變電站監(jiān)控信息接入自動驗收方法探索

高 翔，羅 俊，仲梓維

(江蘇電力公司連云港供電公司電力調(diào)度中心，江蘇 連云港 222004)

變電站監(jiān)控信息接入自動驗收方法探索

高 翔，羅 俊，仲梓維

(江蘇電力公司連云港供電公司電力調(diào)度中心，江蘇 連云港 222004)

隨著現(xiàn)代電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，設(shè)備管理要求的不斷升級，監(jiān)控專業(yè)面臨著更大的挑戰(zhàn)。在此背景下，提出了基于智能電網(wǎng)的變電站監(jiān)控信息自動驗收體系構(gòu)建，該體系用自動驗收系統(tǒng)代替了傳統(tǒng)的人工核對信息，解決了信息接入驗收工作效率低下的問題，有助于提高變電站的信息驗收效率，加強變電站信息接入驗收的全過程管控，提升了監(jiān)控專業(yè)的管理水平。

設(shè)備監(jiān)控；信息接入；智能電網(wǎng)系統(tǒng)；自動驗收

監(jiān)控信息直接反映現(xiàn)場運行設(shè)備狀態(tài)，現(xiàn)有的研究成果利用監(jiān)控信息的綜合研判作用，可以有效掌握電網(wǎng)運行情況，提高故障處理的效率[1-3]。但目前還沒有相關(guān)文獻關(guān)注過監(jiān)控信息接入驗收工作質(zhì)量和工作效率。傳統(tǒng)的監(jiān)控信息驗收以人工調(diào)試為主，工作效率低，安全風(fēng)險高。本文將監(jiān)控信息接入驗收分解為三個系統(tǒng)，從而可以分別自動驗收，并且保證了監(jiān)控信息全回路驗證，可提高信息驗收的效率，提升監(jiān)控信息驗收的管控能力。

1 變電站監(jiān)控信息自動驗收體系支撐系統(tǒng)

變電站監(jiān)控信息自動驗收體系將常規(guī)驗收工作[4]轉(zhuǎn)變?yōu)槿齻€自動驗收系統(tǒng)，分別是主站端信息自動驗收系統(tǒng)，廠站端信息自動驗收系統(tǒng)，廠站端和主站端信息聯(lián)調(diào)系統(tǒng)。變電站監(jiān)控信息自動驗收支撐系統(tǒng)創(chuàng)建了多模塊，可視化的驗收策略，實現(xiàn)變電站現(xiàn)場和調(diào)度主站信息全覆蓋，保證監(jiān)控信息驗收的全管控。變電站監(jiān)控信息自動驗收體系支撐系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 變電站監(jiān)控信息自動驗收體系支撐系統(tǒng)

1.1 主站端信息自動驗收系統(tǒng)

主站端信息自動驗收系統(tǒng)，是基于智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)的高級應(yīng)用，驗收內(nèi)容是模擬廠站上送的遙信、遙測、遙控信息，由計算機程序?qū)崿F(xiàn)了前置信息校驗、遙信聯(lián)合自動驗收、遙測聯(lián)合自動驗收、遙控聯(lián)合自動驗收、遙信鏈接正確性校驗、遙測鏈接正確性校驗六項功能(見圖2)。

前置信息校驗以信息表管理系統(tǒng)中的信息表為標準，從遙信、遙測、遙控3方面，讀取主站數(shù)據(jù)庫中的信息內(nèi)容，檢查主站端數(shù)據(jù)庫信息維護工作是否正確，遙信表檢查內(nèi)容包括點號、名稱、間隔ID、電壓等級、告警類型、是否光字牌等，遙控、遙測僅檢查點號和名稱。校驗工作結(jié)束，集中給出比對結(jié)果，監(jiān)控人員根據(jù)比對結(jié)果，統(tǒng)一反饋給自動化人員修改。

圖2 主站端信息自動驗收系統(tǒng)

遙信自動驗收在現(xiàn)場后臺和遠動通信裝置驗收合格后進行，由廠站端自動驗收程序按照點號順序，逐一上傳監(jiān)控信息，主站端驗收程序根據(jù)設(shè)定好的發(fā)送順序和變位順序，檢查上送信息是否正確。遙信自動驗收具備以下功能：復(fù)位主站端前置系統(tǒng)、站端遠動通信裝置所有遙信功能；觸發(fā)廠站端設(shè)備遙信上送功能；校驗告警信息點號與預(yù)置標準信息表點號順序是否一致，記錄校驗結(jié)果，校驗結(jié)果不一致時給出提示和備注錯誤原因，生成遙信聯(lián)合自動驗收報告。

遙測自動驗收校驗現(xiàn)場上傳的數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)定的遙測值是否一致，判斷驗收是否通過，需要在現(xiàn)場遙測校驗通過后執(zhí)行。遙測自動驗收具備以下功能：對主站端前置系統(tǒng)、變電站站端遠動通信裝置所有遙測量復(fù)位為0；啟動廠站端遙測數(shù)據(jù)上送；完成前置解析數(shù)據(jù)與自動驗收系統(tǒng)預(yù)置數(shù)據(jù)的比對，并記錄差值，校驗結(jié)果不一致時給出提示，能生成遙測自動聯(lián)合驗收報告。

遙控自動驗收按照驗收標準采取實控操作，通過驗收程序?qū)崿F(xiàn)遙控“合、分”一次，自動采集現(xiàn)場設(shè)備位置，檢查位置變化是否滿足要求，判斷遙控是否成功。遙控驗收具備以下功能：防止誤遙運行開關(guān)功能，實現(xiàn)方式包括使用權(quán)限認證、遙控許可廠站判別、受責(zé)任區(qū)和主站開關(guān)遙控防誤閉鎖控制；根據(jù)遙控序列表，可自動完成開關(guān)“合、分”操作。遙控序列表中，可人工選擇待驗收開關(guān)，依次決定遙控順序，能夠區(qū)分運行開關(guān)，確保不誤選；驗收過程中，能自動判斷遙控結(jié)果，可人工干預(yù)驗收進程，暫定后續(xù)驗收，也可重新啟動中斷的遙控驗收；對遙控操作失敗的開關(guān)，可在遙控序列表中標記，自動生成遙控操作失敗序列；能夠生成遙控聯(lián)合自動驗收報告，包括驗收開關(guān)名稱、初始狀態(tài)、控制指令、控制后狀態(tài)、失敗記錄等。

遙信鏈接正確性校驗，包括開關(guān)位置，同期切換開關(guān)，光字牌畫面，間隔圖，驗收采用發(fā)送單個數(shù)據(jù)，單個校驗的方式，由主站端自動驗收系統(tǒng)接收單個變化遙信，監(jiān)控人員核對遙信內(nèi)容與所屬間隔是否一致，判斷遙信鏈接是否正確。驗收過程發(fā)現(xiàn)的問題，自動化人員負責(zé)修改。

遙測鏈接正確性校驗，驗收內(nèi)容是遙測值與所屬間隔對應(yīng)情況，采用批量發(fā)送模擬數(shù)據(jù)、逐個校驗的方式，由主站端自動驗收系統(tǒng)為每個測點設(shè)置不同的遙測值，批量發(fā)送后核對發(fā)送數(shù)據(jù)，監(jiān)控員人工檢查數(shù)據(jù)位置，判斷遙測鏈接是否正確。

主站端驗收步驟分為三步。第一步信息表比對，監(jiān)控人員向自動驗收系統(tǒng)導(dǎo)入標準信息表，檢查數(shù)據(jù)庫里的信息維護是否規(guī)范，發(fā)現(xiàn)問題通知自動化人員修改。第二步聯(lián)調(diào)驗收，啟動自動驗收系統(tǒng)聯(lián)調(diào)功能，接受現(xiàn)場上送的信息，系統(tǒng)判斷信息上送是否正確。第三步數(shù)據(jù)鏈接檢查，系統(tǒng)自動上送遙信遙測信息，監(jiān)控人員檢查數(shù)據(jù)信息與間隔對應(yīng)是否一致。

主站端驗收系統(tǒng)建立遙信、遙測、遙控驗收表模型，開創(chuàng)數(shù)據(jù)自動核對機制，驗收范圍涵蓋了主站端驗收全部內(nèi)容，可以針對性的修改遙信、遙測參考值，遙控操作序列表，驗收方式靈活。系統(tǒng)由監(jiān)控人員操作，自動比對，并生成驗收報告，對于驗收不通過的信息，監(jiān)控人員可以集中通知相關(guān)人員處理，并確定是否需要人工進一步核對。

1.2 廠站端信息自動驗收系統(tǒng)

廠站端信息自動驗收系統(tǒng)由虛擬前置系統(tǒng)，虛擬廠站系統(tǒng)組成，實現(xiàn)遠動通信裝置信息表校驗(遙測、遙控和遙信)，虛擬前置、變電站操作員工作站與一二次設(shè)備信號關(guān)聯(lián)性校驗、變電站告警信息自動觸發(fā)上送這3個功能(見圖3)。驗收范圍是變電站現(xiàn)場一二次設(shè)備，包括斷路器、變壓器，保護、測控、交直流系統(tǒng)、公用裝置等。

圖3 廠站端信息自動驗收系統(tǒng)

虛擬前置系統(tǒng)用計算機程序，在變電站現(xiàn)場模擬調(diào)度主站前置系統(tǒng)的功能，負責(zé)接收一二次設(shè)備的調(diào)試信息，與變電站操作員工作站同步驗收。虛擬廠站系統(tǒng)通過計算機程序模擬現(xiàn)場遠動通信裝置功能，負責(zé)在主站端與廠站端信息聯(lián)調(diào)時，按照信息表的順序，自動觸發(fā)上送告警信息，代替常規(guī)驗收過程中檢修人員上送信息的工作。虛擬前置系統(tǒng)和虛擬廠站系統(tǒng)是廠站端信息自動驗收系統(tǒng)的特有設(shè)備，實現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備信息接收和上傳的功能，保證監(jiān)控信息全回路驗證。

廠站端自動驗收步驟分為3步：第1步核對遠動通信裝置信息。以虛擬前置系統(tǒng)里的監(jiān)控信息表作為標準，讀取遠動通信裝置內(nèi)的監(jiān)控信息，利用計算機程序比較兩者一致性；第2步站端設(shè)備調(diào)試。檢修人員在現(xiàn)場裝置中，通過實際操作設(shè)備或者短接拆接端子的方式，模擬發(fā)出告警信息，檢修人員同步檢查變電站操作員工作站和虛擬前置系統(tǒng)信息，檢查兩者是否符合現(xiàn)場調(diào)試信息；第2步聯(lián)調(diào)驗收。通過虛擬廠站系統(tǒng)，按照信息表的順序，上傳告警信息至主站驗收系統(tǒng)，判斷上送信息與接收信息是否一致。

廠站自動驗收系統(tǒng)實現(xiàn)3個功能：一是遠動通信裝置信息表校驗功能，以虛擬前置系統(tǒng)內(nèi)置信息表作為標準，包括遙信、遙測、遙控信息表，通過計算機程序讀取遠動通信裝置內(nèi)的數(shù)據(jù)信息，按信息表順序比較兩者的點號、信息描述是否一致，自動生成比對結(jié)果，提示錯誤點號及名稱；二是虛擬前置、變電站操作員工作站與一二次設(shè)備信號關(guān)聯(lián)性校驗功能，現(xiàn)場人員出發(fā)告警信息，虛擬前置系統(tǒng)和操作員工作站接收和顯示告警信息內(nèi)容、信息地址，校驗結(jié)果由檢修人員手動標記；三是變電站告警信息自動觸發(fā)上送功能，虛擬廠站系統(tǒng)負責(zé)告警信息觸發(fā)上送，按照信息表順序模擬變電站側(cè)信息，通過調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)和遠動通信裝置，觸發(fā)告警信息至調(diào)度主站自動驗收系統(tǒng)。

廠站端自動驗收系統(tǒng)，在變電站側(cè)常規(guī)驗收的基礎(chǔ)上，增加了虛擬前置和虛擬廠站兩個功能，滿足虛擬系統(tǒng)前置驗收合格的條件后，可以通過虛擬廠站系統(tǒng)進行信息聯(lián)調(diào)，減少了檢修人員二次調(diào)試的過程，提高了變電站端的驗收效率。

1.3 廠站端和主站端信息聯(lián)調(diào)系統(tǒng)

廠站端和主站端信息聯(lián)調(diào)，需要滿足廠站端信息表驗收合格，一二次設(shè)備信息關(guān)聯(lián)校驗合格，主站端信息表驗收合格的條件，聯(lián)調(diào)系統(tǒng)驗收范圍包括遙信、遙測、遙控信息表內(nèi)容，由廠站端按點號順序觸發(fā)告警信息，主站端核對，判斷調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)通信是否正常。

聯(lián)調(diào)系統(tǒng)的驗收步驟有4步：第1步將主站前置、廠站遠動通信裝置內(nèi)所有遙測、遙信、遙控復(fù)位，遙測初始狀態(tài)零，遙信初始狀態(tài)為復(fù)歸，遙控初始狀態(tài)是開關(guān)在分位；第2步主站端啟動自動驗收程序，變電站啟動上送程序，主站端由監(jiān)控人員操作，變電站現(xiàn)場由檢修人員操作，操作前雙發(fā)需電話確認；第3步主站自動驗收系統(tǒng)發(fā)送總召，廠站自動驗收系統(tǒng)收到信息后啟動程序。在發(fā)送總召命令后，主系統(tǒng)檢查遙信、遙測、遙控初始狀態(tài)，然后校驗上送信息與標準信息表順序是否一致，模擬量和狀態(tài)量是否符合設(shè)定規(guī)則，其中遙信按照動作復(fù)歸，遙測按照點號加固定值，遙控按照先合后分的原則自動驗收，程序結(jié)束記錄校驗結(jié)果，結(jié)果不一致時給出提示和備注錯誤原因；第4步生成驗收報告，報告包括驗收失敗的名稱及原因，監(jiān)控人員根據(jù)驗收報告，快速查找問題根源，有針對性地匯報相關(guān)部門。

2 變電站監(jiān)控信息自動驗收體系實施案例

2.1 案例實施

根據(jù)變電站監(jiān)控信息自動驗收體系構(gòu)建的論述，在2016年8月8日至19日，連云港地區(qū)110 kV灌西開關(guān)站升壓改造過程中，進行了監(jiān)控信息自動驗收的實際檢驗，檢查監(jiān)控信息自動驗收體系具體實施的效果。

2.2 實施效果分析

對2016年新接入變電站以及灌西變監(jiān)控信息接入驗收工作耗時情況進行統(tǒng)計(見表1)。統(tǒng)計結(jié)果顯示，采用傳統(tǒng)人工驗收方法，信息驗收單位時間在209 s，約3 min，考慮到與現(xiàn)場人員的溝通配合，以及設(shè)備狀況、總控通道切換、人工識別等等情況，該時間較準確可信。而與此相比，采用自動驗收系統(tǒng)，信息驗收單位時間僅為1 s，遙控每個斷路器合、分操作一個循環(huán)30 s，核對匹配度100%，有效減少了信息驗收單位時間。

表1 灌西變監(jiān)控信息接入驗收耗時情況統(tǒng)計表 s

以110 kV灌西變升壓為例，按蘇電調(diào)〔2013〕855號文規(guī)定，110 kV變電站升壓驗收時間為6個工作日(法定工作日8 h)，實施自動驗收后可縮短整個工程工期為5.9天(見表2)，綜合驗收效率顯著提升。

表2 灌西變監(jiān)控信息接入驗收效率表 h

3 自動驗收系統(tǒng)實施過程中遇到的問題

3.1 主站信息表格式問題

主站信息表比對程序，對信息表的格式要求很高，程序設(shè)計按照規(guī)定的信息表格式才能比對，目前導(dǎo)出的第三方監(jiān)控信息表格式不能滿足程序要求，遙信信息表問題最多，需要改動的地方較大，在導(dǎo)入自動驗收系統(tǒng)前，需要對監(jiān)控信息表作調(diào)整。

3.2 主站信息表比對問題

主站信息比對工作，是將主站數(shù)據(jù)庫中的監(jiān)控信息與第三方信息表的監(jiān)控信息比較，第三方監(jiān)控信息表是標準的信息表，但是在比對過程中發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)庫中的信息與第三方信息在內(nèi)容描述上存在不一致。部分典型不一致信息如表3所示。

表3 通過主站比對結(jié)果中典型不一致的信號

3.3 虛擬廠站驗收問題

虛擬廠站和現(xiàn)場后臺同步驗收，虛擬廠站驗收過程中出現(xiàn)的問題主要是現(xiàn)場設(shè)備發(fā)不出某些信息，和廠站端自動驗收系統(tǒng)沒有關(guān)系。如西徐4E41合并單元A采集器異常信息，只有當采集器壞了才會發(fā)出，因此廠站端無法驗收。此類問題占廠站端驗收的很大一部分。還有部分信息驗收不了，因為信息表中的信息已經(jīng)刪除，或者一些設(shè)備在本次施工中沒有裝設(shè)，造成廠站端未通過驗收。

部分驗收典型問題如表4所示。

表4 虛擬廠站驗收異常的信息

3.4 主站端與廠站端聯(lián)調(diào)驗收問題

在主站端與廠站端聯(lián)調(diào)驗收時，是自動驗收的核心環(huán)節(jié)。通過此次驗收，發(fā)現(xiàn)主站端驗收不通過主要存在兩類問題，一類是信息動作后沒有復(fù)歸，造成自動驗收不通過。另一類是信息滯后，開關(guān)位置傳輸慢，當滯后信息傳到主站端時，主站端已經(jīng)開始驗收下一個信息，部分問題如表5所示。

表5 主站—廠站聯(lián)調(diào)驗收異常的信息

4 結(jié)語

變電站監(jiān)控信息自動驗收已經(jīng)通過變電站的實際檢測，驗收效果好，正確率100%，具備推廣價值，現(xiàn)階段需要對存在的問題及時討論，制定解決方案。還需要對相關(guān)問題進行思考。

對于主站信息表格式問題，目前的解決方法是監(jiān)控人員手動調(diào)整信息表格式，調(diào)整最多的是遙信信息表，信息表在導(dǎo)入主站系統(tǒng)或者虛擬總控裝置中，需要按照點號，遙信名稱，告警類型，間隔ID，是否光字牌，設(shè)備類型和電壓等級這樣的順序安排信息表。

對于主站信息表內(nèi)容比對過程中出現(xiàn)的問題，解決的方法主要有3種：一是在比對過程中發(fā)現(xiàn)問題，手動修改第三方標準信息表(數(shù)據(jù)庫中的部分描述無法修改，如名稱前的電壓等級)，保證比對一致；二是修改信息比對程序，使用模糊比對的方式，將部分不一致描述(如多了線或者電壓等級)在比對過程中省略，保證比對一致；三是自動化人員在數(shù)據(jù)庫維護過程中，嚴格按照信息表的內(nèi)容，避免比對過程中出現(xiàn)的問題。另外嚴格按照監(jiān)控信息表規(guī)范命名信息名稱也是很重要一點，第三方標準信息表是所有信息比對的基礎(chǔ)，需要嚴格執(zhí)行。

虛擬廠站出現(xiàn)的問題主要是現(xiàn)場設(shè)備不具備信息觸發(fā)條件，與自動驗收程序關(guān)系不大，在驗收過程中可以跳過。

[1]高尚,吳奕,唐元合,等. 電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控信號綜合智能分析技術(shù)及應(yīng)用[J]. 電氣應(yīng)用,2015(S2):475-479.

[2]黃新波,張瑜,朱波. 智能變電設(shè)備監(jiān)控與決策輔助系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 高壓電器,2016(3):116-122.

[3]任萱,湯欣,孫維偉,等. 變電站在線監(jiān)測及輔助設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)研究與應(yīng)用[J]. 江蘇電機工程,2012(06):31-36.

[4]張永健.電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度自動化[M]. 北京：中國電力出版社, 2004.

(本文編輯：趙艷粉)

電力簡訊

我國核發(fā)首批綠色電力證書

我國綠證的申領(lǐng)與核發(fā)工作按照“申領(lǐng)一批、核發(fā)一批”的原則，通過國家可再生能源發(fā)電項目信息管理平臺完成。按照《國家發(fā)展改革委財政部 國家能源局關(guān)于試行可再生能源綠色電力證書核發(fā)及自愿認購交易制度的通知》(發(fā)改能源[2017]132號)文件要求，我國向提交申請的華能、華電、中節(jié)能、中水顧問等企業(yè)所屬的20個可再生能源發(fā)電項目核發(fā)了首批綠色電力證書(以下簡稱“綠證”)，本次共對20個新能源發(fā)電項目核發(fā)了230 135個綠證，綠證表征的上網(wǎng)電量共23 013.5萬千瓦時，所獲綠證項目主要分布于江蘇、山東、河北、新疆等六個省份，合計裝機容量112.5萬千瓦。

陸上風(fēng)電和光伏電站項目可經(jīng)信息平臺完成自愿開展綠證權(quán)屬資格登記后，申請核發(fā)綠證。國家可再生能源信息管理中心經(jīng)信息平臺核對項目是否納入電價附加補助目錄、列入補助目錄容量、申領(lǐng)月度結(jié)算電量以及相關(guān)憑證的有效性后，向企業(yè)予以核發(fā)對應(yīng)項目上網(wǎng)電量的綠證。7月1日起試行綠證自愿認購交易。

(本刊訊)

Automatic Inspection and Acceptance Methods of Substation Monitoring Information

GAO Xiang, LUO Jun, ZHONG Ziwei

(Lianyungang Electric Power Dispatching and Control Center, Lianyungang 222004, China)

With the expansion of modern power grid and the upgrading of equipment management requirements, the monitoring work is facing greater challenges. Under this background, this paper proposes the construction of substation monitoring information automatic inspection system based on smart grid, which replaces the traditional manual information check for automatic approval system, solving the problem of low efficiency in information access acceptance. The system helps to improve the substation information approval efficiency, strengthen the control of the whole-process substation information access approval, and promote monitoring management level.

equipment monitoring; information access; smart grid system; automatic inspection and acceptance

10.11973/dlyny201703011

高 翔(1986-)，男，碩士，工程師，從事電力系統(tǒng)運行分析、無功功率補償、電能質(zhì)量控制等方面研究。

TM86

A

2095-1256(2017)03-0263-05

2017-02-13