無人值班變電站監(jiān)控中心報警系統(tǒng)軟件設(shè)計

李 欣,嚴(yán) 勝,顏自堅

（1.長春供電公司,吉林 長春 130021;2.國電南瑞科技股份有限公司,江蘇 南京 210003）

長春地區(qū)電網(wǎng)無人值班變電站監(jiān)控中心報警系統(tǒng)主程序由Warn_new和Warn_define進(jìn)程組成。Warn_new為專家告警系統(tǒng)主程序,由SCADA系統(tǒng)平臺采集所有告警信息交由Warn_new進(jìn)行二次優(yōu)化分類處理,并對告警信息監(jiān)控顯示畫面和專家系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。Warn_define為專家告警系統(tǒng)快速定義工具,主要功能是對系統(tǒng)內(nèi)各發(fā)電廠和變電站遙信和遙測告警信息進(jìn)行分類和關(guān)聯(lián)間隔配置。

1 軟件功能

軟件功能如圖1所示。啟動信息處理專家系統(tǒng)后,用戶可根據(jù)需要激活各信息頁面。需要關(guān)注的只有事故頁面、變位信息頁面、未復(fù)歸告警信息頁面。每個告警信息都可以給出事故原因和處理方案,并快速切換至所在單元間隔進(jìn)行綜合推理分析。

2 專家告警主程序

tabdialogView為程序的最重要部分,主界面顯示、告警信息處理、相關(guān)參數(shù)設(shè)置等均由該程序?qū)崿F(xiàn)。主界面由確認(rèn)告警窗（上）和常規(guī)告警窗（下）組成。主界面如圖2所示。

通過一個時鐘類信息,實時從告警信息緩沖區(qū)讀取告警網(wǎng)絡(luò)廣播報文,通過解釋報文子函數(shù)對告警報文進(jìn)行解釋處理,讀出其遙信或遙測關(guān)鍵字值、廠站、間隔（單元）、分類等信息,根據(jù)用戶指定的遙信、遙測信息及特殊要求進(jìn)行分類顯示。告警隊列示意圖如圖3所示。

信息隊列處理方法。當(dāng)收到新信息時,信息隊列頭指針不斷向后偏移,當(dāng)偏移至最大設(shè)定值時,頭指針指向隊列0,尾指針自動向后偏移1位,以此類推。

循環(huán)隊列處理方法。假設(shè)循環(huán)隊列用數(shù)組Elements表示,隊頭、隊尾分別用front和rear表示。隊列的最大長度用MAXSIZE表示,缺省值為3 000。EnQueue算法將新到來的事件插入循環(huán)隊列。主要功能如下。

a.保存告警

從當(dāng)前Tab頁告警信息隊列讀取信息,將其保存為Excel或txt文件。為方便用戶離線查看相關(guān)告警信息,可通過Excel制作報表。

b.屏蔽廠站信息

用戶可設(shè)定屏蔽相關(guān)廠站。當(dāng)廠站被屏蔽時廠站的信息不再顯示,但仍在告警信息隊列,正常接收和處理廠站的信息。當(dāng)用戶取消該廠站的屏蔽設(shè)定,信息即可正常顯示。

c.快速定位廠站和間隔

根據(jù)當(dāng)前用戶選擇的信息,可快速定位至當(dāng)前信息相關(guān)廠站或當(dāng)前信息相關(guān)間隔（直接篩選出當(dāng)前遙測或遙信信息的廠站或間隔）,方便用戶第一時間發(fā)現(xiàn)問題,快速鎖定事故范圍。

d.告警參數(shù)設(shè)置

提示信息自動轉(zhuǎn)告警設(shè)定。若同一提示性信號在告警最大設(shè)定循環(huán)隊列數(shù)組內(nèi)重復(fù)出現(xiàn)N次（默認(rèn)為4次）,則把該提示性信號自動在告警頁面出現(xiàn),信息文字會變?yōu)橛脩糁付ǖ男畔⑽淖诸伾?提醒用戶當(dāng)前告警信息是由提示信息轉(zhuǎn)入。

間隔事件時間段設(shè)定。以某個單元第1個出現(xiàn)的信號為起始時間,在此后N秒（默認(rèn)為60 s）內(nèi)該單元所有動作及復(fù)歸信號均在“單元區(qū)”內(nèi)顯示（作為1個事件）。超過N秒該單元的動作及復(fù)歸信號作為另1個事件。

圖1 軟件功能框圖

圖2 專家告警主程序界面

告警信息字體大小設(shè)定。設(shè)定告警信息顯示字體的大?。J(rèn)為22號）。

3 告警快速定義工具

tableView是快速定義工具最重要的部分,設(shè)置告警類型、間隔及網(wǎng)絡(luò)保存均由tableView實現(xiàn)。其主界面如圖4所示。

通過強(qiáng)大的過濾選項（數(shù)據(jù)庫表、廠站過濾等）可快速篩選出要定義告警類型的遙測及遙信信號。

4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

專家系統(tǒng)采用商用數(shù)據(jù)庫和實時數(shù)據(jù)庫相結(jié)合方式。

4.1 商用數(shù)據(jù)庫

商用數(shù)據(jù)庫具有可靠性高、容量大、接口標(biāo)準(zhǔn)、安全性好等特點。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高度發(fā)展的今天,商用數(shù)據(jù)庫被廣泛應(yīng)用于各系統(tǒng)中,成為開放性系統(tǒng)必不可少的重要組成部分。系統(tǒng)采用大型商用數(shù)據(jù)庫以滿足電力系統(tǒng)對大容量數(shù)據(jù)存儲和查詢等功能的要求。以商用數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)是系統(tǒng)設(shè)計思想的一大飛躍。該技術(shù)的使用使系統(tǒng)更開放、更安全、更通用,功能也更強(qiáng)大。系統(tǒng)采用Sybase等商用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)保存歷史數(shù)據(jù)、應(yīng)用軟件數(shù)據(jù)、臨時數(shù)據(jù)、各軟件模塊的計算結(jié)果和中間計算結(jié)果等。

4.2 實時數(shù)據(jù)庫

類似于SCADA實時性要求很高的系統(tǒng),僅采用商用數(shù)據(jù)庫不能滿足實時性要求,必須與實時數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)配合。為使數(shù)據(jù)庫具有良好的實時性、可靠性、可擴(kuò)性和適應(yīng)性,系統(tǒng)提供一套實時數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。實時數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)基于分布式數(shù)據(jù)存取方式,具有通用的數(shù)據(jù)庫管理能力,能夠管理全網(wǎng)分布的數(shù)據(jù)庫（保證全網(wǎng)數(shù)據(jù)的一致性）,具有完善的交互式數(shù)據(jù)庫錄入、維護(hù)、檢索工具和良好的用戶界面,任一電網(wǎng)元件參數(shù)在整個系統(tǒng)只需輸入1次。實時數(shù)據(jù)庫與商用數(shù)據(jù)庫有機(jī)結(jié)合構(gòu)成支撐平臺,并提供一組數(shù)據(jù)庫訪問接口,提供統(tǒng)一的實時數(shù)據(jù)服務(wù)和歷史數(shù)據(jù)服務(wù)。

實時數(shù)據(jù)庫專門用來提供高效的實時數(shù)據(jù)存取,實現(xiàn)電力系統(tǒng)監(jiān)視、控制和電網(wǎng)分析,其高效性主要通過下列機(jī)制實現(xiàn)。

a.數(shù)據(jù)庫服務(wù)進(jìn)程采用多進(jìn)程和多線程機(jī)制,當(dāng)有多個數(shù)據(jù)庫服務(wù)請求同時發(fā)出時,數(shù)據(jù)庫服務(wù)進(jìn)程會產(chǎn)生新的進(jìn)程或線程響應(yīng)其請求,以提高系統(tǒng)的并發(fā)性,達(dá)到快速響應(yīng)的目的。

b.采用共享內(nèi)存存儲方法,以提高訪問速度,滿足多進(jìn)程同時訪問的要求。

實時數(shù)據(jù)庫設(shè)計了一套分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),優(yōu)化管理全網(wǎng)分布式數(shù)據(jù)庫,當(dāng)用戶訪問時,由分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)自動判斷數(shù)據(jù)在本機(jī)還是在異機(jī),如果在本機(jī)則采用快速內(nèi)存訪問方法,否則,通過網(wǎng)絡(luò)通信方法訪問。

4.3 實時數(shù)據(jù)庫與商用數(shù)據(jù)庫結(jié)合

該系統(tǒng)將商用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和實時數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合,兩者之間有著密切的關(guān)系。實時數(shù)據(jù)庫是商用數(shù)據(jù)庫的一個子集。實時數(shù)據(jù)庫主要描述電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)、由通信系統(tǒng)接收到的實時數(shù)據(jù)及用戶輸入的一些數(shù)據(jù),而商用數(shù)據(jù)庫包含歷史采樣數(shù)據(jù)、告警事件等其它歷史信息。

實時數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和商用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)共有的數(shù)據(jù)為同步（由分布式平臺中的數(shù)據(jù)庫同步更新機(jī)制保證）,當(dāng)用戶修改電網(wǎng)系統(tǒng)模型描述數(shù)據(jù)及其它參數(shù)時,商用數(shù)據(jù)庫和實時數(shù)據(jù)庫同步被更新（當(dāng)接收到重要的實時信息時兩者同步更新）。

整個調(diào)度自動化系統(tǒng)有2套不同的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),但對終端用戶而言仍然是一個綜合的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),無需區(qū)分商用數(shù)據(jù)庫和實時數(shù)據(jù)庫,統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問組件接口會從適當(dāng)?shù)奈恢脵z索出用戶所需要數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫管理,用于生成、管理和訪問各數(shù)據(jù)庫。

商用數(shù)據(jù)庫采用關(guān)系表達(dá)方法,描述數(shù)據(jù)名稱、類型、存儲位置、長度及其它相關(guān)參數(shù)。EMS系統(tǒng)按平臺概念設(shè)計,提供對商用數(shù)據(jù)庫訪問的統(tǒng)一接口。數(shù)據(jù)庫支持所有EMS應(yīng)用功能,完全滿足電力系統(tǒng)對數(shù)據(jù)庫的要求。

為便于數(shù)據(jù)管理及數(shù)據(jù)庫定義,系統(tǒng)提供圖模庫一體化設(shè)計,在繪制廠站單線圖時,可在圖形上錄入數(shù)據(jù),使作圖和錄入數(shù)據(jù)一次完成,自動建立包括拓?fù)潢P(guān)系的電網(wǎng)模型和生成數(shù)據(jù)庫,避免人為錯誤,保證圖形、模型、數(shù)據(jù)庫的一致性,減少建模和建庫時間。

4.4 數(shù)據(jù)庫維護(hù)工具

系統(tǒng)提供兩種類型數(shù)據(jù)庫維護(hù)工具：對已有數(shù)據(jù)庫進(jìn)行在線增加、刪除、修改的數(shù)據(jù)庫編輯器和用于數(shù)據(jù)庫設(shè)計、生成及對已有數(shù)據(jù)庫進(jìn)行結(jié)構(gòu)修改的離線數(shù)據(jù)庫維護(hù)工具。兩種數(shù)據(jù)庫維護(hù)工具具有全漢化、方便和友好的用戶使用界面。