基于雙向仿真技術(shù)的新建子站自動(dòng)校核系統(tǒng)研究

吳剛++徐輝

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.22.022

摘 要：該文結(jié)合了變電站新建和改造以及調(diào)度主站新建或升級(jí)后，變電站設(shè)備接入時(shí)傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)工作的實(shí)際需求，提出基于規(guī)約應(yīng)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)雙向仿真主站、廠站。在完全遵守變電站自動(dòng)化系統(tǒng)廠內(nèi)聯(lián)調(diào)驗(yàn)收的基本原則的前提下，實(shí)現(xiàn)聯(lián)調(diào)計(jì)劃、聯(lián)調(diào)項(xiàng)目等內(nèi)容。提出了“基于雙向仿真技術(shù)的新建子站自動(dòng)校核”，該技術(shù)應(yīng)用可以快速驗(yàn)證變電站實(shí)際參數(shù)配置（或者實(shí)際運(yùn)行參數(shù)）和主站錄入數(shù)據(jù)的一致性，快速排查隱患配置。極大地提高了變電站投運(yùn)的實(shí)效，同時(shí)將有效減輕我們工作人員的工作強(qiáng)度，保證我們快樂(lè)健康的工作。

關(guān)鍵詞：規(guī)約仿真分析 數(shù)據(jù)監(jiān)聽比對(duì) 傳動(dòng)新模式 在線校核。

中圖分類號(hào)：TP391.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）08（a）-0022-03

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，用電需求的持續(xù)增長(zhǎng)，同時(shí)對(duì)供電質(zhì)量的要求也不斷提高。在合適的位置合理的時(shí)間新建變電站和改造變電站的任務(wù)也日益繁重，需求在增加，人員在遞減。新變電站的建設(shè)和老變電站的改造或擴(kuò)容，投運(yùn)前都有一項(xiàng)非常重要的工作—傳動(dòng)。因?yàn)橹髡鞠到y(tǒng)將對(duì)新建或者改造后的子站的設(shè)備進(jìn)行屬性設(shè)置和參數(shù)配置，并要確保各項(xiàng)參數(shù)的完整性和一致性，這個(gè)一致性需要傳動(dòng)來(lái)驗(yàn)證，所以傳動(dòng)驗(yàn)證是保證我們電網(wǎng)安全準(zhǔn)確運(yùn)行的唯一途徑。但是這些信息的錄入，主要是操作人員在主站系統(tǒng)提供的圖形界面接口上進(jìn)行錄入，人為的錄入不僅無(wú)法保證數(shù)據(jù)的完整和一致，難免會(huì)造成意想不到的錯(cuò)誤。對(duì)這類問(wèn)題的排查，主站系統(tǒng)尚無(wú)有效解決方案，都是靠人為進(jìn)行逐條的信息比對(duì)和信息核查。造成了勞工、勞力、勞時(shí)。往往加班加點(diǎn)也不一定能夠按計(jì)劃投運(yùn)。

為解決以上問(wèn)題，提出了“基于雙向仿真技術(shù)的新建子站自動(dòng)校核系統(tǒng)”，該系統(tǒng)可以快速驗(yàn)證變電站實(shí)際參數(shù)配置（或者實(shí)際運(yùn)行參數(shù)）和主站錄入數(shù)據(jù)的一致性，快速排查隱患配置。極大地提高了變電站投運(yùn)的實(shí)效，同時(shí)將有效減輕我們工作人員的工作強(qiáng)度，保證我們快樂(lè)健康的工作。

1 自動(dòng)校核系統(tǒng)研究

1.1 現(xiàn)狀分析

子站作為調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的重要組成部分，與主站及所管轄區(qū)域內(nèi)的終端通訊，實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)數(shù)據(jù)的采集與轉(zhuǎn)發(fā)，且可完成管轄區(qū)域內(nèi)的饋線自動(dòng)化。子站在整個(gè)調(diào)度系統(tǒng)中是一個(gè)承上啟下的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。新建變電站的子站系統(tǒng)接入主站后，整個(gè)系統(tǒng)可劃分主站系統(tǒng)端，子站系統(tǒng)端。兩端系統(tǒng)處于不同的地理區(qū)域，通過(guò)電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信通道去進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。要在新子站投運(yùn)之前完成主站及子站端的待測(cè)廠站的參數(shù)配置的校對(duì)，電力系統(tǒng)操作人員無(wú)法在主、子站系統(tǒng)內(nèi)將無(wú)法有效地完成。

從整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析，要對(duì)新建變電站對(duì)應(yīng)的主站系統(tǒng)及子站系統(tǒng)參數(shù)配置進(jìn)行有效測(cè)試，必須分別對(duì)各接入主站內(nèi)參數(shù)信息點(diǎn)表進(jìn)行校對(duì)，以及對(duì)子站系統(tǒng)中RTU（遠(yuǎn)動(dòng)裝置）參數(shù)配置進(jìn)行檢查，再通過(guò)監(jiān)聽方式確保投運(yùn)后主站下發(fā)，子站上送的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析核對(duì)，最終有效的完成全站信息點(diǎn)表參數(shù)的統(tǒng)一。

1.2 解決方案

從運(yùn)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析，將系統(tǒng)劃分為主站端和子站端，并在各端接入對(duì)應(yīng)的模擬系統(tǒng)，使其獨(dú)立成為閉環(huán)的兩個(gè)測(cè)試環(huán)境，見圖1。

（1）模擬子站接入各主站系統(tǒng)，并導(dǎo)入待驗(yàn)收子站所需參數(shù)和點(diǎn)表信息，對(duì)主站的遙控操作、總召等由模擬子站并行反饋，在模擬系統(tǒng)中對(duì)子站系統(tǒng)中對(duì)個(gè)遙信點(diǎn)變位，遙測(cè)置數(shù)，設(shè)值等也并行上發(fā)至各主站系統(tǒng)。

（2）模擬主站替換原有主站系統(tǒng)后，待測(cè)子站處于一個(gè)完整的系統(tǒng)中，對(duì)子站的所有操作，下發(fā)上送，都在模擬主站中進(jìn)行并獲取對(duì)應(yīng)的反饋數(shù)據(jù)。

2 系統(tǒng)功能概述

自動(dòng)校核系統(tǒng)新建變電站主子站校核模塊提供主站、子站模擬，通道監(jiān)聽功能，為新增變電站主站及子站系統(tǒng)中參數(shù)及信息點(diǎn)配置提供有效的檢查及輔助校正，確保新增變電站能安全準(zhǔn)確地投運(yùn)。

校核系統(tǒng)相關(guān)功能如下。

該系統(tǒng)支持IEC101，IEC104、CDT等多種通信規(guī)約，并支持多通道主站的同時(shí)接入。友好的圖形化操作接口，直觀有效的展現(xiàn)校核過(guò)程中有信息及方便快捷的操作界面。

系統(tǒng)分主站端校核，子站端校核及運(yùn)營(yíng)通道數(shù)據(jù)監(jiān)聽檢查三個(gè)步驗(yàn)對(duì)新增變電站各層級(jí)參數(shù)進(jìn)行有效的校核，取大限度地保證主站，子站的配置參數(shù)的正確性。

新建變電站主子站校核模塊的核心是雙向仿真，用模擬子站系統(tǒng)的方式對(duì)各主站進(jìn)行信息點(diǎn)表進(jìn)行并行核對(duì)；對(duì)新建變電站的子站系統(tǒng)采用模擬主站系統(tǒng)的方式對(duì)終端設(shè)備參數(shù)進(jìn)行核對(duì)。

（1）主站系統(tǒng)校核。

主站系統(tǒng)內(nèi)對(duì)待測(cè)廠站配置參數(shù)及信息點(diǎn)表的校正，是通過(guò)模擬真實(shí)子站系統(tǒng)，使整個(gè)系統(tǒng)處于一個(gè)完整的閉環(huán)狀態(tài)再進(jìn)行信息點(diǎn)表的核對(duì)，見圖2。

模擬子站系統(tǒng)為各通道所對(duì)應(yīng)的主站系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)仿真反饋及信息點(diǎn)匯總、信息點(diǎn)關(guān)系轉(zhuǎn)換、數(shù)值設(shè)置等操作檢測(cè)功能。

新變電站的建設(shè)完成后，其子站系統(tǒng)可能接入不同的主站系統(tǒng)，為有效方便地進(jìn)行信息點(diǎn)的校正，模擬子站系統(tǒng)對(duì)終端各節(jié)點(diǎn)的模擬操作必須能同時(shí)返回至其接入的各個(gè)主站系統(tǒng)，并在各主站端人為進(jìn)行差異確認(rèn)及排錯(cuò)處理。

模擬子站系統(tǒng)不僅要按真實(shí)變電站的配置對(duì)主站進(jìn)行仿真數(shù)據(jù)反饋，還必須能適應(yīng)各個(gè)主站通道的通信規(guī)約，因此對(duì)各通道的配置及信息點(diǎn)要進(jìn)行管理和統(tǒng)一。

（2）子站系統(tǒng)校核。

子站系統(tǒng)校核是對(duì)待驗(yàn)收新變電站內(nèi)終端設(shè)備配置參數(shù)的校正，通過(guò)模擬一套主站系統(tǒng)，并導(dǎo)入其參數(shù)及信息點(diǎn)表，使整個(gè)系統(tǒng)處于一個(gè)完整的閉環(huán)狀態(tài)再對(duì)各終端設(shè)備進(jìn)行操作核對(duì)。

模擬主站系統(tǒng)是為了對(duì)變電站端設(shè)備操作及信息反饋提供操作接口及信息點(diǎn)的核對(duì)界面。

根據(jù)調(diào)度提供的遙控操作表的操作與真實(shí)節(jié)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，遙信反饋信息。若主站的遙控操作后，子站系統(tǒng)的終端沒有正確響應(yīng)，或子站上送的遙信，遙測(cè)信息與模擬主站內(nèi)的信息存在差異，即證明該信息點(diǎn)對(duì)應(yīng)的設(shè)備或參數(shù)配置存在問(wèn)題。模擬主站通過(guò)一系列的操作和信息校對(duì)后，便完成該新增變電站的子站系統(tǒng)參數(shù)的校核。endprint

（3）監(jiān)聽審查。

新建變電站正常運(yùn)營(yíng)后，采用監(jiān)聽的方式獲取主站下發(fā)，子站上行的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，分析核對(duì)其信息點(diǎn)表，完成最終審查。

3 圖形化操作接口

圖形化操作界面接口是該校核系統(tǒng)為使人員提供友好的操作途徑，用戶可以直觀地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行各類操作。該系統(tǒng)主要提供以下兩類操作接口。

3.1 模擬系統(tǒng)創(chuàng)建

模擬系統(tǒng)創(chuàng)建，可能過(guò)系統(tǒng)操作界面選擇創(chuàng)建類別，輸入相關(guān)參數(shù)及各通道配置等完成。

3.2 對(duì)信息點(diǎn)或設(shè)備的操作

圖形化操作界面為校核待測(cè)廠站的操作提供了信息點(diǎn)的操作及展現(xiàn)途徑，主站端及子站端信息點(diǎn)表數(shù)據(jù)，用戶可以在界面上直觀地發(fā)現(xiàn)不正確或不完整的信息點(diǎn)，并對(duì)其進(jìn)行操作?？梢酝ㄟ^(guò)以下兩個(gè)途徑。

（1）在一次接線圖上直接對(duì)單設(shè)備進(jìn)行操作，包括遙控下發(fā)，遙信、遙測(cè)數(shù)據(jù)展現(xiàn)。

（2）系統(tǒng)提供遙控、遙信、遙測(cè)的信息點(diǎn)列表，用戶可依據(jù)測(cè)試需要進(jìn)行組合選擇及操作。

3.3 信息點(diǎn)比對(duì)

在模擬子站系統(tǒng)中，將列舉各主站通道對(duì)應(yīng)的信息點(diǎn)列表，進(jìn)行合并，直觀標(biāo)注其異同。

3.4 報(bào)表輸出

系統(tǒng)內(nèi)所有信息，都可通過(guò)圖形界面輸出，同時(shí)可進(jìn)行轉(zhuǎn)儲(chǔ)打印，供其他應(yīng)用。

3.5 接入及傳動(dòng)仿真的功能

（1）變電站設(shè)備通信規(guī)約仿真，模擬變電站的遙測(cè)、遙信信息及對(duì)遙控、遙調(diào)操作命令的接收處理。

（2）通信報(bào)文的實(shí)時(shí)顯示、解釋、分析、數(shù)據(jù)比對(duì)，并整理形成報(bào)告。

（3）通信報(bào)文的完整記錄存檔，供事后故障原因追溯分析。

（4）對(duì)特定報(bào)文進(jìn)行過(guò)濾和統(tǒng)計(jì)，如遙控。

（5）通過(guò)界面控制，模擬遙信變位，開關(guān)動(dòng)作帶圖形及聲音語(yǔ)音。

遙控點(diǎn)和遙信點(diǎn)的關(guān)聯(lián)，即可按照定義對(duì)收到的遙控分合命令自動(dòng)產(chǎn)生相應(yīng)的遙信變位。

通信數(shù)據(jù)監(jiān)聽捕捉指定報(bào)文與設(shè)定的報(bào)文進(jìn)行比較分析。如：對(duì)遙控預(yù)令進(jìn)行監(jiān)視，遙控通信過(guò)程發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)報(bào)警，加強(qiáng)遙控操作的安全性保護(hù)容錯(cuò)測(cè)試能力，如超時(shí)回復(fù)、輸出錯(cuò)誤返校報(bào)文等，可測(cè)試主站的性能。

4 結(jié)語(yǔ)

該文提出的技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)了在最低限度減少電網(wǎng)一二次設(shè)備影響的前提下，保證變電站新建和改造時(shí)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)接入、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)切換等過(guò)程的數(shù)據(jù)完整性和準(zhǔn)確性的問(wèn)題。文章提出利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)、大數(shù)據(jù)監(jiān)聽比對(duì)遴選測(cè)試技術(shù)和相關(guān)的通信仿真、規(guī)約仿真分析技術(shù)，建立一套科學(xué)、高效、安全、可視、智能化的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化傳動(dòng)新模式，實(shí)現(xiàn)電力調(diào)控業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的在線校核和安全管控。

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