地區(qū)一體化保護(hù)及故障信息系統(tǒng)建設(shè)

焦東悅

摘 要：為適應(yīng)智能電網(wǎng)和“大運(yùn)行”體系建設(shè)的需要，滿足電網(wǎng)調(diào)控一體化建設(shè)和運(yùn)行的要求，提高電網(wǎng)調(diào)控的信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化水平，推進(jìn)電網(wǎng)調(diào)控技術(shù)支持系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，國網(wǎng)福州供電公司著手建設(shè)“一體化保護(hù)及故障信息系統(tǒng)”?；贑C2000A一體化平臺建設(shè)，采用面向服務(wù)的體系架構(gòu)、面向設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)模型和統(tǒng)一的可視化界面等國際前沿技術(shù)，全面提升調(diào)控一體系統(tǒng)的在線化、精細(xì)化、一體化水平。

關(guān)鍵詞：大運(yùn)行；一體化；保護(hù)；故障信息

引言

智能電網(wǎng)建設(shè)目標(biāo)中要求系統(tǒng)應(yīng)具有智能化、自動(dòng)化、流程化和交互性。在調(diào)控一體的工作模式下，在福州電網(wǎng)調(diào)控一體化平臺基礎(chǔ)之上，引入具有智能防誤校驗(yàn)、裝置故障報(bào)警一體化監(jiān)視、交互性約束和提高工作效率的技術(shù)手段，形成一套一體化保護(hù)及故障信息系統(tǒng)工作平臺。利用科學(xué)的方法，杜絕各類誤調(diào)度和誤遙控的發(fā)生、提高電網(wǎng)控制的效率，提高調(diào)控一體模式下的對電網(wǎng)監(jiān)視、控制能力，使調(diào)度、監(jiān)控工作更為安全、高效，推進(jìn)調(diào)控一體模式向智能化方向發(fā)展。

1 總體設(shè)計(jì)

一體化保護(hù)及故障信息系統(tǒng)對二次設(shè)備數(shù)據(jù)模型和調(diào)控?cái)?shù)據(jù)模型進(jìn)行一體化整合，形成調(diào)控和保信一體化數(shù)據(jù)模型。一體化數(shù)據(jù)模型下裝到保信一體化實(shí)時(shí)庫。SCADA數(shù)據(jù)由保信數(shù)據(jù)交互服務(wù)發(fā)送給保信端數(shù)據(jù)處理程序，同步到一體化實(shí)時(shí)庫。保信需要轉(zhuǎn)發(fā)保信報(bào)警信息給調(diào)控系統(tǒng)，由保信端數(shù)據(jù)處理程序發(fā)送給調(diào)控端數(shù)據(jù)交互服務(wù)，調(diào)控交互服務(wù)分則同步到SCADA實(shí)時(shí)庫。保信端有單獨(dú)數(shù)據(jù)采集鏈路，負(fù)責(zé)保信數(shù)據(jù)采集。

一體化保護(hù)及故障信息系統(tǒng)部署在一區(qū)，以CC2000A調(diào)控一體化系統(tǒng)為基礎(chǔ)平臺。該平臺通過消息總線和服務(wù)總線進(jìn)行消息交互，通過case服務(wù)、權(quán)限服務(wù)、圖型管理服務(wù)、中間層服務(wù)、文件服務(wù)和告警服務(wù)等一系列的服務(wù)為調(diào)控一體化系統(tǒng)和保信系統(tǒng)相關(guān)功能提供支撐。在實(shí)現(xiàn)一體化保護(hù)及故障信息系統(tǒng)的過程中，將保信裝置系統(tǒng)中的狀態(tài)監(jiān)視、實(shí)時(shí)告警監(jiān)視、裝置定值管理和裝置歷史信息存儲功能通過模型一體化、庫一體化和圖型一體化，在原調(diào)控系統(tǒng)中實(shí)時(shí)告警監(jiān)視、歷史告警查詢、告警匯總、事故簡報(bào)模塊中實(shí)現(xiàn)，從而形成一個(gè)一體化的Ⅰ區(qū)系統(tǒng)。

該系統(tǒng)最突出的特點(diǎn)是保護(hù)及故障信息系統(tǒng)和調(diào)控基礎(chǔ)平臺的一體化。主要包括：電網(wǎng)模型描述一體化、基礎(chǔ)平臺一體化、圖型及監(jiān)視界面一體化、控制功能一體化和權(quán)限管理一體化。

2 功能結(jié)構(gòu)

（1）在調(diào)控中心增設(shè)4臺服務(wù)器。2臺服務(wù)器用于數(shù)據(jù)采集，互為備用，2臺服務(wù)器用于保信計(jì)算和數(shù)據(jù)交互，互為備用；（2）數(shù)據(jù)采集服務(wù)器：作為福州地區(qū)一體化保護(hù)及故障信息功能的變電站保信子站信息采集功能硬件平臺。（3）保護(hù)信息服務(wù)器：作為福州地區(qū)一體化保護(hù)及故障信息功能的公共硬件平臺，為系統(tǒng)軟件提供保信數(shù)據(jù)處理及監(jiān)控硬件平臺；（4）系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)：系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)不建設(shè)獨(dú)立的專用網(wǎng)絡(luò)，共享調(diào)控一體化技術(shù)支持系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)硬件資源和IP資源。

3 保信系統(tǒng)監(jiān)視控制

主站系統(tǒng)以IEC61850和IEC61970的基礎(chǔ)建模，并兼容傳統(tǒng)103模型，故能很好地兼容103和61850規(guī)約，提供適應(yīng)103規(guī)約和61850規(guī)約的分布式多前置模式。在子站接入量較大的情況下，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，合理分布子站接入任務(wù)，實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。主站系統(tǒng)設(shè)計(jì)中引入了分層的設(shè)計(jì)模式，最底層是通信介質(zhì)的設(shè)備管理層，依次框架層，規(guī)約解釋層，數(shù)據(jù)處理層。通過設(shè)備層和框架層的管理，可以實(shí)現(xiàn)通道的有效管理，而屏蔽了通信介質(zhì)特性、通道模式等，從而為通道級的冗余備份技術(shù)，即通道的動(dòng)態(tài)切換、熱備技術(shù)提供了基礎(chǔ)。規(guī)約層可以動(dòng)態(tài)解析不同的規(guī)約，從而支持不同規(guī)約通道切換的可能，實(shí)現(xiàn)了裝置與通道/規(guī)約的路由技術(shù)。前置服務(wù)節(jié)點(diǎn)采用分組技術(shù)，每組配置冗余節(jié)點(diǎn)，組內(nèi)節(jié)點(diǎn)互為備用，不同組則分擔(dān)不同的通道數(shù)據(jù)處理，一般情況下在組內(nèi)完成通道級的動(dòng)態(tài)熱備切換，在節(jié)點(diǎn)故障情況下，則能實(shí)現(xiàn)不同節(jié)點(diǎn)的熱備切換，在嚴(yán)重情況下，如整組節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障的極端情況，不同節(jié)點(diǎn)組也可以實(shí)現(xiàn)熱備切換，從而極大地提高了可靠性。對于大數(shù)據(jù)量的系統(tǒng)，采用前置分組技術(shù)，多前置組配置，各前置組獨(dú)立運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了基于通道的數(shù)據(jù)分流和負(fù)載分擔(dān)，而組內(nèi)、組間多重冗余備份技術(shù)則提供了極高的可靠性。

4 保信遙控防誤機(jī)制

一體化保護(hù)及故障信息系統(tǒng)在進(jìn)行遙控操作時(shí)，為了防止誤操作，采取了以下手段保證操作的正確性和規(guī)范性：（1）通過權(quán)限管理模塊對相應(yīng)的有遙控操作權(quán)限的用戶賦予相應(yīng)電壓等級、廠站和間隔權(quán)限，對相應(yīng)的保護(hù)裝置有操作權(quán)限。同時(shí)，賦予該操作用戶定值區(qū)切換、軟壓板投切和裝置復(fù)歸等權(quán)限；（2）進(jìn)行對相應(yīng)裝置的遙控操作時(shí)，首先需相應(yīng)用戶用自身賬號和密碼進(jìn)行登錄，防止非登錄用戶進(jìn)行遙控操作，保證權(quán)責(zé)一致性和安全性；（3）遙控操作用戶登錄后進(jìn)行選點(diǎn)操作，防止登錄用戶選點(diǎn)不正確，發(fā)生誤操作情況；（4）遙控操作用戶選點(diǎn)完成后進(jìn)入下一界面進(jìn)行遙控預(yù)置，若預(yù)置不成功，相應(yīng)的遙控操作中斷；（5）遙控操作用戶遙控預(yù)置完成后進(jìn)行遙控操作校核，若遙控校核不成功，相應(yīng)的遙控操作中斷；（6）上述權(quán)限操作完成后，遙控操作完成。

5 工作流程管控

一體化保護(hù)及故障信息系統(tǒng)的工作流程管控包括軟壓板投退、定值區(qū)區(qū)號切換、定值區(qū)切換、裝置復(fù)歸、軟壓板召喚、定值區(qū)區(qū)號召喚等。其中，軟壓板召喚、定值區(qū)區(qū)號召喚為保信召喚上行流程，軟壓板投退、定值區(qū)區(qū)號切換、定值區(qū)切換和裝置復(fù)歸為下行流程。

在保信上行和下行工作管理流程中，操作遵循以下標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則：（1）必須從具有相應(yīng)控制權(quán)限的工作站上才能進(jìn)行相應(yīng)操作。（2）上行和下行操作必須有操作人員、監(jiān)護(hù)人員口令，遙控操作復(fù)核應(yīng)輸入廠站名、間隔名、開關(guān)編號或復(fù)選確認(rèn)，以防誤選點(diǎn)。（3）下行操作必須有返送校核，同時(shí)按選點(diǎn)、校驗(yàn)、執(zhí)行三個(gè)步驟進(jìn)行。（4）不同工作站同時(shí)對一個(gè)設(shè)備進(jìn)行控制的情況將被閉鎖。（5）下行操作控制支持采用遙控操作的單、雙監(jiān)護(hù)。（6）上行下行操作可以針對點(diǎn)、間隔、廠站進(jìn)行閉鎖，提升遠(yuǎn)方操作的管理水平。

6 技術(shù)特點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn)

國內(nèi)首批完全基于CC2000A一體化平臺，在原有SCADA基礎(chǔ)上擴(kuò)展保信子站集中監(jiān)控功能，實(shí)現(xiàn)一體化建模，一體化采集，一體化維護(hù)，一體化權(quán)限管理，一體化人機(jī)展示，一體化智能告警等功能，填補(bǔ)了CC2000AEMS系統(tǒng)在保信子站集中監(jiān)控功能上的空白。

國內(nèi)首次在一體化建模的基礎(chǔ)上，基于CC2000A基礎(chǔ)平臺提供的消息總線、服務(wù)總線等標(biāo)準(zhǔn)通信方式，實(shí)現(xiàn)了調(diào)控遙控操作與保信子站遙控操作實(shí)時(shí)閉環(huán)流程控制，滿足遠(yuǎn)方遙控操作全過程閉環(huán)管控的要求。開發(fā)了保信子站信息點(diǎn)表自動(dòng)導(dǎo)入工具，實(shí)現(xiàn)與信息點(diǎn)表審核流程的自動(dòng)閉環(huán)，點(diǎn)表自動(dòng)審核、關(guān)聯(lián)、錄入較大程度上減少人工維護(hù)出錯(cuò)的可能，引入遙控點(diǎn)表固化工具，滿足了保信子站信息錄入安全性、可靠性的要求。首次基于同一供電路徑設(shè)備狀態(tài)的依賴關(guān)系，采用智能判別推理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了保信裝置間隔模型自動(dòng)成圖和微拓?fù)洚惓?shí)時(shí)監(jiān)控。

7 結(jié)束語

針對福州地區(qū)一體化保護(hù)信息系統(tǒng)軟件運(yùn)行的實(shí)際需求，研究了新一代調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，采用國際標(biāo)準(zhǔn)、先進(jìn)的計(jì)算機(jī)及信息技術(shù)，系統(tǒng)遵循“統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一平臺、統(tǒng)一模型”為基礎(chǔ)，實(shí)施“技術(shù)融合、專業(yè)融合、信息統(tǒng)一、應(yīng)用統(tǒng)一”的設(shè)計(jì)原則，開發(fā)了數(shù)據(jù)采集信息分流、支持海量數(shù)據(jù)處理的一體化基礎(chǔ)平臺、一體化電網(wǎng)模型、一體化調(diào)控功能、流程化遠(yuǎn)方操作安控機(jī)制、一體人機(jī)展示系統(tǒng)等核心功能?？捎行岣唠娋W(wǎng)運(yùn)行和監(jiān)控運(yùn)行水平、適應(yīng)調(diào)度監(jiān)控一體化運(yùn)行體系建設(shè)的需要。

參考文獻(xiàn)

[1]DL5002-2005.地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程[S].

[2]DL5003-2005.電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程[S].

[3]閩電安監(jiān)〔2007〕358號.關(guān)于印發(fā)《福建省電力有限公司變電站防誤典型設(shè)計(jì)方案》的通知[Z].

[4]Q/GDWZ461-2010.地區(qū)智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)應(yīng)用功能規(guī)范[S].

[5]福建電網(wǎng)調(diào)控中心遠(yuǎn)方遙控操作管理規(guī)定（試行）[Z].