劉大勇，王大亮，石 鈺

（國(guó)網(wǎng)吉林省電力有限公司長(zhǎng)春供電公司，吉林 長(zhǎng)春 130000）

引言

變電站在運(yùn)行的過(guò)程中，調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)需要時(shí)刻掌握變電站的運(yùn)行狀態(tài)信息，并能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)變電站中設(shè)備的操作和控制，保證變電站的安全運(yùn)行。在電力監(jiān)控系統(tǒng)中，一般主站調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)需要將監(jiān)控信息點(diǎn)表錄入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，廠站遠(yuǎn)動(dòng)通信裝置需要將監(jiān)控信息點(diǎn)表下灌，但需要采用同一張點(diǎn)表，保證監(jiān)控信息判斷的一致性。新站投運(yùn)之前，需要對(duì)變電站中的監(jiān)控信息進(jìn)行驗(yàn)收，若采用傳統(tǒng)的監(jiān)控信息驗(yàn)收方式，則效率偏低，工作量偏大，本文首先介紹了變電站監(jiān)控信息的傳統(tǒng)驗(yàn)收方式，之后闡述了智能變電站監(jiān)控信息自動(dòng)驗(yàn)收系統(tǒng)的架構(gòu)，包括廠站端和調(diào)度主站端的系統(tǒng)架構(gòu)，最后分析了監(jiān)控信息自動(dòng)驗(yàn)收系統(tǒng)的應(yīng)用及調(diào)度主站系統(tǒng)的發(fā)展方向。

1 變電站監(jiān)控信息的傳統(tǒng)驗(yàn)收方式

在傳統(tǒng)的變電站監(jiān)控信息驗(yàn)收中，一般在調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)通道調(diào)試完畢，并且主站和廠站都已將監(jiān)控信息點(diǎn)表下灌之后，就可以進(jìn)入到監(jiān)控信息系統(tǒng)聯(lián)調(diào)階段。在信息聯(lián)調(diào)的過(guò)程中，按照設(shè)計(jì)好的變電站監(jiān)控信息點(diǎn)表，分別對(duì)遙信、遙控、遙測(cè)和遙調(diào)等信息進(jìn)行測(cè)試，保證每個(gè)點(diǎn)都能夠正常準(zhǔn)確上送到調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)[1]。但監(jiān)控信息點(diǎn)表中的點(diǎn)號(hào)一般較多，如果采用傳統(tǒng)的方式逐個(gè)信息點(diǎn)進(jìn)行比對(duì)，則效率降低，難以滿足現(xiàn)代智能變電站的發(fā)展需求。特別是220kV 變電站，往往包括遙信、遙控、遙測(cè)和遙調(diào)等在內(nèi)的整個(gè)監(jiān)控信息的點(diǎn)號(hào)數(shù)將達(dá)到三千多個(gè)，如果變電站的間隔更多，則總的信息點(diǎn)號(hào)數(shù)也更多，需要進(jìn)行核對(duì)的監(jiān)控信息工作量也越大，故有必要采用變電站監(jiān)控信息自動(dòng)驗(yàn)收技術(shù)。

2 智能變電站監(jiān)控信息自動(dòng)驗(yàn)收系統(tǒng)的架構(gòu)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，新建設(shè)投運(yùn)的變電站越來(lái)越多，這給變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的驗(yàn)收人員帶來(lái)較大的挑戰(zhàn)，應(yīng)采用監(jiān)控信息自動(dòng)驗(yàn)收系統(tǒng)，以提高對(duì)變電站監(jiān)控信息的驗(yàn)收效率，以下分別分析監(jiān)控信息自動(dòng)驗(yàn)收系統(tǒng)的架構(gòu)、調(diào)度主站端信息自動(dòng)驗(yàn)收、廠站端的信息自動(dòng)驗(yàn)收等內(nèi)容。

2.1 監(jiān)控信息自動(dòng)驗(yàn)收系統(tǒng)的架構(gòu)

在調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行中，一般是廠站遠(yuǎn)動(dòng)通信裝置根據(jù)監(jiān)控信息點(diǎn)表，將變電站內(nèi)的數(shù)據(jù)信息通過(guò)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)傳送到調(diào)度主站的前置系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)前置系統(tǒng)的分析和處理，再在調(diào)度主界面上加以顯示，供調(diào)度人員應(yīng)用。新建變電站或者增加調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)通道時(shí)，都需要對(duì)監(jiān)控信息進(jìn)行聯(lián)調(diào)驗(yàn)收。在變電站監(jiān)控信息自動(dòng)驗(yàn)收系統(tǒng)中，主要包括調(diào)度主站自動(dòng)驗(yàn)收程序、廠站端的虛擬前置系統(tǒng)、廠站端的虛擬廠站等部分組成，可以完成整個(gè)監(jiān)控信息的判斷過(guò)程，其中變電站監(jiān)控信息自動(dòng)驗(yàn)收系統(tǒng)的架構(gòu)如圖1 所示。

圖1 變電站監(jiān)控信息自動(dòng)驗(yàn)收系統(tǒng)的架構(gòu)

從圖1 中可以看出，該系統(tǒng)架構(gòu)主要包括變電站、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和調(diào)控系統(tǒng)主站等三個(gè)層次。在變電站側(cè)，站內(nèi)的一次和二次設(shè)備通過(guò)合并單元或智能終端接入到站內(nèi)主控室中的測(cè)控裝置中，實(shí)現(xiàn)對(duì)室外一次設(shè)備的數(shù)據(jù)信息測(cè)量和操作控制。測(cè)控裝置需要接入到以太網(wǎng)站控層交換機(jī)，站內(nèi)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機(jī)（遠(yuǎn)動(dòng)通信裝置）通過(guò)站控層交換機(jī)獲取和交換數(shù)據(jù)。其中監(jiān)控信息自動(dòng)驗(yàn)收系統(tǒng)中的站端虛擬廠站部署在以太網(wǎng)站控層交換機(jī)和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機(jī)之間，實(shí)現(xiàn)站內(nèi)的監(jiān)控信息的虛擬化操作。

同時(shí)，在傳統(tǒng)接線方式下，遠(yuǎn)動(dòng)裝置一般通過(guò)網(wǎng)線接入到調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)實(shí)時(shí)交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)秸{(diào)度主站。在監(jiān)控信息自動(dòng)驗(yàn)收系統(tǒng)中，在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機(jī)和調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)實(shí)時(shí)交換機(jī)之間部署站端虛擬前置，中間相當(dāng)于省去了數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程[2]，站內(nèi)的監(jiān)控信息數(shù)據(jù)直接傳入到站端虛擬前置，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控信息的廠站和主站的信息自動(dòng)聯(lián)調(diào)，而不需要人工進(jìn)行聯(lián)調(diào)。

2.2 調(diào)度主站端信息自動(dòng)驗(yàn)收

調(diào)度主站端信息自動(dòng)驗(yàn)收在整個(gè)監(jiān)控信息自動(dòng)驗(yàn)收系統(tǒng)的重要組成部分，在調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的主站端，部署了計(jì)算機(jī)信息自動(dòng)驗(yàn)收程序，可以實(shí)現(xiàn)變電站四遙功能的自動(dòng)驗(yàn)收，圖2 為調(diào)度主站端信息自動(dòng)驗(yàn)收的主要內(nèi)容和具備的主要功能。

圖2 調(diào)度主站端信息自動(dòng)驗(yàn)收

在圖2 中，調(diào)度主站端信息自動(dòng)驗(yàn)收系統(tǒng)具備的功能主要包括前置信息校驗(yàn)、遙信聯(lián)合的自動(dòng)化驗(yàn)收、遙測(cè)的自動(dòng)化驗(yàn)收、遙控的自動(dòng)化驗(yàn)收、遙信及遙測(cè)信息的正確性校驗(yàn)等功能。前置信息校驗(yàn)主要是根據(jù)在能量管理系統(tǒng)中錄入的數(shù)據(jù)庫(kù)信息，檢查是否存在錯(cuò)誤，如果有錯(cuò)誤可以給出相應(yīng)的提示信息，供調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的維護(hù)人員進(jìn)行修改[3]。在遙信驗(yàn)收的過(guò)程中，主站信息確認(rèn)無(wú)誤后，在廠站端部署的信息自動(dòng)化驗(yàn)收程序就可以將變電站的遙信信息按照點(diǎn)表中的點(diǎn)號(hào)順序依次上送到調(diào)度主站，檢查遙信是否正確，包括動(dòng)作和復(fù)歸信號(hào)是否對(duì)應(yīng)、遠(yuǎn)方和就地信號(hào)是否一致等。

在遙測(cè)自動(dòng)驗(yàn)收中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某些遙測(cè)數(shù)據(jù)主站端和廠站端不一致時(shí)，通過(guò)驗(yàn)收系統(tǒng)可以生成遙測(cè)聯(lián)調(diào)報(bào)告，之后就可以根據(jù)聯(lián)調(diào)報(bào)告來(lái)排查遙測(cè)數(shù)據(jù)不一致的原因。由于能量管理系統(tǒng)中的監(jiān)控信息需要關(guān)聯(lián)到調(diào)度界面上，才能加以顯示，故在調(diào)度主站端信息自動(dòng)驗(yàn)收系統(tǒng)，還具有遙信和遙測(cè)的正確性校驗(yàn)，檢查數(shù)據(jù)庫(kù)中錄入的信息是否和調(diào)度界面上所關(guān)聯(lián)的信息一致，以往這些都是依靠人工才能發(fā)現(xiàn)。

2.3 廠站端的信息自動(dòng)驗(yàn)收

廠站端的信息自動(dòng)驗(yàn)收程序應(yīng)具備監(jiān)控告警信息的自動(dòng)觸發(fā)，并對(duì)變電站內(nèi)的監(jiān)控后臺(tái)主機(jī)和廠站端的監(jiān)控信息點(diǎn)表進(jìn)行關(guān)聯(lián)性校驗(yàn)，同時(shí)自動(dòng)生成相應(yīng)的校驗(yàn)報(bào)告，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)驗(yàn)收和校驗(yàn)，廠站端信息自動(dòng)驗(yàn)收功能如圖3 所示。

廠站端需要驗(yàn)收的設(shè)備包括斷路器、保護(hù)測(cè)控裝置、公用裝置和電源系統(tǒng)等。從圖3 可知，廠站端信息自動(dòng)驗(yàn)收系統(tǒng)具備虛擬前置校驗(yàn)、信息關(guān)聯(lián)校驗(yàn)和告警信息觸發(fā)等基本的功能。通過(guò)在廠站端部署的虛擬前置功能，可以實(shí)現(xiàn)在廠站端完成和主站端的信息聯(lián)調(diào)，從而提高監(jiān)控信息的驗(yàn)收效率。虛擬前置主要是通過(guò)應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制程序，在廠站側(cè)模擬出調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)主站前置的功能，能夠接收變電站中一次設(shè)備和二次設(shè)備的相關(guān)調(diào)試信息。對(duì)于告警信息自動(dòng)觸發(fā)功能，主要是按照調(diào)度主站審核下發(fā)的監(jiān)控信息點(diǎn)表的順序，依次自動(dòng)觸發(fā)相關(guān)的告警信息，并上傳到虛擬前置系統(tǒng)中。站內(nèi)監(jiān)控信息的獲取和同步，可以通過(guò)讀取變電站的SCD 文件來(lái)加以實(shí)現(xiàn)，這也是在對(duì)變電站監(jiān)控信息進(jìn)行驗(yàn)收之前需要準(zhǔn)備好的文件之一。其他需要準(zhǔn)備的文件還包括遠(yuǎn)動(dòng)通信管理機(jī)的配置文件、自動(dòng)化配置文件等。

圖3 廠站端信息自動(dòng)驗(yàn)收功能

3 監(jiān)控信息自動(dòng)驗(yàn)收系統(tǒng)的應(yīng)用及調(diào)度主站系統(tǒng)的發(fā)展

3.1 變電站監(jiān)控信息自動(dòng)驗(yàn)收可能遇到的問(wèn)題

智能變電站監(jiān)控信息在聯(lián)調(diào)驗(yàn)收的過(guò)程中，主要是按照以下步驟進(jìn)行，第一步是初始化，即將智能變電站中的遙信、遙測(cè)信息都設(shè)為零狀態(tài)，遙控在分位狀態(tài)。第二步是啟動(dòng)程序，即主站端啟動(dòng)驗(yàn)收程序，廠站端啟動(dòng)信息上送程序。第三步是主站端下發(fā)監(jiān)控信息總召指令，廠站端收到總召命令后，將各類信息上傳，主系統(tǒng)對(duì)收到的信息進(jìn)行分析判斷和比較，當(dāng)校驗(yàn)結(jié)果不一致時(shí)，則記錄下來(lái)作為調(diào)試記錄。第四步是生成智能變電站監(jiān)控信息調(diào)試驗(yàn)收?qǐng)?bào)告，監(jiān)控信息管理部門(mén)根據(jù)驗(yàn)收?qǐng)?bào)告查找出現(xiàn)問(wèn)題的原因，從而快速解決廠站端和主站端存在的問(wèn)題，提高監(jiān)控信息驗(yàn)收的效率。智能變電站監(jiān)控信息在驗(yàn)收的過(guò)程中，由于信息量較大，一般會(huì)遇到一些問(wèn)題。

當(dāng)監(jiān)控信息在驗(yàn)收的過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，可以根據(jù)問(wèn)題出現(xiàn)的原因進(jìn)行排查，保證問(wèn)題能夠得到及時(shí)解決，提高調(diào)試和驗(yàn)收的效率。屬于調(diào)度主站系統(tǒng)的問(wèn)題，則調(diào)度主站自動(dòng)化運(yùn)維人員加以修改，屬于廠站遠(yuǎn)動(dòng)通信裝置或者保護(hù)測(cè)控裝置的問(wèn)題，則廠站現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試人員加以更改。隨著變電站調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)雙平面的建設(shè)，今后大部分變電站將具有兩套調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)、具備四個(gè)遠(yuǎn)動(dòng)通道。在監(jiān)控信息調(diào)試的過(guò)程中，需要對(duì)各個(gè)通道所上送的監(jiān)控信息進(jìn)行調(diào)試，如果依然采用人工的方式進(jìn)行監(jiān)控信息的調(diào)試和驗(yàn)收，則工作量很大[4]。通過(guò)采用變電站監(jiān)控信息自動(dòng)驗(yàn)收系統(tǒng)，可以快速對(duì)不同通道數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較，滿足不同變電站同時(shí)驗(yàn)收的實(shí)際需求，降低變電站現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試人員和調(diào)度主站監(jiān)控人員的工作強(qiáng)度。

3.2 調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)的發(fā)展

為了提高調(diào)度對(duì)信息監(jiān)控的效率，除了在廠站側(cè)采用監(jiān)控信息自動(dòng)驗(yàn)收技術(shù)，在調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)也應(yīng)加以創(chuàng)新，提高對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的處理效率。目前在很多供電公司中都已經(jīng)采用了新一代的調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)，提高了調(diào)度界面的友好性和數(shù)據(jù)共享能力。在調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)中，可以基于云計(jì)算技術(shù)，在監(jiān)控系統(tǒng)的體系架構(gòu)方面加以創(chuàng)新。系統(tǒng)站控層可以采用面向服務(wù)體系的架構(gòu)設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用功能與設(shè)備解耦，主子站交互采用服務(wù)化通信機(jī)制，突破面向過(guò)程規(guī)約交互手段的限制，能夠有效支撐調(diào)控主站系統(tǒng)的業(yè)務(wù)擴(kuò)展[5]。間隔層采用虛擬化技術(shù)，采用新型集群測(cè)控裝置，構(gòu)建集群測(cè)控系統(tǒng)和邏輯測(cè)控單元資源池，實(shí)現(xiàn)間隔測(cè)控功能物理集中、邏輯分布、動(dòng)態(tài)遷移及冗余熱備用，提升系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，大幅減少測(cè)控裝置和二次屏柜的數(shù)量，降低現(xiàn)場(chǎng)施工調(diào)試和運(yùn)維管理的工作量和復(fù)雜度，提高施工及運(yùn)維效率。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著智能變電站的發(fā)展，在監(jiān)控信息驗(yàn)收中也可以采用先進(jìn)的通信技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)，提高監(jiān)控信息驗(yàn)收的效率和準(zhǔn)確度。通過(guò)在電力系統(tǒng)中推廣變電站監(jiān)控信息自動(dòng)驗(yàn)收技術(shù)，電網(wǎng)企業(yè)將在電網(wǎng)運(yùn)行的安全、效率、效益等多個(gè)方面得到提高，助力智能電網(wǎng)建設(shè)。