无人值班变电站监控中心报警系统软件设计

李 欣,严 胜,颜自坚

（1.长春供电公司,吉林 长春 130021;2.国电南瑞科技股份有限公司,江苏 南京 210003）

长春地区电网无人值班变电站监控中心报警系统主程序由Warn_new和Warn_define进程组成。Warn_new为专家告警系统主程序,由SCADA系统平台采集所有告警信息交由Warn_new进行二次优化分类处理,并对告警信息监控显示画面和专家系统进行优化。Warn_define为专家告警系统快速定义工具,主要功能是对系统内各发电厂和变电站遥信和遥测告警信息进行分类和关联间隔配置。

1 软件功能

软件功能如图1所示。启动信息处理专家系统后,用户可根据需要激活各信息页面。需要关注的只有事故页面、变位信息页面、未复归告警信息页面。每个告警信息都可以给出事故原因和处理方案,并快速切换至所在单元间隔进行综合推理分析。

2 专家告警主程序

tabdialogView为程序的最重要部分,主界面显示、告警信息处理、相关参数设置等均由该程序实现。主界面由确认告警窗（上）和常规告警窗（下）组成。主界面如图2所示。

通过一个时钟类信息,实时从告警信息缓冲区读取告警网络广播报文,通过解释报文子函数对告警报文进行解释处理,读出其遥信或遥测关键字值、厂站、间隔（单元）、分类等信息,根据用户指定的遥信、遥测信息及特殊要求进行分类显示。告警队列示意图如图3所示。

信息队列处理方法。当收到新信息时,信息队列头指针不断向后偏移,当偏移至最大设定值时,头指针指向队列0,尾指针自动向后偏移1位,以此类推。

循环队列处理方法。假设循环队列用数组Elements表示,队头、队尾分别用front和rear表示。队列的最大长度用MAXSIZE表示,缺省值为3 000。EnQueue算法将新到来的事件插入循环队列。主要功能如下。

a.保存告警

从当前Tab页告警信息队列读取信息,将其保存为Excel或txt文件。为方便用户离线查看相关告警信息,可通过Excel制作报表。

b.屏蔽厂站信息

用户可设定屏蔽相关厂站。当厂站被屏蔽时厂站的信息不再显示,但仍在告警信息队列,正常接收和处理厂站的信息。当用户取消该厂站的屏蔽设定,信息即可正常显示。

c.快速定位厂站和间隔

根据当前用户选择的信息,可快速定位至当前信息相关厂站或当前信息相关间隔（直接筛选出当前遥测或遥信信息的厂站或间隔）,方便用户第一时间发现问题,快速锁定事故范围。

d.告警参数设置

提示信息自动转告警设定。若同一提示性信号在告警最大设定循环队列数组内重复出现N次（默认为4次）,则把该提示性信号自动在告警页面出现,信息文字会变为用户指定的信息文字颜色,提醒用户当前告警信息是由提示信息转入。

间隔事件时间段设定。以某个单元第1个出现的信号为起始时间,在此后N秒（默认为60 s）内该单元所有动作及复归信号均在“单元区”内显示（作为1个事件）。超过N秒该单元的动作及复归信号作为另1个事件。

图1 软件功能框图

图2 专家告警主程序界面

告警信息字体大小设定。设定告警信息显示字体的大小（默认为22号）。

3 告警快速定义工具

tableView是快速定义工具最重要的部分,设置告警类型、间隔及网络保存均由tableView实现。其主界面如图4所示。

通过强大的过滤选项（数据库表、厂站过滤等）可快速筛选出要定义告警类型的遥测及遥信信号。

4 数据库设计

专家系统采用商用数据库和实时数据库相结合方式。

4.1 商用数据库

商用数据库具有可靠性高、容量大、接口标准、安全性好等特点。在计算机网络技术高度发展的今天,商用数据库被广泛应用于各系统中,成为开放性系统必不可少的重要组成部分。系统采用大型商用数据库以满足电力系统对大容量数据存储和查询等功能的要求。以商用数据库为基础是系统设计思想的一大飞跃。该技术的使用使系统更开放、更安全、更通用,功能也更强大。系统采用Sybase等商用数据库系统保存历史数据、应用软件数据、临时数据、各软件模块的计算结果和中间计算结果等。

4.2 实时数据库

类似于SCADA实时性要求很高的系统,仅采用商用数据库不能满足实时性要求,必须与实时数据库管理系统配合。为使数据库具有良好的实时性、可靠性、可扩性和适应性,系统提供一套实时数据库管理系统。实时数据库管理系统基于分布式数据存取方式,具有通用的数据库管理能力,能够管理全网分布的数据库（保证全网数据的一致性）,具有完善的交互式数据库录入、维护、检索工具和良好的用户界面,任一电网元件参数在整个系统只需输入1次。实时数据库与商用数据库有机结合构成支撑平台,并提供一组数据库访问接口,提供统一的实时数据服务和历史数据服务。

实时数据库专门用来提供高效的实时数据存取,实现电力系统监视、控制和电网分析,其高效性主要通过下列机制实现。

a.数据库服务进程采用多进程和多线程机制,当有多个数据库服务请求同时发出时,数据库服务进程会产生新的进程或线程响应其请求,以提高系统的并发性,达到快速响应的目的。

b.采用共享内存存储方法,以提高访问速度,满足多进程同时访问的要求。

实时数据库设计了一套分布式数据库管理系统,优化管理全网分布式数据库,当用户访问时,由分布式数据库管理系统自动判断数据在本机还是在异机,如果在本机则采用快速内存访问方法,否则,通过网络通信方法访问。

4.3 实时数据库与商用数据库结合

该系统将商用数据库管理系统和实时数据库管理系统有机地结合,两者之间有着密切的关系。实时数据库是商用数据库的一个子集。实时数据库主要描述电网模型数据、由通信系统接收到的实时数据及用户输入的一些数据,而商用数据库包含历史采样数据、告警事件等其它历史信息。

实时数据库管理系统和商用数据库管理系统共有的数据为同步（由分布式平台中的数据库同步更新机制保证）,当用户修改电网系统模型描述数据及其它参数时,商用数据库和实时数据库同步被更新（当接收到重要的实时信息时两者同步更新）。

整个调度自动化系统有2套不同的数据库管理系统,但对终端用户而言仍然是一个综合的数据库管理系统,无需区分商用数据库和实时数据库,统一的数据访问组件接口会从适当的位置检索出用户所需要数据。

系统的实时数据库和历史数据库有统一的数据库管理,用于生成、管理和访问各数据库。

商用数据库采用关系表达方法,描述数据名称、类型、存储位置、长度及其它相关参数。EMS系统按平台概念设计,提供对商用数据库访问的统一接口。数据库支持所有EMS应用功能,完全满足电力系统对数据库的要求。

为便于数据管理及数据库定义,系统提供图模库一体化设计,在绘制厂站单线图时,可在图形上录入数据,使作图和录入数据一次完成,自动建立包括拓扑关系的电网模型和生成数据库,避免人为错误,保证图形、模型、数据库的一致性,减少建模和建库时间。

4.4 数据库维护工具

系统提供两种类型数据库维护工具：对已有数据库进行在线增加、删除、修改的数据库编辑器和用于数据库设计、生成及对已有数据库进行结构修改的离线数据库维护工具。两种数据库维护工具具有全汉化、方便和友好的用户使用界面。