调度自动化主站遥控智能比对系统研究与应用

谢培元，梁运华，李龙，贺丁丁

(1.国网湖南省电力公司，湖南长沙410007;2.国网湖南省电力公司检修公司，湖南长沙410004)

随着国家电网公司“三集五大”发展战略思想的提出，调控一体化是国家电网公司未来一段时间的发展方向。调控一体化必然涉及到子站遥控调度权的转移〔1〕。在调度权转移的过程中，牵涉到调度自动化主站及子站的切换。由于涉及调度自动化主站及子站都是运行中的系统，若无有效的风险预控手段，调试风险极高。

目前，相关的安装调试在很大程度上依赖于设备制造商的配合，对于新投运的厂站，施工工期相对宽裕，设备调试时设备处于未投运状态，风险可控;而对于已投入运行子站的切换，如何降低调试风险，减少数据中断时间就变得尤其重要。而且新、老调度自动化主站 (以下分别简称“新主站”、“老主站”)切换时的遥控调试由于种种原因容易发生误发遥控事故，对电网的安全稳定运行造成隐患。为了消除调试中误发遥控安全隐患，降低调试风险，减少数据中断时间，文中结合最新的网络通信规约技术，设计了一套完整的调度自动化主站遥控智能比对系统。

1 可能引起遥控误操作的因素及对策

1.1 可能误发遥控的因素

1)通信规约实现不一致，如:新、老主站在IEC101/IEC104规约的实现上存在差异，导致下发的遥控命令在子站出现问题，引起误发遥控。一些地区由于旧主站系统未配置IEC104规约，可以通过模拟系统进行调试，与标准的规约文本进行比对，检查其实现的正确性〔2〕。

2)系统配置，参数定义不一致或有误，包括:接口通道、通信地址、类型、遥控点号、开关状态及其它遥控参数等。

3)在调试过程中物理接线错误会导致遥控命令误发到错误的通道，从而可能发生误发遥控。

4)人为操作失误，如:在遥控画面上操作了其它点或遥控画面本身定义出错等。

1.2 对策

1)验证新、老主站与子站之间通信所采用的通信规约实现的一致性。目前国内主站一般采用IEC101/104规约与子站设备通信，可以通过监视记录2套主站输出口的通信报文并智能比对分析来检查新、老主站实现的IEC101/104规约一致性，特别是遥控操作命令实现的一致性，可在线检查出两者差异。此外还会存在新主站配置了IEC101/104通信规约，而旧主站未配置IEC101/104规约的情况，为了检查IEC101/104规约实现的正确性，需要采用模拟子站设备依据标准规约文本进行调试分析，验证规约实现的正确性、可靠性和有效性〔3〕。

2)验证新、老主站参数配置定义的一致性。为了保证新、老调度自动化主站遥控操作的一致性，除了通信规约要一致外，还应保证新、老主站的参数配置定义是完全一致的，即遥控点参数、点号、数据库、遥控画面的定义是一致的，若有不一致也可能误发遥控。

3)验证新主站遥控操作的正确性及可靠性。

在上述3个要求达到后，为了确保遥控操作正确，新主站与子站仿真设备进行实际的控制操作，子站仿真设备应动作正确、稳定可靠。

汪利平[41]采用水热法，在高温水-二氧化碳二元体系中水热溶解纤维素以制备5-HMF，在温度523.15 K，压力7.25 MPa，反应30 min后，5-HMF 的得率可以达到 16.2%。 Daorattanachai等[42]研究了高压热水中，以Sr(PO3)2作为催化剂， 催化纤维素水解转化，果糖与5-HMF的总得率达到34%。

若条件许可，还可以选择一个实际的子站，在遥控操作的安全性有保障的情况下让新主站对实际的子站设备进行遥控操作，检查输出继电器等动作的正确性及可靠性。在整个遥控调试过程中，电力规约仿真分析设备进行全程通信监视记录，发现异常及时分析并提供异常报告。

4)验证新主站的容错能力和健壮性。新主站在正式投运前除了正常的调试操作外，为检查新主站的性能还可以做一些性能调试，包括容错能力及健壮性调试。模拟一定数量的子站设备进行大容量变化数据的调试 (也可以按新主站设计的最大容量进行调试)，检查主站的反应时间和极端状态下的适应能力、运行可靠性等。新主站对子站错误的应答信息的处理，如:错误的遥控返校信息、无遥控预命令/选择命令的遥控执行操作等。

2 系统设计技术方案

2.1 系统整体方案

针对新、老主站切换时的遥控风险，结合最新的网络通信规约技术，文中首先设计了主站遥控智能比对系统流程，如图1所示，系统划分为4大模块:1)模拟子站，主要为与待测主站系统进行模拟连接，并执行调试任务;2)原始数据保存，主要将步骤1调试任务的通信过程记录保存;3)遥控智能比对，将步骤2中保存的原始数据进行规约分析，比对2次调试通信的遥控信息点属性;4)报表生成，将遥控智能比对结果以报表的形式输出，供用户查询。

为解决现场不便于断开通信的状况，系统增加通道监听功能模块，记录主站系统通信过程。

图1 系统流程图

2.2 系统组件结构设计

系统组件结构示意图如图2所示。

图2 系统组件结构示意图

图2中，规约解析组件提供一套用于解析/组装规约报文头、尾、数据标识、附加信息域的类库。其中定义的类并不与具体的规约对应，而是和标准规约体系一一对应;数据解析组件是执行规约解析操作的核心组件，提供通用的报文解析引擎，对规约中数据域部分的数据项进行解析/组装;规约数据组件实现了对规约定义描述内容的访问操作，主要负责保存或加载规约配置脚本信息，一方面为规约定义操作方向外部提供支持接口，另一方面为数据解析组件提供指定规约描述定义信息;持久化组件对数据解析组件组装/解析的结果进行持久化工作，使得从子站设备所采集到的数据能够被保存和读取;配置脚本中保存了规约的描述定义。

2.3 系统数据流程

系统数据流程图如图3所示，其中遥控点属性一致性的比对中，完成了对点号和描述字段的同时比对，保证了点表的正确性。

图3 系统数据流程图

3 遥控智能比对实现

遥控测试操作流程如图4所示。

2)确定遥控顺序、名称和在对应子站一次接线图上的遥控点位置完全一致，编辑并打印出遥控顺序操作表。

3)断开待测子站与新主站的物理通信，在子站拔出至新主站的通信电缆，以保证遥控调试的安全可靠。

4)将老主站与待测子站的通信通道接入仿真子站，作为调试的基准，该系统的调试结果、通信报文等将作为后续新主站调试的基准。

5)新主站与待测子站的通信通道接入仿真子站，作为被测系统，通过点击仿真子站一个遥信的变化确定接入正确。该调试系统的调试结果、通信报文等将与调试基准进行比较，并报告可能的差异。

6)按照操作流程，新、老主站按遥控顺序操作表的顺序分别做全部遥控点的操作，并做好详细记录，每个点的遥控调试执行如下操作:①遥控选择操作→接收到遥控选择确认。②遥控撤销→接收遥控撤销确认，终止本次遥控操作。③遥控执行操作→接收遥控执行成功或遥控执行失败确认。

7)调试完毕后正确恢复通信通道。

为防止遥控命令发送到非对应的站及遥控点，每次发送遥控选择命令后，应确认老主站上收到正确的遥控返回，否则暂停调试，排除可能的误操作后方能继续。

图4 遥控测试操作流程图

调试过程中为防止任何可能的误操作或不正确定义导致的错误遥控，老主站的调试采用备份系统进行，须断开与运行系统之间的物理连接。

4 应用实例与评价

4.1 实例

2014年1月，结合湖南省电力公司娄底供电分公司主站EMS系统换型工作，在新、老主站系统利用调度自动化主站遥控智能比对系统对110 kV青禾变电站现场测试，青禾变与娄底主站通信采用了IEC104规约，测试过程中，测试人员在导入遥控点表中有意增加了错误数据。

调度自动化主站遥控智能比对系统窗口左部分显示了下发老主站遥控命令信息，窗口右部分显示新主站下发的遥控命令信息，软件自动比对2条信息，若完全相符合，显示“正确”，窗口下部分显示异常信息。比对异常结果见表1。

表1 异常结果输出表

4.2 测试结果评价

1)通过模拟子站系统，获取主站与子站通信数据，挖掘遥控信息等应用数据，改变了传统遥控试验对电网运行方式依赖 (需结合设备停电)，大大缩短遥控试验时间 (从原来几年缩短到几个月时间)，大大提高了工作效率。

2)借助遥控对点固化操作流程研究设计，降低了遥控试验期间误跳开关风险。

3)实现了新、老主站遥控配置数据智能比对，自动形成避免差异报告，提高了数据比对、纠错效能。

5 结束语

调度自动化主站遥控智能比对系统，通过验证新、老主站与子站之间通信所采用的通信规约实现的一致性，来验证新、老主站参数配置定义的一致性，新主站遥控操作的正确性及可靠性，验证新、老主站的容错能力和健壮性，实现了可视化的操作界面，大大降低了新、老主站切换时调试风险，减少了数据中断时间。此外，该系统还可作为一种实用、直观、有效的子站设备维护检修工具，不仅能节约大量人力资源消耗，更重要的是能大大提高工作效率，并保证子站的安全稳定运行。该系统具有广阔的应用前景。

〔1〕唐云辉，胡敦平，黄银汉，等.调控一体化远动信息交互及应用方案的探讨〔J〕.城市建设理论研究，2012(31):99-102.

〔2〕郭志彬.超高压电网远动系统中通信规约的应用与实践〔J〕.电工文摘，2012(1):50-53.

〔3〕李俊堂，廖海龙.500 kV变电站综合自动化系统技术改造分析〔J〕.湖南电力，2012，32(5):56-57.