在线安控装置管理在西南电网智能调度技术支持系统中的应用

赖民昊，刘 芸

(1.国家电网西南电力调控分中心，四川 成都 610041；2. 国网四川省电力公司计量中心，四川 成都 610000)



在线安控装置管理在西南电网智能调度技术支持系统中的应用

赖民昊1，刘 芸2

(1.国家电网西南电力调控分中心，四川 成都 610041；2. 国网四川省电力公司计量中心，四川 成都 610000)

西南电网安控在线监视与管理应用基于智能电网调度技术支持系统基础平台进行建设，安控装置运行状态的在线监视和集中管理，包括数据信息处理、运行监视、装置录波召唤与显示、定值/策略表召唤与显示、数据交换等功能，同时为智能电网调度控制系统的动态限额管理和综合智能分析与告警等应用提供基础数据。

智能调度；安控在线监测；安控集中管理

0 引 言

近年来，电网建设迅速发展，电网结构在长时间内处于过渡期，交直流、特高压混合运行，系统特性复杂，电网的安全稳定运行很大程度上依赖安全稳定控制装置[1](以下简称“安控装置”或“安控”)。目前安控装置呈现覆盖率高、位置分散等特点，且建设重点在于稳定控制策略的实现，而对安控系统的运行状态监视、远程维护、管理和数据的共享、动作的分析等都缺乏有效手段，当安控系统动作时，调度及安控系统管理工程师只能依靠变电站运行人员、保护班人员的口头汇报或者打印的报告来了解系统的动作情况，无法及时得到整个系统的动作情况、故障波形等信息。总体来说，国内安控装置管理的自动化程度以及智能化程度都停留在较低水平。

为加强西南电网安控系统的管理，保证其能够正确、可靠动作，对分散的安控装置进行统一监控和集中管理，正确、及时把握安控系统及装置的运行和连接状态，建设全网集中的安控在线监视和管理系统非常有必要。因此，从专业需求角度出发，迫切需要开发建设一套基于D5000平台的一体化安控在线监测及管理应用系统，在智能电网调度决策支持系统中实现对安控装置信息在线监测功能，并进一步完善D5000系统的高级应用，实现对分散安控系统装置运行状态的集中监视与管理，通过在线安全稳定分析和安全校核安控装置实际动作行为的模拟，促进实用化[2]。

1 装置接入方式

1.1 装置接入方式

安控装置可通过两种形式实现接入调度端：一是先将安控装置接入厂站端的站内监控系统(用于未接入过调度中心的安控装置)，然后利用站内监控系统与调度端已有的综自数据链路和告警直传链路向调度端上送安控装置的信息；二是通过电力调度数据网直接接入安控装置[3](用于已接入过其他调度中心的安控装置)。

1.1.1 站内监控系统接入模式

安控装置不直接接入站内的调度数据网接口，而是先接入厂站端的站内监控系统。通过站内监控系统与调度端已有的综自数据链路、告警直传链路和远程浏览链路向调度端上送安控装置的信息如图1所示。

图1 安控数据采集逻辑示意图>(站内监控系统接入模式)

1.1.2 直采接入模式

安控装置综合管理系统通过电力调度数据网直接采集安控装置的各类信息，如图2所示，包括安控装置的压板状态、异常信号、装置定值、告警信息、动作报文、故障录波、元件电气量、元件投停状态等信息。

图2 安控数据采集逻辑示意图(直采接入模式)

1.1.3 装置接入原则

新接入的安控装置统一按照站内监控系统接入模式接入西南分中心，对于目前已经接入西南电力调控分中心下属各省调安控装置集中管理系统的安控装置可暂时按照原有的通过调度数据网直采的方式接入分中心，后续再进行统一改造为站内监控系统接入模式。

2 系统结构

安控在线监测及管理应用整体架构如图3所示，图3左侧为站内监控系统接入模式，分布于各厂站的安控装置通过网络或串口接入厂站端远动网关机和监控后台；厂站端远动网关机使用站内监控系统到调度端自动化系统已有的通信链路和通信规约实现安控信息的上送。厂站端远动网关机将采集的安控装置闭锁信号、压板状态转换为遥信信号、将采集的安控装置可切量转换为遥测信号，通过已有的综自数据链路向调度端上送安控实时数据；安控动作信息和异常告警通过厂站端的告警图形网关机或远动网关机(目前大部分变电站远动网关机兼做告警图形网关机)到调度端的告警直传链路进行上送；安控装置将生成的定值文件、策略表文件和录波文件传送至告警图形网关机指定目录，由告警图形网关机通过远程浏览链路进行上送至调度端。由D5000平台的SCADA前置采集服务器和告警图形网关机来采集站内安控装置的信息，并将采集安控的数据写入SCADA应用下的安控数据表中，安控在线监测及管理应用不直接与安控装置进行通信，可从SCADA应用下的安控数据表中读取安控数据实现自身的功能，因此仅需要配置单独的安控应用服务器。

图3 安控在线监测及管理应用整体架构图

安控在线监测及管理应用需要配置安控前置采集服务器，为了减少硬件投资和占地空间，在调度端采用安控应用服务器兼做前置采集服务器的方式，安控应用服务器不仅需要与调度自动化系统主网连接，还需要与前置调度数据网连接，按双网配置方案，配置4块以太网卡。分布于各厂站的安控装置通过调度数据网(一平面或二平面)接入站内调度数据网交换机上，调度端的两台安控前置服务器(兼做安控应用服务器)同时与前置通信网络交换机和D5000系统的内部交换机相连接，一方面负责与所有安控装置进行通讯，收集所有安控装置上送的信息；另一方面，前置服务器对采集的数据进行处理，并将处理好的数据写入到D5000系统内网上的实时数据库和历史数据库中。

3 应用功能

3.1 数据信息处理

安控在线监测及管理应用存在两种安控数据采集方式，直采接入的安控装置各类点表数据由安控前置采集程序写入DSA_SCMS小应用下的安控数据表中，站内监控系统采集的安控数据由SCADA前置采集程序写入SCADA应用下的安控数据表中，为了便于后续使用，将两种方式采集的数据汇总到SCADA_SCMS小应用下。安控前置采集程序负责将直采接入的安控装置的压板状态、通道异常状态在写入上述两个小应用下；新增应用间数据迁移进程，将SCADA前置系统采集的安控数据从scada应用下迁移到SCADA_SCMS小应用下，从而实现将应用功能需要使用的安控数据统一写入到SCADA_SCMS小应用下安控数据表中。安控数据汇总过程如图4所示。

图4 安控数据汇总处理过程

安控装置状态定时处理程序读取安控装置所属的安控站点，安控站点所属的安控系统，然后遍历每个安控站点下所有安控装置的动作和异常状态，统计出每个安控站点的动作和异常状态，再遍历每个安控系统所有安控站点的动作和异常状态，统计出每个安控系统的动作和异常状态。

安控装置状态定时处理程序在统计安控系统投退状态时，安控装置的投退状态还需考虑其装置闭锁状态，如装置闭锁，则该装置的投退状态即为退出。如果一个安控系统存在任一安控站点，该站点下所有的安控装置投退状态都为退出，则该安控系统的投退状态为退出，否则安控系统的投退状态为投入。

3.2 运行监视

使用智能电网调度技术支持系统基础平台的图形编辑器绘制全网安控系统运行状态图、区域安控系统运行状态图、安控装置运行状态图并关联安控数据相关表中实测数据，基于D5000基础平台的画面浏览器可以展示安控系统及装置的各类实测信息，实现安控信息的集中监视。

站内监控系统接入模式的安控装置告警通过告警直传直接在D5000平台的告警窗中显示安控告警信息。直采接入的安控装置告警通过安控前置采集程序调用D5000 平台提供的告警服务实现对安控装置的通信状态、开关变位、自检、告警、动作等事件告警。告警服务进程是一个常驻进程，当它接收到各个应用发送的告警报文之后，就根据其告警类型得到相应的告警行为，然后在告警行为定义中寻找这个行为包含的告警动作，最后发消息给每台机器上的告警客户端。告警客户端收到消息后完成相应的告警动作(上告警窗、语音、推画面等)。

调用智能电网调度技术支持系统基础平台的告警服务服务实现对异常信号、压板投退、动作事件等装置告警信息的历史存储，新增专用的历史告警查询工具实现对这些历史告警数据的检索、浏览、导出操作。

3.3 装置录波召唤与显示

安控界面程序通过发送文件召唤命令给调度端文件召唤管理模块来召唤厂站内文件。文件召唤管理模块对召唤命令进行解析后，向本地代理网关发送请求报文。本地代理网关接收到服务请求报文后，从厂站获取相应的文件并返回给文件召唤管理模块。文件管理模块在成功获取召唤的文件后，将文件存取到服务器，并给安控界面程序返回文件召唤命令执行状态。

服务请求和返回报文均通过服务总线来传递，报文格式由本地代理网关与文件召唤管理模块之间约定。

文件召唤流程如图5所示。

3.4 定值与策略表召唤与显示

图5 文件召唤流程示意图

系统通过安控装置综合数据管理工具提供两种召唤装置定值方式，即一次召唤全部定值和一次召唤单组定值。

策略表文件召唤的过程与召唤录波文件的过程相类似。安控装置管理界面通过向文件召唤管理模块发送召唤命令消息来召唤安控装置的策略表及定值单文件，文件召唤管理模块将召唤上来的文件存入D5000平台的文件服务器上约定的目录下。安控装置管理界面从文件服务器上特定目录下读取策略定值单文件并以文本方式进行显示。

对于策略表和定值单文件，安控装置管理界面首先召唤相应的文件列表，然后再选取文件列表中具体文件完成特定文件的召唤。

3.5 当值策略控制量不足告警

当值策略控制量不足告警功能实现过程如图6所示。安控在线监测及管理应用通过消息总线发送或实时库共享方式提供安控装置投退状态、压板投退状态以及通道通信状态给动态限额管理应用的安控策略解析服务使用，安控策略解析服务结合安控策略模型、SCADA一次设备实时数据、安控采集数据统计出各个预想故障和监视元件控制策略对应的可切量和需切量，并将统计结果输出到E格式安控当值策略搜索结果文件中返回给安控在线监测及管理应用，安控在线监测及管理应用进一步检查预想故障下安控当值策略的需切量是否大于可切量，若大于则向综合智能分析与告警应用推送控制量不足告警。当值策略控制量不足告警功能实现过程如图6所示。

图6 当值策略控制量不足告警功能实现过程

4 人机界面设计

安控在线监测及管理应用人机界面由图形画面和界面工具两部分组成。图形画面以全网安控系统-区域安控子系统-安控装置三层图形展示为主线，分层、直观地展示安控系统运行数据及实时状态，并在发生异常或动作等事件时通过D5000平台的告警窗主动告警；同时系统提供多个客户端界面工具对图形界面信息进行补充展示，并提供相关的附加功能，如召唤定值、浏览录波数据曲线等，人机调用关系如图7所示。

图7 人机调用关系图

5 结 语

基于D5000统一支撑平台构建了西南电网一体化安控管理系统，其遵循D5000平台的统一标准，在充分利用已有设备和网络通道的情况下，通过统一的通信规约与安控装置进行数据通信，实现了安控装置信息数据采集与集中监视，并对安控数据进行充分挖掘和利用，通过在调度端建立安控系统策略模型，实现了安控系统当值策略可实施性评估及控制量不足告警等高级应用功能。

该系统的建设与应用显著提高了西南电网安控系统的管理水平，满足了电网调度运行人员实施掌握安控系统运行工况、动作信息、异常情况等方面的需要，填补了西南电网安控装置信息监视领域的空白，对D5000系统二次设备监视功能形成了重要的补充。

[1] 严胜，姚建国，杨志宏，等．智能电网调度关键技术[J]．电力建设，2009，30(9)：1-4．

[2] 孙光辉，牛兆东，赵希才，等．电力系统在线安全稳定评估及决策技术的研究[J]．电力系统自动化，2005，29(17)：81-84.

[3] 刘志，王静，祁忠，等．RcS-9012稳控集中管理系统[J]．电力系统自动化，2008，32(11)：89-92．

[4] 吴国炳，王阳，杨银国，等．安全稳定控制系统管理主站的功能设计与开发[J]．电力系统自动化，2012，36(10)：118-122.

[5] 肖世杰.构建中国智能电网技术思考[J].电力系统自动化，2009,33(9):1-4.

[6] 陈树勇,宋书芳,李兰欣,等.智能电网技术综述[J].电网技术，2009,33(8):1-7.

[7] 姚建国,严胜,杨胜春,等.中国特色智能调度的实践与展望[J].电力系统自动化, 2009,33(17):16-20.

[8] 常康,薛峰,杨卫东.中国智能电网基本特征及其技术进展评述[J].电力系统自动化, 2009,33(17):10-15.

The application of on-line monitoring and management for security control in Southwest power grid is established based on the technical support system of smart grid dispatching. The on-line monitoring and centralized management of its operating condition includes data information processing, operation monitoring, calling and display for device recording and security control settings/strategy, data exchange and other functions. At the same time, it can provide basic data for dynamic quota management and integrated intelligent analysis and alarm in intelligent power grid dispatching control system.

smart grid dispatching; on-line monitoring of power system security control; centralized management of power system security control

TM73

B

1003-6954(2016)04-0033-04

2016-03-14)

赖民昊(1981)，工程师、硕士研究生，主要从事电网调度方式管理工作；

刘 芸(1982)，工程师、硕士研究生，主要从事电能计量工作。