將前天遙控次數(shù)、前天遙控正確次數(shù)、昨天遙控次數(shù)、昨天遙控正確次數(shù)，通過報(bào)文，交付各遠(yuǎn)動機(jī)。

（7）遠(yuǎn)動機(jī)在送調(diào)度中心的遙測信息中加入四個(gè)點(diǎn)，分別為監(jiān)控機(jī)送來的四個(gè)次數(shù)，由遠(yuǎn)動機(jī)上送主站。

(8）主站計(jì)算前一天遙控正確動作率，并可按周、月等周期統(tǒng)計(jì)。

2.3 事故總遙信正確動作率

（1）事故遙信，采用多源生成原則。

（2）站內(nèi)兩臺監(jiān)控主機(jī)，分別合成事故遙信，上送給遠(yuǎn)動裝置。

（3）裝置本身也合成計(jì)算一個(gè)事故遙信點(diǎn)，同時(shí)接受來自兩臺監(jiān)控主機(jī)的事故遙信點(diǎn)信息。

（4) 遠(yuǎn)動機(jī)將這三個(gè)不同源計(jì)算產(chǎn)生的事故遙信點(diǎn)，上送給主站，主站可以根據(jù)三取其二認(rèn)為是正確事故遙信點(diǎn)的原則，結(jié)合遠(yuǎn)動機(jī)的自身產(chǎn)生的事故遙信點(diǎn)，來統(tǒng)計(jì)事故遙信的正確動作率。

2.4 其他問題

（1）數(shù)據(jù)更新周期：監(jiān)控主機(jī)送遠(yuǎn)動機(jī)的數(shù)據(jù)每30min更新一次。

（2）統(tǒng)計(jì)結(jié)果在監(jiān)控機(jī)當(dāng)?shù)乇４嫒齻€(gè)月。

3 站端自動化指標(biāo)采集的實(shí)現(xiàn)方案

為了實(shí)現(xiàn)站端自動化指標(biāo)的自動統(tǒng)計(jì)的目的，首先需要制定監(jiān)控主機(jī)和遠(yuǎn)動裝置的通信方案，以及遠(yuǎn)動裝置上送給調(diào)度統(tǒng)計(jì)指標(biāo)所使用的規(guī)約。另外，遠(yuǎn)動和監(jiān)控主機(jī)對遙控命令是否執(zhí)行成功，通過關(guān)聯(lián)的遙信點(diǎn)來加以判斷，并實(shí)現(xiàn)主備機(jī)的數(shù)據(jù)同步。最后，監(jiān)控主機(jī)要把主機(jī)的事故遙信點(diǎn)送給遠(yuǎn)動裝置，遠(yuǎn)動裝置把自己的事故遙信點(diǎn)同監(jiān)控主機(jī)和備機(jī)的事故遙信點(diǎn)同時(shí)上送給調(diào)度。

遠(yuǎn)動裝置和監(jiān)控主機(jī)通信時(shí)，我們都假設(shè)對方為一臺虛裝置，通過IEC61850標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約通信。遠(yuǎn)動裝置的CID包括今天、昨天和前天的遙控次數(shù)和遙控正確次數(shù)，并把這些信息交付給監(jiān)控主機(jī)統(tǒng)計(jì)，遠(yuǎn)動裝置的CID文件如下：

把需要統(tǒng)計(jì)的遙控?cái)?shù)據(jù)打包入一個(gè)數(shù)據(jù)集，通過報(bào)告控制塊送給監(jiān)控主機(jī)[2]。

由于要統(tǒng)計(jì)遠(yuǎn)動裝置的平均可用率，所以監(jiān)控主機(jī)要實(shí)時(shí)監(jiān)視遠(yuǎn)動裝置和自己的通信鏈路，當(dāng)通信斷開時(shí)就把斷開的時(shí)間累加，精確到分鐘，并把這些時(shí)間送給遠(yuǎn)動裝置；同時(shí)，監(jiān)控主機(jī)還要把自己的遙控次數(shù)及遙控正確次數(shù)和遠(yuǎn)動裝置送達(dá)的相應(yīng)數(shù)據(jù)累加求和，同時(shí)上送自己的遙信事故總信號，把這些數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)集打包送給遠(yuǎn)動裝置，監(jiān)控主機(jī)的CID文件如下：

監(jiān)控主機(jī)把數(shù)據(jù)送給遠(yuǎn)動裝置，就實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)動裝置和監(jiān)控主機(jī)互為虛裝置的功能[3]。當(dāng)遠(yuǎn)動裝置和監(jiān)控主機(jī)下發(fā)遙控命令時(shí)，不論遙控命令執(zhí)行成功，可以通過關(guān)聯(lián)的遙信位置是否變位來判斷，遙控成功或者失敗都可以把結(jié)果加入到相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中。

自動化變電站往往是主備機(jī)同時(shí)運(yùn)行，執(zhí)行遙控命令的遠(yuǎn)動裝置是主機(jī)，所以這里要實(shí)現(xiàn)主備機(jī)對統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的同步，避免因?yàn)橹鳈C(jī)重啟而數(shù)據(jù)丟失的問題，同時(shí)，監(jiān)控主機(jī)和監(jiān)控備機(jī)也存在這個(gè)問題。這里解決的方法是把統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)保存到外部文件中，可以隨時(shí)讀取重寫，并在數(shù)據(jù)變化后把該文件同步到備機(jī)，這樣就解決了雙機(jī)數(shù)據(jù)同步問題。

最后遠(yuǎn)動機(jī)上送整合的數(shù)據(jù)給調(diào)度時(shí)，我們采用在IEC104規(guī)約中加入相應(yīng)的遙測和遙信點(diǎn)的方法，這樣既不會破壞以前的通訊鏈路，也達(dá)到了數(shù)據(jù)上送的目的，對正在運(yùn)行的變電站的影響降到了最低。

4 總結(jié)

通過對站端自動化運(yùn)行指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)，可以為調(diào)度人員提供更加智能的監(jiān)測手段，為運(yùn)行維護(hù)人員提供技術(shù)參考與維護(hù)依據(jù)，運(yùn)維人員可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，迅速進(jìn)行排查消缺并通報(bào)搶修人員，有效減少故障排查時(shí)間，提高故障解決能力，為調(diào)度自動化系統(tǒng)今后的高質(zhì)量運(yùn)行提供了有效的技術(shù)支持，進(jìn)而提高了供電安全水平和調(diào)度自動化管理水平。

[1]金湘力．GPS對時(shí)功能在電力自動化中的應(yīng)用[J]．電力科學(xué)與工程,2010,26(4):41-44．

[2]王德文,閻春雨．變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)的一體化建模與模型維護(hù)[J]．電力系統(tǒng)自動化,2013,37(23):78-82．

[3]朱林,王鵬遠(yuǎn),石東源．智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)測信息模型及配置描述[J]．電力系統(tǒng)自動化,2013,37(11):87-91．

Research and Application of Automatic Statistics Technology For Power System

LIU Xiao-fang①,CHEN sheng①,YANG Yan-fei②
（①Power Dispatch Center of Guizhou Power Grid Co.，Ltd Guizhou Guiyang 550002;②Wiscom System Co.，Ltd Jiangsu Nanjing 210000）

The importance of automatic statistics is expounded based on online monitoring requirement of integrated automation system for power system. Several factors about real-time statistical and index collection are analyzed ，which is based on telecontrol equipment and surveillance system. The whole process of data acquisition and transmission to the power dispatch center is discussed ，combining with real case.

IEC61850；online monitoring；automatic statistics