省地一體化變電站遠動定值維護方案研究

李一鵬，習新魁，王曉蔚

(1.國網(wǎng)河北省電力公司，石家莊 050021；2. 國網(wǎng)河北省電力公司電力科學研究院，石家莊 050021)

省地一體化變電站遠動定值維護方案研究

李一鵬1，習新魁1，王曉蔚2

(1.國網(wǎng)河北省電力公司，石家莊 050021；2. 國網(wǎng)河北省電力公司電力科學研究院，石家莊 050021)

針對省調(diào)、地調(diào)遠動定值分別維護，數(shù)據(jù)不一致、更新不及時的問題，提出省地一體化遠動定值維護方案，從省地一體化遠動定值編制規(guī)范的制定和主站數(shù)據(jù)庫自動生成工具的開發(fā)等方面對該方案進行分析，認為該方案可減少工作量，提高遠動定值執(zhí)行效率，保障自動化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)質(zhì)量。

省地一體化；變電站；遠動定值；CIM/E

電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)中數(shù)據(jù)通信環(huán)節(jié)是保障調(diào)度主站遠動實時數(shù)據(jù)正確采集的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在所有常見的通道形式及相應(yīng)規(guī)約的組合(如專線CDT/101、網(wǎng)絡(luò)104[1]等)下，協(xié)商統(tǒng)一的自動化遠動定值是遠動實時數(shù)據(jù)正確發(fā)送和正確解析的基礎(chǔ)。遠動定值維護作為變電站遠動子站接入維護工作的重要環(huán)節(jié)，其可靠高效的執(zhí)行直接影響著自動化子站、主站日常運維的工作效率，也直接影響著自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)質(zhì)量。根據(jù)調(diào)控業(yè)務(wù)需求，變電站需要與多個調(diào)控機構(gòu)進行通信[2]，按照國調(diào)直采直送的原則，省級、地級調(diào)控中心應(yīng)對所轄220 kV變電站的遠動實時數(shù)據(jù)實現(xiàn)共同的采集和監(jiān)視。河北省調(diào)與所轄6個地調(diào)同時對6個地區(qū)內(nèi)的220 kV變電站遠動數(shù)據(jù)進行了直采。在調(diào)度自動化系統(tǒng)建設(shè)維護工作過程中，變電站遠動實時數(shù)據(jù)的正確上送與下發(fā)需首要考慮遠動子站與省調(diào)、地調(diào)不同主站之間的通信協(xié)議、轉(zhuǎn)發(fā)/接收數(shù)據(jù)表方面的協(xié)商，即針對多個主站的自動化遠動定值維護問題。

1 遠動定值維護存在的問題

由于省調(diào)及各地調(diào)新老系統(tǒng)更替進度不一致，調(diào)度監(jiān)控業(yè)務(wù)需求不同以及原有通信資源的限制，在河北省調(diào)自動化主站系統(tǒng)改造之前，省調(diào)與各地調(diào)分別維護，執(zhí)行各自的遠動定值，尤其是備調(diào)體系完善后，站端遠動維護工作量大，存在數(shù)據(jù)不一致、更新不及時的運行風險和安全隱患。另外，隨著調(diào)控業(yè)務(wù)需求的發(fā)展，新接入一座變電站主站側(cè)需要進行電網(wǎng)模型設(shè)備、前置測點信息錄入等大量的數(shù)據(jù)庫維護工作，常規(guī)模式下數(shù)據(jù)庫人工錄入的維護工作量大，且容易出錯。

隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，實時數(shù)據(jù)的傳輸與交互環(huán)節(jié)將不再是限制主站大數(shù)據(jù)量采集的瓶頸。隨著主站調(diào)度監(jiān)控業(yè)務(wù)的不斷融合，監(jiān)控類業(yè)務(wù)需求的不斷提升，省級、地級調(diào)控機構(gòu)對所轄廠站遠動實時數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)需求也日漸趨于統(tǒng)一。另外，由于監(jiān)控業(yè)務(wù)對實時數(shù)據(jù)的需求范圍遠大于調(diào)度業(yè)務(wù)且呈包含關(guān)系，因此從監(jiān)控業(yè)務(wù)需求下的實時數(shù)據(jù)中抽取出調(diào)度業(yè)務(wù)所必需數(shù)據(jù)是可行的。在河北省調(diào)自動化主站系統(tǒng)改造時，河北省調(diào)提出了省地一體化自動化遠動定值維護方案，該方案制定了統(tǒng)一標準的自動化遠動定值編制規(guī)范，對于省地調(diào)共同采集的遠動廠站，優(yōu)先考慮監(jiān)控業(yè)務(wù)需求，省調(diào)、地調(diào)共同維護并執(zhí)行一套自動化遠動定值，基于標準規(guī)范的自動化遠動定值開發(fā)主站數(shù)據(jù)庫自動生成工具，提升工作效率，減少人工錄入出錯風險。

2 一體化遠動定值維護方案

2.1 制定統(tǒng)一的自動化遠動定值編制規(guī)范

目前在自動化主站系統(tǒng)方面，國內(nèi)主流的調(diào)度控制技術(shù)支持系統(tǒng)，如D5000系統(tǒng)、OPEN3000系統(tǒng)，其SCADA應(yīng)用模塊均集成CIM/E電網(wǎng)模型[3]維護功能。不同于原河北省調(diào)SNC調(diào)度自動化系統(tǒng)，SCADA中的數(shù)據(jù)測點不再是一系列定義松散的數(shù)據(jù)點，其定義均一一對應(yīng)至CIM/E模型中的設(shè)備屬性。前置測點的生成過程對應(yīng)電網(wǎng)模型設(shè)備定義及對應(yīng)測點生成的過程。在自動化遠動子站方面，雖然目前絕大部分變電站遠動系統(tǒng)未基于電網(wǎng)模型定義上送實時數(shù)據(jù)，但在“源端維護、全局共享”的技術(shù)方針影響下，遠動系統(tǒng)基于電網(wǎng)模型上送實時數(shù)據(jù)也將逐漸成為一個趨勢[4]。

河北省調(diào)制定的自動化遠動定值編制規(guī)范基于CIM/E電網(wǎng)模型中設(shè)備測點的定義，新的遠動定值將原有遠動定值中的測點命名用電壓等級、間隔、設(shè)備、屬性等字段替代。遠動定值中不再單一體現(xiàn)測點名稱與點號的對應(yīng)關(guān)系，主要體現(xiàn)了CIM/E電網(wǎng)模型的相關(guān)信息，有利于主站模型維護。省地一體的遠動定值編制規(guī)范中各字段的定義在原則上務(wù)求精簡、通用，通過對各字段的拼接可得出規(guī)范的設(shè)備名和測點名。以D5000系統(tǒng)為例，遠動定值規(guī)范中各字段對應(yīng)至相關(guān)模型表或前置表中關(guān)鍵字段的信息，如圖1所示。

圖1 遠動定值與D5000系統(tǒng)相關(guān)表之間對應(yīng)關(guān)系

在D5000自動化主站系統(tǒng)中添加1個SCADA前置測點，首先需要在CIM/E電網(wǎng)模型中的相應(yīng)廠站下檢查相應(yīng)電壓等級、間隔、設(shè)備的定義；然后按廠站、電壓等級、間隔等添加未定義設(shè)備記錄至數(shù)據(jù)庫相應(yīng)設(shè)備表中，完成設(shè)備的定義，數(shù)據(jù)庫觸發(fā)器按設(shè)備屬性定義完成相應(yīng)測點、前置測點的自動生成；最后在前置表中添加或維護相應(yīng)前置測點的鏈路、點號、系數(shù)等內(nèi)容。若在常規(guī)模式下使用數(shù)據(jù)庫維護工具DBI進行人工維護，過程繁瑣且易出錯。

2.2 開發(fā)主站數(shù)據(jù)庫自動生成工具

河北省調(diào)制定的基于CIM/E模型的遠動定值規(guī)范為D5000、OPEN3000等調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)提供了電網(wǎng)模型設(shè)備命名等關(guān)鍵字段信息以及前置測點定義相關(guān)信息。在此基礎(chǔ)上河北省調(diào)獨自開發(fā)了D5000系統(tǒng)的主站數(shù)據(jù)庫自動生成工具，實現(xiàn)了電網(wǎng)模型設(shè)備及測點的自動檢查與添加，同時實現(xiàn)了前置信息的自動維護，具體實現(xiàn)流程如圖2所示。

圖2 主站數(shù)據(jù)庫自動生成工具實現(xiàn)流程

如圖2所示，依照D5000系統(tǒng)描述CIM/E模型的EMS數(shù)據(jù)庫相關(guān)表的表ID、域ID、設(shè)備ID、測點ID之間的關(guān)系，可根據(jù)設(shè)備ID計算得出其生成測點的屬性與對應(yīng)測點ID之間的映射關(guān)系，進而可實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫中相關(guān)設(shè)備表、測點表中定義電網(wǎng)模型設(shè)備、對應(yīng)測點的檢查、添加與維護。基于D5000系統(tǒng)的主站數(shù)據(jù)庫自動生成工具實現(xiàn)了以下功能：

a. 對規(guī)范的遠動定值單文本進行批量讀?。?/p>

b. 解析廠站、通信鏈路、數(shù)據(jù)表類型、間隔、設(shè)備、測點、轉(zhuǎn)發(fā)點號、轉(zhuǎn)發(fā)系數(shù)等內(nèi)容；

c. 按解析的遠動定值中的廠站、電壓類型信息，檢查數(shù)據(jù)庫中廠站表、電壓類型表，自動添加缺失記錄，查詢相應(yīng)通道鏈路ID；

d. 按解析的遠動定值中的間隔、電網(wǎng)模型設(shè)備定義信息，檢查數(shù)據(jù)庫中間隔表、相關(guān)的各設(shè)備表，添加或更新相應(yīng)記錄；

e. 根據(jù)設(shè)備ID和遠動定值中提供的測點屬性類型，計算每條記錄對應(yīng)的測點ID，檢查測點生成情況，并更新相關(guān)測點內(nèi)容，例如遙信點的告警方式定義等；

f. 根據(jù)每條記錄對應(yīng)測點檢查相應(yīng)前置表的前置點定義，檢查并處理遠動數(shù)據(jù)生成帶來的前置沖突點，增量地更新或添加前置點記錄。自動寫入相應(yīng)鏈路ID、遠動點號、遙測的系數(shù)、偏移量等內(nèi)容；

g. 支持省調(diào)、地調(diào)等不同主站類型接口下、不同數(shù)據(jù)采集需求下的可配置化選擇，保證省地調(diào)不同類型D5000主站的通用性。

另外，河北省調(diào)基于OMS系統(tǒng)開發(fā)了針對220 kV變電站的省地一體化的變電站遠動定值管理流程，大體上分為編制、初審、審核、批準、簽收、執(zhí)行、傳動確認、歸檔8個環(huán)節(jié)，如圖3所示。在“執(zhí)行”、“傳動確認”環(huán)節(jié)，變電站子站與省調(diào)、地調(diào)主站同步進行定值修改、數(shù)據(jù)傳動，節(jié)省了站端的工作量，減少了子站因維護多套定值而導致定值出錯的風險。

圖3 省地一體化的變電站遠動定值執(zhí)行流程

3 方案應(yīng)用情況及效益

基于CIM/E模型的省地一體化的自動化遠動定值編制規(guī)范和D5000主站數(shù)據(jù)庫自動生成工具在河北省南部電網(wǎng)省調(diào)自動化系統(tǒng)改造與地調(diào)D5000系統(tǒng)建設(shè)工作當中得到了推廣應(yīng)用，并廣泛應(yīng)用于目前省調(diào)、地調(diào)自動化主站系統(tǒng)的日常維護工作當中，實現(xiàn)了對遠動定值的標準化管理、執(zhí)行，提高了工作效率，保障了自動化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)質(zhì)量。

a. 由于省調(diào)、地調(diào)共同維護并執(zhí)行一套自動化遠動定值，減少了遠動子站的數(shù)據(jù)庫維護工作量；由于遠動定值轉(zhuǎn)發(fā)表的一致性，傳動工作可只與地調(diào)主站進行，減少了遠動子站的傳動工作量。因此，采用省地一體化遠動定值維護方案，整體上節(jié)省了站端自動化運維人員近一半的工作量。

b. 省調(diào)、地調(diào)D5000主站采用數(shù)據(jù)庫生成工具自動導入遠動定值，大大減少了主站運維人員的數(shù)據(jù)庫維護工作量。在常規(guī)DBI數(shù)據(jù)庫維護模式下，一座中等規(guī)模的220 kV變電站的數(shù)據(jù)庫生成核對至少耗時4 h，而采用數(shù)據(jù)庫生成工具自動導入規(guī)范的基于CIM/E的遠動定值僅需5 min，提升工作效率約40倍。

c. 子站不需要再去分別維護省調(diào)、地調(diào)不同主站對應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)/接收表，減少了出錯風險；省調(diào)、地調(diào)可以基于統(tǒng)一的遠動定值對于實時數(shù)據(jù)問題進行核對排查，從而能快速定位站端或主站的問題；主站基于規(guī)范標準的遠動定值采用數(shù)據(jù)庫生成工具生成數(shù)據(jù)庫，避免了主站常規(guī)維護模式下帶來的人工輸入出錯的風險。因此，省地一體化遠動定值維護方案提升了自動化遠動定值維護水平，保障了自動化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)質(zhì)量。

[1] 丁書文.電力系統(tǒng)遠動管理及應(yīng)用[M].北京:化學工業(yè)出版社,2009.

[2] 張明光.電力系統(tǒng)遠動及調(diào)度自動化[M].北京:中國電力出版社,2010.

[3] Specht M,Rohjans S.The Common Information Model CIM:IEC 61968/61970 and 62325-A practical introduction to the CIM[M].Berlin：Springer,2012.

[4] 朱永利,黃 敏,邸 劍.基于廣域網(wǎng)的電力遠動系統(tǒng)的研究[J].中國電機工程學報,2005,25(7)：119-124.

本文責任編輯：王麗斌

Study on Provincial and District Integrated Maintenance of Substation Tele-control System Setting-list

To solve the problems which are caused by the provincial and district separately maintenance of tele-control system setting-list,such as data inconsistencies and data not being updated,this paper introduces a provincial and district integrated maintenance program of tele-control system setting-list. Through analysis on provincial and district integrated tele-control system setting-list drawing up standard,and the independently developed database generating tool,this paper considers the maintenance program can reduce workload,improve work-efficiency,and guarantee the quality of automation basic data.

provincial and district integrated;substation;tele-control system setting-list; CIM/E

2013-12-05

李一鵬(1985-)，男，工程師，主要從事電網(wǎng)調(diào)度自動化方面工作。

TM73

B

1001-9898(2014)01-0010-03