自動(dòng)化遠(yuǎn)動(dòng)點(diǎn)表完整性智能化校核系統(tǒng)研發(fā)

高明，鐘偉軍，張芮，劉宗陽(yáng)，徐中信，王智東，周長(zhǎng)鵬*

（1.廣州城市理工學(xué)院電氣工程學(xué)院，廣州 510800；2.華南理工大學(xué)電力學(xué)院智慧能源工程技術(shù)研究中心，廣州 510640；3.廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司廣州供電局，廣州 510640）

引言

電網(wǎng)自動(dòng)化水平直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全性、適應(yīng)性以及可靠性，隨著電網(wǎng)規(guī)模日趨擴(kuò)展，越來越多的遠(yuǎn)程終端單元（Remote Terminal Unit，RTU）等自動(dòng)化設(shè)備接入電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中，電網(wǎng)自動(dòng)化遠(yuǎn)動(dòng)點(diǎn)表（點(diǎn)表也稱為信息表）管理技術(shù)也日趨重要。

傳統(tǒng)電網(wǎng)，由于缺乏調(diào)度自動(dòng)化遠(yuǎn)動(dòng)點(diǎn)表規(guī)范，大量的存量點(diǎn)表需要采用人工錄入，隨意性大，容易存在漏錄、錯(cuò)錄的情況，可靠性低。而且點(diǎn)表的正確性校核也都采用人工經(jīng)驗(yàn)來判斷方式開展，帶有較大的主觀因素，無(wú)法保證校核質(zhì)量。在電力企業(yè)陸續(xù)制定調(diào)度自動(dòng)化遠(yuǎn)動(dòng)點(diǎn)表規(guī)范之后，這些存量點(diǎn)表由于歷史因素，對(duì)照規(guī)范比較，其完整性及規(guī)范性均存在不少問題，對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的“三遙”基本功能的穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成威脅，也對(duì)調(diào)度安全生產(chǎn)造成了不可忽視的風(fēng)險(xiǎn)。

目前，在規(guī)范出臺(tái)后，對(duì)于增量遠(yuǎn)動(dòng)點(diǎn)表的規(guī)范化錄入和變更上已出現(xiàn)了一些信息化工具。文獻(xiàn)[1]針對(duì)變電站遠(yuǎn)動(dòng)配置描述文件進(jìn)行統(tǒng)一和規(guī)范，在變電站側(cè)點(diǎn)表以固定標(biāo)準(zhǔn)格式上送，通過成熟的通信規(guī)約，主站端調(diào)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在線獲取來實(shí)現(xiàn)規(guī)范化錄入。文獻(xiàn)[2]研究了自動(dòng)化信息點(diǎn)表變更的審計(jì)技術(shù),研究信息點(diǎn)表版本管理機(jī)制。但對(duì)于數(shù)量上更多的存量遠(yuǎn)動(dòng)點(diǎn)表，尚無(wú)自動(dòng)化校核手段和工具，其完整性校核還主要依賴人工對(duì)照出臺(tái)的規(guī)范來進(jìn)行復(fù)核，不僅會(huì)消耗大量的時(shí)間、人力和物力，還無(wú)法保證校核的準(zhǔn)確性，存在漏審、誤審的可能性。

針對(duì)上述問題，本文研發(fā)一套自動(dòng)化遠(yuǎn)動(dòng)點(diǎn)表完整性的智能化校核系統(tǒng)，來實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)度自動(dòng)化存量點(diǎn)表完整性的自動(dòng)校核，從而減輕自動(dòng)化人員日常核對(duì)工作量，提高遠(yuǎn)動(dòng)調(diào)試效率、可靠性以及適應(yīng)性。

1 點(diǎn)表信息完整性分析

電力自動(dòng)化系統(tǒng)中，遙測(cè)、遙信和遙控是三類最重要的信息，簡(jiǎn)稱“三遙”。遙測(cè)（遙測(cè)信息）即遠(yuǎn)程測(cè)量，其可以采集并傳送運(yùn)行參數(shù)，包括各種電氣量（線路上的電壓、電流、功率等量值）和負(fù)荷潮流等。遙信（遙信信息）即遠(yuǎn)程信號(hào)，其可以采集并傳送各種保護(hù)和開關(guān)量信息。遙控（遙信信息）即遠(yuǎn)程控制，其可以接受并執(zhí)行遙控命令，主要是分合閘，對(duì)遠(yuǎn)程的一些開關(guān)控制設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制[3]。

本文對(duì)照某電網(wǎng)企業(yè)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)點(diǎn)表規(guī)范，研究這三類信息點(diǎn)表表頭的格式規(guī)范。

遙測(cè)表表頭如表1 所示。

表1 遙測(cè)表表頭

遙信表表頭如表2 所示。

表2 遙信表表頭

遙控表表頭如表3 所示。

表3 遙控表表頭

以上三張表為三類信息表的表頭格式，表頭右側(cè)列信息點(diǎn)規(guī)范序號(hào)，每個(gè)序號(hào)中都對(duì)應(yīng)嚴(yán)格的命名規(guī)則和格式規(guī)范。舉例來說，遙測(cè)表的設(shè)備編碼（信息點(diǎn)規(guī)范序號(hào)1）的具體內(nèi)容而言，主變?cè)O(shè)備本體的命名應(yīng)為：B+主變編號(hào)數(shù)字（如#1 主變?yōu)锽1）。所有信息點(diǎn)規(guī)范序號(hào)中都有其詳細(xì)的命名規(guī)則，這些規(guī)則由電網(wǎng)企業(yè)發(fā)布并執(zhí)行，篇幅所限不做逐一展開。

為了更直觀地理解，本文以“1 號(hào)主變油溫”的遙測(cè)表信息點(diǎn)為例進(jìn)行展示，根據(jù)表頭和內(nèi)容規(guī)則編制遙測(cè)表的信息點(diǎn)如表4 所示。

該遙測(cè)表由設(shè)備編碼、遙測(cè)量描述、遙測(cè)類型編碼、RTU 號(hào)、遙測(cè)點(diǎn)號(hào)、遙測(cè)轉(zhuǎn)換系數(shù)分子、遙測(cè)轉(zhuǎn)換系數(shù)分母、遙測(cè)截距和備注這9 個(gè)因素構(gòu)成。表中除備注外，其余因素均不能出現(xiàn)空缺，且內(nèi)容需要符合對(duì)應(yīng)信息點(diǎn)規(guī)范序號(hào)中所規(guī)定的具體規(guī)則。

由于遙信表和遙控表的信息點(diǎn)內(nèi)容與表4遙測(cè)表的內(nèi)容規(guī)則相似且信息量大，此處不再展開說明。

表4 遙測(cè)表示例

2 完整性校核

從上面分析可知，遙測(cè)、遙信和遙控三類點(diǎn)表信息采用自然語(yǔ)言來表征信息，便于不同廠家的設(shè)備和運(yùn)行人員溝通，但也容易出現(xiàn)格式不規(guī)范導(dǎo)致信息無(wú)法共享甚至信息點(diǎn)表不可用等問題，對(duì)調(diào)度安全生產(chǎn)帶來風(fēng)險(xiǎn)。因此，對(duì)數(shù)量巨大的存量“三遙”點(diǎn)表信息進(jìn)行完整性校核，以解決規(guī)范發(fā)布前，由于自然語(yǔ)言描述不完全一致帶來的點(diǎn)表不完整性及不規(guī)范問題，可以有效提高遠(yuǎn)動(dòng)點(diǎn)表應(yīng)用的可靠性。

本文結(jié)合“三遙”點(diǎn)表的信息特點(diǎn)，遵循點(diǎn)表表頭的規(guī)范格式，提出“三遙”點(diǎn)表的完整性識(shí)別方法?！叭b”點(diǎn)表的完整性識(shí)別方法，嚴(yán)格遵循某電網(wǎng)企業(yè)調(diào)度自動(dòng)化信息表規(guī)范和《110 kV 變電站典型點(diǎn)表模板》，編制“遙測(cè)表（共選）、遙測(cè)表（可選）、遙測(cè)表（共選）、遙測(cè)表（可選）和典型遙控表”存入名為對(duì)應(yīng)變電站的校核典型信息數(shù)據(jù)庫(kù)。

本文所提出的遠(yuǎn)動(dòng)點(diǎn)表完整性校核程序，主要對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)點(diǎn)表的規(guī)范性、點(diǎn)號(hào)的唯一性、RTU 號(hào)一致性、點(diǎn)表的完整性以及除備注外內(nèi)容非空等進(jìn)行校核。

完整性校核程序流程圖如圖1 所示，首先根據(jù)所讀取的表頭的表的列數(shù)，識(shí)別出“三遙”對(duì)應(yīng)的具體類型（列數(shù)為9 對(duì)應(yīng)遙測(cè)表，列數(shù)為8 對(duì)應(yīng)遙信表，列數(shù)為5 對(duì)應(yīng)遙控表），接著進(jìn)行字段的規(guī)范化識(shí)別，進(jìn)一步進(jìn)行空值、重復(fù)字等一致性校驗(yàn)，從而識(shí)別出不規(guī)范的“三遙”表頭并在必要時(shí)做出預(yù)警。

圖1 完整性校核程序流程圖

1）對(duì)遙測(cè)表進(jìn)行校核

首先讀取規(guī)范數(shù)據(jù)庫(kù)中包含1 號(hào)變壓器主體，變高和變低的相關(guān)典型數(shù)據(jù)的遙測(cè)表（共選）和遙測(cè)表（可選）。

從存量點(diǎn)表的遙測(cè)表中讀取1 號(hào)變壓器主體，變高和變低的相關(guān)數(shù)據(jù)，輸出讀取數(shù)據(jù)共有多少列，判斷如果沒有9 列，直接輸出“遙測(cè)表不規(guī)范，缺少字段”。直接結(jié)束程序，如果有9 列就輸出“遙測(cè)表字段符合規(guī)范”，進(jìn)行下一步。

先刪除最后一列備注列數(shù)據(jù)。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行遍歷，判斷如果數(shù)據(jù)存在空，輸出“遙測(cè)表存在空值：輸出存在空值的那一行數(shù)據(jù)”。如果數(shù)據(jù)不存在空值，進(jìn)行下一步。

對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行遍歷，判斷第5 列數(shù)據(jù)，如果存在重復(fù)，輸出“遙測(cè)表的遙測(cè)點(diǎn)號(hào)重復(fù)”。如果數(shù)據(jù)不存在重復(fù)，輸出“遙測(cè)表的遙測(cè)點(diǎn)號(hào)符合規(guī)范”，進(jìn)行下一步。

對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行遍歷，判斷第4 列數(shù)據(jù)，如果遙測(cè)表RTU 號(hào)不一致，輸出“遙測(cè)表的RTU 號(hào)不符合規(guī)范”。如果一致，輸出“遙測(cè)表的RTU 號(hào)符合規(guī)范”，進(jìn)行下一步。

對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行遍歷，判斷數(shù)據(jù)如果缺少必選項(xiàng)，則輸出“遙測(cè)表不完整：輸出缺少必選項(xiàng)那一行數(shù)據(jù)”。如果缺少可選項(xiàng)，則不輸出。判斷是否缺少必選項(xiàng)的方法是將存量點(diǎn)表值與遙測(cè)表（共選）的值進(jìn)行比對(duì)，輸出存量點(diǎn)表中缺少的值，再將該值與遙測(cè)表（可選）進(jìn)行比對(duì)，如果屬于遙測(cè)表可選里的值就不輸出該值。

2）對(duì)遙信表進(jìn)行校核

首先讀取規(guī)范數(shù)據(jù)庫(kù)中包含1 號(hào)變壓器主體的相關(guān)典型數(shù)據(jù)的遙信表（共選）和遙信表（可選）。

從存量點(diǎn)表的遙信表中讀取1 號(hào)變壓器主體的相關(guān)數(shù)據(jù)，輸出讀取數(shù)據(jù)共有多少列，判斷如果沒有8 列，直接輸出“遙信表不規(guī)范，缺少字段”。直接結(jié)束程序。如果有8 列就輸出“遙信表字段符合規(guī)范”。進(jìn)行下一步。

先刪除最后一列備注列數(shù)據(jù)。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行遍歷，判斷如果數(shù)據(jù)存在空，輸出“遙信表存在空值：輸出存在空值的那一行數(shù)據(jù)”。如果數(shù)據(jù)不存在空值，進(jìn)行下一步。

對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行遍歷，判斷第5 列數(shù)據(jù)，如果存在重復(fù)，輸出“遙信表的遙信點(diǎn)號(hào)重復(fù)”，如果數(shù)據(jù)不存在重復(fù)，輸出“遙信表的遙信點(diǎn)號(hào)符合規(guī)范”。進(jìn)行下一步。

對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行遍歷，判斷第4 列數(shù)據(jù)，如果RTU 號(hào)不一致，輸出“遙信表的RTU 號(hào)不符合規(guī)范”。如果RTU號(hào)一致，輸出“遙信表的RTU 號(hào)符合規(guī)范”。進(jìn)行下一步。

對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行遍歷，判斷數(shù)據(jù)如果缺少的是必選項(xiàng)，則輸出“遙信表不完整：輸出缺少必選項(xiàng)那一行數(shù)據(jù)”。如果缺少的是可選項(xiàng)，則不輸出。判斷是否缺少必選項(xiàng)的方法是將存量點(diǎn)表值與遙信表（共選）的值進(jìn)行比對(duì)，輸出存量點(diǎn)表中缺少的值，再將該值與遙信表（可選）進(jìn)行比對(duì)，如果屬于遙信表可選里的值就不輸出該值。

3）對(duì)遙控表進(jìn)行校核

首先讀取規(guī)范數(shù)據(jù)庫(kù)中包含1 號(hào)變壓器的相關(guān)數(shù)據(jù)的“典型遙控表”。

從存量點(diǎn)表的遙控表中讀取1 號(hào)變壓器主體相關(guān)數(shù)據(jù)，輸出讀取數(shù)據(jù)共有多少列，判斷如果沒有5 列，直接輸出“遙控表不規(guī)范，缺少字段”。直接結(jié)束程序。如果有5 列就輸出“遙控表字段符合規(guī)范”。進(jìn)行下一步。

先刪除最后一列備注列數(shù)據(jù)。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行遍歷，判斷如果數(shù)據(jù)存在空值，輸出“遙控表存在空值：輸出存在空值的那一行數(shù)據(jù)”，直接結(jié)束程序。如果數(shù)據(jù)不存在空值，進(jìn)行下一步。

對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行遍歷，分別判斷第1 列和第3 列的數(shù)據(jù)，如果第1 列存在重復(fù)，輸出“遙控表對(duì)應(yīng)遙信點(diǎn)號(hào)重復(fù)”。如果第3 列存在重復(fù)，輸出“遙控表遙控點(diǎn)號(hào)重復(fù)”。如果數(shù)據(jù)都不存在重復(fù)，輸出“遙控表對(duì)應(yīng)遙信點(diǎn)號(hào)符合規(guī)范”和“遙控表的遙控點(diǎn)號(hào)符合規(guī)范”。進(jìn)行下一步。

對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行遍歷，判斷數(shù)據(jù)如果缺少規(guī)范表里的項(xiàng)，則輸出“遙控表不完整：輸出缺少規(guī)范表項(xiàng)那一行數(shù)據(jù)”。如果數(shù)據(jù)和規(guī)范表里的項(xiàng)一致，則不輸出。

通過以上3 個(gè)步驟，實(shí)現(xiàn)存量點(diǎn)表和校核典型信息庫(kù)完整性校核，解決已存點(diǎn)表信息不完整問題，把結(jié)果寫入問題清單，如果是工程上的問題，則及時(shí)發(fā)送到對(duì)應(yīng)廠站管理人員，按照清單將問題解決，解決后的點(diǎn)表上傳再校核，校核通過后就可以存入相應(yīng)的存量點(diǎn)表數(shù)據(jù)庫(kù)，解決了存量不規(guī)范點(diǎn)表可靠應(yīng)用的問題。

3 應(yīng)用

根據(jù)上述的“三遙”點(diǎn)表的完整性識(shí)別方法，采用MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)，基于Python 研發(fā)了智能化校核系統(tǒng)，使用某變電站現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)表進(jìn)行了校核驗(yàn)證。結(jié)果顯示：該系統(tǒng)提供點(diǎn)表導(dǎo)入導(dǎo)出功能，可快速顯示出目標(biāo)變電站的遙測(cè)表、遙信表和遙控表的校核結(jié)果；便捷現(xiàn)場(chǎng)人員發(fā)現(xiàn)遙測(cè)表、遙信表和遙控表內(nèi)因素是否符合規(guī)范，并根據(jù)提示有針對(duì)性進(jìn)行點(diǎn)表的快速修改。

對(duì)某變電站現(xiàn)場(chǎng)遙測(cè)表、遙信表和遙控表進(jìn)行完整性智能校核，如圖2 所示，效果顯示良好，可以發(fā)現(xiàn)點(diǎn)表不規(guī)范的問題，提高了點(diǎn)表應(yīng)用的可靠性。

4 總結(jié)

本文提出的自動(dòng)化遠(yuǎn)動(dòng)點(diǎn)表完整性的智能化校核系統(tǒng)，先提出完整性分析，再編制了程序化校核流程，并采用MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)，基于Python 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，可根據(jù)遙測(cè)表、遙信表和遙控表固定的表頭規(guī)范化格式精確而快速的判別出這三種點(diǎn)表格式是否符合規(guī)范，解決了存量點(diǎn)表不完整、不規(guī)范以及適應(yīng)性差的問題，提高了點(diǎn)表應(yīng)用的可靠性。

本文方法也可應(yīng)用在增量點(diǎn)表的校核上。不足之處在于目前校核邏輯還不能覆蓋全部完整性和規(guī)范性問題，需要在之后的研究中進(jìn)一步加以完善，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)點(diǎn)表可靠應(yīng)用的全覆蓋。