智能变电站监控信息自动验收体系架构及关键技术分析

发表时间:2021/1/28   来源:《中国电业》2020年28期   作者:白晶石 石少通 张勇 吴翠娟
[导读] 基于智能变电站监控信息,其验收主要围绕变电站、调控主站展开。
        白晶石1,石少通1,张勇1,吴翠娟2
        1、国网冀北电力有限公司承德供电公司   河北承德  067000
        2、2、山东安信源信息技术有限公司    山东济南   250100
        Bai jingshi1,Shi shaotong1,Zhang yong1,Wu cuijuan2
1、Chengde Power Supply Company of State Grid Jibei Electric Power Co., Ltd  Chengde   067000
2、Shandong AnXinYuan Information Technology Co., Ltd   Jinan   250100
        摘要:基于智能变电站监控信息,其验收主要围绕变电站、调控主站展开。通过完善自动验收体系架构,以变电站新建、扩建,结合不同应用场景,优化实施方案。本文以智能变电站监控信息展开,重点研究了自动验收体系这一部分,通过对其关键技术加以分析,探索了对其的应用,以供参考。
        关键词:监控信息;自动验收;主站系统

        引言:建立在国家、行业的标准前提下,以现有调控主站、变电站体系架构为基础,为调控业务变电站监控信息自动验收提供了有效的解决方案。本文着重介绍了其中的关键性技术,通过定制策略,借助信息源触发技术,明确监控信息源发送的点表,设置自动验收装置,以实现信息交互的自动验证。目前,该技术正处于推广之中。
1.基于变电站监控信息分析自动验收体系
1.1整体构架分析
        出于对传统验收模式弊端的考虑,借助监控信息全链路智能化验收方案,能够进一步实现验收过程的优化。以链路联通作为标准,将验收分为两种形式。基于链路联通前,其主要集中在子站调测单元之中,接收到远动信息后,可实现变电站的调测,确保问题得以消除。而基于链路联通后验收,其包括两部分,其一为主站调测单元,其二为自动验收单元。远动前与主站调测单元相连接,借助自动模拟测控,可对发送的信号予以保护,全面协调主子站的全自动联调。
        以整体构架展开,如图1,围绕自动验收装置展开,将自动验收功能模块增加在调控主站,基于主子站之间,形成最终的自动验收系统。以变电站监控信息展开,结合其自动验收系统,分析具体的自动验收方法。通过明确分段验收思想,使验收流程得以优化,围绕监控信息验收,强化主子站之间的专业配合,完成解耦工作,将串行改变为并行,建立在全景监控信息仿真技术基础上,确保最终能够以自动验证方式完成信息交互。其具体可分为五个步骤进行。(1)当A网、B网数据通信网关机时,校核运行配置信息。具体包括对应的IED装置。通过明确监控信息定值单,要求校核具有一致性,并通过自动生成报告,对校核结果加以分析,最终以静态校核的形式完成远动信息的实现。(2)进行远动转发信息,保持其与站内监控后台信息处于同步验收状态,优化动态验证。(3)围绕调控主站,校核前置配置信息,将监控信息定值单作为基础,保持校核一致性。通过自动生成报告,完成校核结果分析与保存,确保能够得到配置信息静态校核。(4)围绕主子站,完成交互信息自动验证,针对子站侧自动验收装置,以既定策略,将远动触发,使数据得以向上传递。基于调控主站,结合定制策略,通过自动验收可直接得到信息提取,确保主子站之间能够得到交互信息自动验证。(5)针对调控主站侧,正确性验证与监控画面信息相关联,借助主站侧中存在的信息源触发技术,完成对监控画面正确性的技术验证,在远景情况下,借助自动成图功能,可在智能电网调度控制系统中,形成“免验收”监控画面[1]。
        
        图 1 变电站监控信息自动验收系统构架图
        对比常规验收方式,自动验收技术优势十分明显。体现在:(1)基于常规验收,其发起由变电站侧负责,由调控主站对串行工作加以核对。而自动验收,实现解耦验收环节,落实相关验收准备工作后,整体验收流程得以优化。(2)常规验收核对主要以人工电话方式完成,而自动验收通过程序设计,建立在信息化手段下,可以实现自动校核。(3)基于常规验收,其缺陷还体现在定位方面,需要通过多方面配合排查。而自动验收技术可直接使用远动信息闭环技术,将缺陷快速定位。
1.2新建变电站监控信息处理
        以远动信息展开,当其与监控后台信息处于同步验收时期时,其客户端为IEC104,作为自动验收装置。借助网络直连,两台数据通信网关机,实现接收、处理以及展示相关远动转发信息,确保同步验收完成。
        基于主子站监控信息交互,在自动验收阶段,针对间隔层设备仿真,可将自动验收装置直接连接到数据通信网关机中,完成服务端信息交互行为,建立在RCD远动点号基础上,以定制策略完成变化数据,结合通讯网关机,建立在一定的规则基础上,完成调控主站的数据上传,整体架构为图2。
        
        图 2 变电站监控信息验收流程
1.3扩建变电站监控信息处理
        针对扩建变电站,对比新建变电站,其区别体现在多个方面。例如,当需要扩建变电站时,应注意在原设备正常运行方面加以考虑,结合实际情况,判断实施时间。
    当远动信息处于同步监控后台信息验收时期,可将交换机镜像口接入到调度数据网中,得到IEC104报文,解析后,以可视化手段予以呈现,基于监控后台信息,变电站运行人员应注意其与远动转发信息保持同步验收。借助镜像监听报文的方法,确保远动通道属于正常运行状态[2]。
    对于主子站监控信息交互而言,当其到达自动验收阶段,应将待验收间隔层的设备进行断开,并将其连接到站控层交换机之中,同时,接入自动验收装置。通过使用SCD文件增量对新增间隔予以设备仿真,实现对IEC61850 MMS服务端的信息交互。需要注意的是,在仿真前,应做好相应的IP探测,查看其中是否出现了IP冲突,确保在站控层网络中,IP具有唯一性,要求运行设备不受仿真源的影响。借助RCD,按照定制策略,可判断新增间隔数据中出现的变化,并将数据通信网关机出发,将数据进一步传输到调控主站中。
2.基于变电站监控信息分析验收关键技术
2.1验收机制
     以定制策略展开,自动验收装备可对间隔层设备予以模拟,将数据触发,实现向上传输,在通讯网关机情况下,主要由信息源负责数据的输入,当触发信息源后,受定制策略的影响,信息源变化得以被触发。基于SCD虚拟仿真变电站,能够实现IED设备站控层的信息交互,通过实遥信、虚遥信、遥测信号,完成策略生成,进一步使数据批量生成,使监控信息得以实现自动验证。
        针对远动信息源,其触发策略主要以系统配置界面展开,要求可辨识源应具有唯一性,策略配置界面为图3。其中,策略库的生成主要借助遥信遥测表,建立在同一信号值变化策略基础上,完善相关遥信表、遥测表显示,生成顺序策略,对时间间隔、相邻信号实现时间间隔的切换。最终,在输入完成各项信息的前提下,禁用伴生信号,策略库形成。具体而言,策略库的内容主要包括信号值变化策略,将时间间隔切换时间间隔、相邻信号。通过配置各项策略参数,完成定制策略生成,优化数据源控制,确保其能够按照预定规则下,完成数据的发送[3]。

        图 3 触发远动信息策略界面
        触发主子站交互信息需要借助四步骤完成。(1)完成SCD文件配置加载,以全站间隔层作为基础,优化IED虚拟设备服务集群,确保虚拟设备服务,能够拥有较为独立的进程。(2)完成策略库加载,并予以内部初始化。(3)优化信号选择,完善策略配置参数,落实主子站间的各项准备工作。(4)触发数据源,参考定制策略规则,实现远动信息上送。借助策略库触发,确保实遥信初始状态处于全为分状态。虚遥信初始状态要求为全通信正常状态,以点号作为参考,完成通讯连接的断开。如果遥测初始值达到0,则根据点号,增加偏移量,将遥测值予以发送。
2.2装置开发
        以数据通讯网关机展开,校核远动配置信息,确保监控后台信息处于与远动信息同步验收的状态,可实现自动验收装置的使用,最终完善闭环校核远动信息、逻辑验证合成信号等功能,实现远动信息的自动触发,将监控信息予以验收归档。借助客户端/服务器(c/s)架构,自动验收装置具体构成为验收工作站、验收服务器等。其中,针对运动配置信息校核,其主要校核SCD、RCD模型,研究两者间的关联性,明确监控信息定值单与RCD之间的关联性校核。其中,校核SCD模型主要借助IEC61850-6,对模型中的SCD文件加以检查,确保在SCD文件下,能够实现对远动信息模块的触发,保持模型的有效性。结合相关国家文件规范,完成对RCD模型的校核,校核要点集中在语法、语义中。引用IEC61850路径,可在RCD中,完成对其与SCD的关联性校核,促进检查的有效性。在监控信息定值单中,其与RCD的关联性检查主要集中在遥测、遥信、遥控等方面,对其配置展开检查。针对远动信息与监控后台信息同步验收,建立在多个远动转发通道基础上,借助自动验收装置,可实现对多渠道数据的同时接收,通过一致性对比,以可视化手段完成对遥测、遥信的展示,确保远动信息、监控后台信息的同步验收。针对触发远动信息,将预置策略触发,建立在模型驱动的基础上,以“一对多”虚拟设备展开,结合IEC61850,对智能电子设备站控层进行仿真通讯维护,通过定制策略,完成对远动信息的一键触发,参照规则完成规则上送,可基于交互信息,实现主子站的自动验证。针对远动信息闭环校核,触发IEC61850信号,经过远动转发,实现IEC104信息闭环校核,完成接收、发送数据的自动对比。在合成信号逻辑验证中,结合RCD,完成信号逻辑合成配置,完成残余量变化的信号触发,通过闭环,对合成信号生成量进行信息反馈,实现对合成信号的自动研判。
结论:在调控一体化运行的情况下,调控主站获取的信息量增加幅度较大,这也在一定程度上使工作人员的工作量增加。因此,落实自动验收体系架构具有一定的必要性。本文具体分析了整体技术方案,并对关键技术着重做出了说明,就目前而言,在调控主站侧实现技术、自动成图领域,还尚待进一步研究。
参考文献:
[1]夏立萌,宋巍,郭飞.智能变电站监控信息自动传动验收方法研究[J].电气工程学报,2020,15(02):104-109.
[2]刘军,朱克亮,李端超.智能变电站的监控信息一体化自动验收系统设计与实现[J].微型电脑应用,2020,36(04):94-96+107.
[3]彭志强,刘翌,罗俊.智能变电站监控信息自动验收体系架构及关键技术[J].电力系统保护与控制,2020,48(07):174-181.


作者简介:白晶石(1987.01.03-),男,回族,河北承德人,大学本科学历,工程师,研究方向:调控运行。

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