淺談智能化變電站遙信信息的優(yōu)化

摘要：優(yōu)點(diǎn)存在的同時(shí)智能變電站也較先前增加了運(yùn)檢人員的壓力，增多了站內(nèi)的信息量?；谀壳爸悄茏冸娬具b信信息存在的信息量大，配置及驗(yàn)證工作繁瑣等問題，本文從虛端子信息的生產(chǎn)以及合并遙信的配置兩方面提出相關(guān)的優(yōu)化建議。

關(guān)鍵字：智能變電站；遙信；優(yōu)化

中圖分類號：TM632文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

1.緒論

隨著堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的建設(shè)不斷推進(jìn)，智能化變電站的發(fā)展也是日趨重要。為滿足全站信息的數(shù)字化、通信平臺的網(wǎng)絡(luò)化以及信息共享標(biāo)準(zhǔn)化的基本要求，智能變電站較先前的常規(guī)變電站采用了先進(jìn)、可靠、集成、環(huán)保的智能設(shè)備。如圖一，從物理結(jié)構(gòu)比較，最大的區(qū)別在于光纜取代了電纜，數(shù)字代替了模擬。從二次系統(tǒng)比較，最大區(qū)別增加了過程層網(wǎng)絡(luò)，主要用于智能終端、合并單元與間隔層保護(hù)和測控裝置的通訊。優(yōu)點(diǎn)存在的同時(shí)智能變電站也較先前增加了運(yùn)檢人員的壓力，增多了站內(nèi)的信息量。

圖一：常規(guī)站與智能站區(qū)別

智能化變電站的遙信信息主要由GOOSE組成。GOOSE（Generic Object Oriented Substation Event）是一種面向通用對象的變電站事件，是一種通信服務(wù)機(jī)制。通訊協(xié)議遵循IEC61850規(guī)約，主要用于實(shí)現(xiàn)在多IED，即智能設(shè)備之間的信息傳遞，包含全站的開入開出信息，具有高傳輸成功概率。

智能變電站將大量的電纜替換成了光纜，智能終端將原先的電信號轉(zhuǎn)換成了光信號，站內(nèi)的實(shí)端子幾乎全部轉(zhuǎn)化成了虛端子。虛端子的生成需要通過組態(tài)工具進(jìn)行人工配置，集成完成后生成全站統(tǒng)一的SCD文件，供監(jiān)控后臺數(shù)據(jù)庫的編輯以及全站自動化裝置配置的下裝。

2.智能站遙信信息的現(xiàn)狀

智能變電站的遙信生成過程主要是，首先利用組態(tài)軟件，將全站每個(gè)設(shè)備的ICD文件導(dǎo)入，按照設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)好的虛端子表格，進(jìn)行人工配置即虛端子連接工作，配置完成后生成全站的SCD文件，主要用于監(jiān)控后臺數(shù)據(jù)庫映射，以及二次設(shè)備的配置下裝。最后按照設(shè)計(jì)藍(lán)圖進(jìn)行后臺數(shù)據(jù)庫描述修改。在信號核對的工作中也沒有標(biāo)準(zhǔn)流程，無章法可循。

目前，智能變電站的遙信信息主要存在以下問題。第一、很多變電站現(xiàn)場都是由調(diào)試過程中或者說配置過程中發(fā)現(xiàn)問題修改問題，而后進(jìn)行設(shè)計(jì)更改，返工率高，設(shè)計(jì)單元受牽制于集成工作。第二、SCD文件是基于軟件配置生成的工程文件，沒有統(tǒng)一的配置工具，工具不清晰且無可視化功能，各集成商各用自己的配置軟件，會出現(xiàn)ICD文件不兼容，導(dǎo)入導(dǎo)出會出現(xiàn)文件丟失，無法編輯等現(xiàn)象。第三、每臺智能終端除了轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)構(gòu)的實(shí)際遙信以外，還包括自身的告警虛遙信?；贗EC61850標(biāo)準(zhǔn)的裝置模型文件ICD也基本都是最大化配置，導(dǎo)致監(jiān)控后臺數(shù)據(jù)庫映射完成后，全站遙信信息多大上萬條，特別在進(jìn)行數(shù)據(jù)優(yōu)化合并遙信工作的時(shí)候，工作量大，效率低。

3.智能站遙信的優(yōu)化建議

基于目前智能變電站遙信信息存在的信息量大，配置及驗(yàn)證工作繁瑣等問題，本文從虛端子信息的生產(chǎn)以及合并遙信的配置兩方面提出相關(guān)的優(yōu)化建議。

3.1虛端子信息的優(yōu)化

3.1.1虛端子的可視化功能

我們知道，常規(guī)變電站工程都是基于設(shè)計(jì)的變電站，調(diào)試單位都依照設(shè)計(jì)院出版的正式施工藍(lán)圖，進(jìn)行現(xiàn)場的施工調(diào)試工作，并且一目了然的清楚裝置及機(jī)構(gòu)的回路。而目前的智能化電站卻是基于現(xiàn)場配置的變電站，設(shè)計(jì)院人員在設(shè)計(jì)虛端子連接圖時(shí)往往脫離了實(shí)際的裝置回路，會出現(xiàn)連接錯(cuò)誤或是遺漏的現(xiàn)象。并且調(diào)試人員在現(xiàn)場聯(lián)調(diào)過程當(dāng)中，經(jīng)常出現(xiàn)顧此失彼的情況，發(fā)現(xiàn)了問題需要先修改虛端子，然后查找裝置說明書或者設(shè)計(jì)白圖進(jìn)行硬件回路的驗(yàn)證，無法有效的整理關(guān)聯(lián)核對。因此提出從常規(guī)硬接線、硬回路的角度描述裝置GOOSE信息的觸點(diǎn)、端子、接線等概念，可視化的反映保護(hù)、測控、終端等裝置GOOSE配置、設(shè)備間GOOSE聯(lián)系，如圖二。

圖二：虛端子與常規(guī)遙信回路對應(yīng)關(guān)系

設(shè)計(jì)院人員在設(shè)計(jì)過程中，虛端子的每條信息盡量做到與回路一一對應(yīng)，智能終端的每條遙信開入我們除了可以明確它的Reference描述以外，還可以清除其內(nèi)部回路，便于調(diào)試過程中問題的準(zhǔn)確定位，提高工作中的效率。當(dāng)然該設(shè)計(jì)理念的實(shí)施是放在設(shè)計(jì)人員慣用的AutoCAD軟件中實(shí)現(xiàn)，還是利用配置SCD文件的組態(tài)軟件中，還需要做進(jìn)一步的探討。

另外，單純從虛端子連線的角度考慮，先前的組態(tài)軟件總是以單裝置的發(fā)送端固定或者以接收端固定，通過肉眼檢查虛端子的聯(lián)系關(guān)系，效率低且不人性化?，F(xiàn)在，以國電南瑞公司的NARI Configuration Tool工具為例，我們可以通過裝置與其相關(guān)聯(lián)裝置之間的控制塊邏輯關(guān)系進(jìn)行可視化檢查，點(diǎn)擊任一關(guān)聯(lián)線，可以看到控制塊之間的虛端子信息，如圖三。

圖三：虛端子可視化聯(lián)系圖

3.1.2虛端子的導(dǎo)入導(dǎo)出功能

目前，虛端子的集成工作幾乎都是人工手動連接，工作量較大，效率不高，在大量的重復(fù)性工作下難免會出現(xiàn)聯(lián)系錯(cuò)誤的情況，并且沒有有效地檢查和核對虛端子的辦法，經(jīng)常都是人為的肉眼檢查以及調(diào)試過程中的驗(yàn)證糾正。設(shè)計(jì)院出版的全站虛端子連接圖，也基本都是在設(shè)備供應(yīng)商提供的虛端子表格的基礎(chǔ)先進(jìn)行繪制的，雖然少許的設(shè)計(jì)單位也已經(jīng)嘗試?yán)媒M態(tài)軟件進(jìn)行配置虛端子甚至全站的SCD文件，但是工作性質(zhì)及工作量等同于先前集成商所做的工作，所以仍然面臨著當(dāng)前困難。類似國電南瑞公司的NARI Configuration Tool的一些組態(tài)工具，雖然完全可以將全站虛端子及所有通訊信息導(dǎo)出為EXCEL格式的表格，具備虛端子表格導(dǎo)入導(dǎo)出的功能，但是由于全國設(shè)計(jì)院的虛端子表格各式各樣，智能變電站設(shè)計(jì)規(guī)范沒有針對該內(nèi)容提出統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因此在以后的發(fā)展道路上，如果設(shè)計(jì)單位可以統(tǒng)一出版的虛端子EXCEL表格的格式，那么虛端子的導(dǎo)入導(dǎo)出將廣泛運(yùn)用在組態(tài)工具中，大大節(jié)省了連接配置虛端子的工作，也基本能夠杜絕由于人為造成的虛端子連線錯(cuò)誤。

3.2合并遙信的優(yōu)化

眼下智能變電站信息量相當(dāng)大，雖然根據(jù)國家電網(wǎng)公司的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，制定了相關(guān)信息的統(tǒng)一命名，以及等級分類等，但是每條信息都是經(jīng)過仔細(xì)篩選以及人工編輯合成為某一條合并遙信的。如圖四，以國電南瑞NS3000S后臺監(jiān)控系統(tǒng)為例，比如合并遙信“蓉東1線二次設(shè)備告警”就是由61個(gè)子遙信合并而成，在編輯的過程中，我們需要花上大把的時(shí)間進(jìn)行遙信查找及合成配置工作，而且容易出現(xiàn)選擇錯(cuò)誤或者漏選的現(xiàn)象。

圖四：合并遙信配置表

合并后的遙信已經(jīng)固定，站內(nèi)的上萬條遙信又無法刪除，因此如何減少合并遙信的工作量，出現(xiàn)問題如何快速定位，是我們當(dāng)下的優(yōu)化方向。

我們可以試圖從兩方面著手進(jìn)行相關(guān)優(yōu)化工作，分界點(diǎn)就是后臺數(shù)據(jù)庫的映射導(dǎo)入工作。數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入前我們需要進(jìn)行虛端子的配置工作，以及實(shí)際遙信名稱的定義工作，我們可以把合并遙信的整理工作一并加入其中。如圖五，我們可以設(shè)想如果的設(shè)計(jì)院出版的虛端子表格是這樣的。

圖五：虛端子一覽表

A列是根據(jù)國網(wǎng)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)固定化的合并后遙信名稱，B列是現(xiàn)場實(shí)際遙信的名稱描述，也就是目前我們利用組態(tài)軟件需要在測控的DOI實(shí)例描述一欄進(jìn)行描述定義的內(nèi)容，C列則是測控裝置S1節(jié)點(diǎn)下的數(shù)據(jù)集描述，該數(shù)據(jù)集描述是后臺進(jìn)行映射入庫的依據(jù)，也是站控層后臺與測控通訊的根本，D列和E列就是目前虛端子的主體內(nèi)容，測控的接收端描述和智能終端發(fā)送端的描述，F(xiàn)列則是智能終端的背板端子號，4P1n表示第四塊板件的第一個(gè)端子，以此類推，目的也就是將智能終端的虛端子可以與實(shí)例對應(yīng)，方面調(diào)試人員可以一眼看到信號是什么。先前說到在導(dǎo)入后臺映射后，怎樣減少合并遙信的配置工作量，減少出錯(cuò)的概率，那么建議在后臺監(jiān)控系統(tǒng)加入自動合并遙信的功能插件。以圖五的C列的測控Data Refrence為索引，比如插件的框架就是以CTRL/BinInGGIO1.Ind1~Ind10定義為“一次設(shè)備故障”的子遙信，那么在虛端子設(shè)計(jì)或者連接的時(shí)候，我們就可以將智能終端的實(shí)際遙信或著說是“DOI實(shí)例描述”屬于該間隔的一次設(shè)備故障的信息，關(guān)聯(lián)到D列的PI01/GOINAGGIO2.Ind1.stVal~ Ind10.stVal。那么試想在可以進(jìn)行虛端子EXCEL表格導(dǎo)入的情況下，每個(gè)遙信以及每個(gè)合并遙信都按此編輯導(dǎo)入，我們的合并遙信配置工作將一勞永逸，效率高，正確率高。即使在核對信號的過程中碰到遙信上報(bào)不正確，我們也可以直白的快速的找出問題的所在。

4.結(jié)束語

本文就基于對智能變電站的初步了解，淺薄提出遙信信息相關(guān)的優(yōu)化建議，優(yōu)化方案的實(shí)施需要多方單位的共同努力，不妥之處請多批評指導(dǎo)。希望智能變電站在堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的建設(shè)道路上發(fā)展的越來越好。

作者簡介：季成（1987—），男，助理工程師，主要研究方向：變電站自動化