一种变电站告警信号直传信息活化处理方法

胡少强　黄国政　黄康乾　李永乐　陈兴尧　梁德平

摘要：文章对国内普遍应用的变电站告警直传功能存在的问题进行研究，针对直传信息没有分域存储，无法灵活处理的问题，提出了新的告警直传传输格式和处理方法，采用分域存储和主站端数据互补的方式活化直传告警信息，使它从只具备单一的消息显示功能模块变成可分类查询、汇总、统计、运算等功能模块。

关键词：变电站；告警直传；防漏机制；分区分流；量测类型 文献标识码：A

中图分类号：TN915 文章编号：1009-2374（2017）02-0014-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.02.007

1 概述

近年来，随着电力调度自动化技术的不断发展，为了能够更具体地了解变电站的告警情况，不少变电站都采用了告警直传技术，应用该技术可把变电站监控系统的告警信息直接以文本方式上传给主站端，主站端可以消息方式显示上传的内容。虽然该技术可作为调度自动化系统远动直采信息不全的补充，但是其直传到主站端的告警信息由于没有分域（即字段）贮存，无法方便地对这些数据进行查询、汇总、统计、运算，同时这些信息包含的数据不够完整，这些数据也无法参与数据挖掘。为了更好地应用告警直传技术，我们对该技术的传输格式、字段生成和存贮方式进行了优化，在不改變该技术的规约流程的前提下，把原来传输内容的五段式格式扩充成八段式格式，把原来不分字段存储变成分为八字段存储。这样直传的告警信号便于查询、汇总、统计、运算，可为其他应用提供基础信息，为调度自动化信息维护提供更加便捷的手段。

2 传统告警直传存在的问题

2.1 直传架构问题

图1 告警直传的技术架构示意图

传统告警直传需要增加的软件模块有：在变电站监控系统增加“告警转发模块”，主站系统增加“告警采集模块”“告警处理模块”和应用服务功能；需要增加的硬件模块有部署在变电站侧的数据网关机，接入站内监控系统，负责数据处理和上送调度端。架构示意如图1所示。

2.1.1 信息处理流程。

第一，变电站监控系统产生告警信息，并将站内告警信息转换为带厂站名和设备名的标准告警信息，再传输给主站。

第二，主站告警采集模块解析接收的报文，并发消息给告警处理模块。

第三，主站告警处理模块对收到的告警直传信息进行处理。

2.1.2 存在问题。在传统的告警直传里，调度主站的告警采集模块和告警处理模块界限十分模糊，二者都附属于前置系统。告警采集模块解析规约得到直传告警的描述信息，即一个字符串。由于告警采集模块解规约只得到一个字符串，告警处理模块很难对直传告警作进一步的处理，只是简单地将字符串写入告警总线，生成告警信息，因此直传的告警很难做到分级和分区分流。此外，该流程没有机制判断变电站监控系统上送的告警信息是否完整，即由于某种原因造成通信中断，引起部分该上送的告警信息没有上送主站，造成告警直信息漏送的缺陷。

2.2 告警直传内容及储存

目前采用的告警直传分为五个字段，具体格式如下：

告警级别<空格>告警时间<空格>设备名称<空格>告警内容<空格>告警原因

2.2.1 直传格式内容说明。

第一，告警级别：根据告警的严重程度分为事故、异常、越限、变位、告知，分别用0～4五个值来表示。无告警原因上送空格。

第二，告警时间：该时间指告警发生时的时间，采用值与站端监控系统的保持一致，一般采用以下格式：YYYY-MM-DD HH∶MM∶SS.mmm

第三，设备名称：标识产生告警事件的设备，格式如下：

设备名称：厂站.电压等级.间隔.设备

其中，小数点“.”为层次分隔符

第四，告警内容：告警内容是告警的具体内容，用字符串描述，长度不超过16个字符。

第五，告警原因：告警原因是对告警具体内容的补充说明，用字符串描述，长度不超过32个字符。

以上每段内容分别取自站端监控系统告警信息的不同字段，与监控系统的告警窗显示的内容相同，通过DL476规约上送主站系统，所有字段内容形成一条记录以文本方式上送。例如：当XX站.220kV.#1主变.201开关发生事故跳闸告警信息时，站端监控系统会发出“2016-09-12 20∶12∶23.099 XX站.220kV.#1主变.201开关 事故跳闸‘”，而形成上送的记录为：

2.2.2 存在问题。

第一，主站系统收到直传的告警信息报文后，整条记录以一个字段文本方式存储，这样这些告警信息无法得到进一步利用。

第二，变电站监控系统上传的信息只有“设备名称”“告警内容”“告警时间”“告警级别”和“告警原因”，无法满足信息的进一步应用。

3 告警直传技术的创新架构

如图2所示，告警直传的技术架构中增加了RDBS模块，该模块为数据管理中心模块，负责对所采集的数据进行集中处理。

3.1 告警直传格式及储存创新

告警直传信息采用八段格式，去掉了“告警原因”，同时增加了“事项编号”“责任区”“量测类型”“设备编码”等字段，字段的数据由站端上送和主站生成两种方式，所形成的信息记录独立以表的格式存储在数据库中。信息格式具体如下：

八段式：事项编号<空格>告警时间<空格>设备名称<空格>告警内容<空格>告警级别<空格>责任区<空格>量测类型<空格>设备编码

事件编号：该值由变电站端告警转发模块自动产生，用于告警上送的防漏用，取值范围为0～9999，每上送一条编号递增1，最大值增加1后返回0。

告警时间：该值由变电站端上传，格式为“年（4位）-月（2位）-日（2位） 时：分：秒（精确到毫秒）” ，如：2012-09-12 20∶12∶23.099。

设备名称：该值由变电站端上传，与站内监控系统显示的名称相同，如站内监控系统显示的名称不规范，则应参照“电压等级+间隔+设备+部件+属性”进行规范。具体说明如下：

“电压等级”指电力设备的电压等级，单位为kV。

“间隔”指变电站或发电厂内的结线间隔名称，或称串。

“设备”指所描述的电力系统设备名称，可分多层描述。

“部件”指构成设备的部件名称，可分多层描述。

“属性”指部件的属性名称（如：P、Q等），由应用根据需要进行定义和解释。

以上各项可根据对象进行取舍，如：“110kV群双线122开关”。

告警内容：该值由变电站端上传，告警（事件）的具体内容。

告警级别：该值由主站端生成，表示告警的级别，可分别为事故、异常、越限、变位、告知，主站根据从站端收到的告警内容，判断该信息的告警级别，并把判断的结果回填到记录中（详见3.2）。

责任区：该值由主站端生成，用于告警信息分区显示，主站根据从站端收到的设备名称，判断该信息是属于哪些责任区，用8个字节表示，并把判断的结果回填到记录中（详见3.2）。

量测类型：该值由主站端生成，用于告警信息分区显示，主站根据从站端收到的设备名称，判断该信息属于哪些责任区，用8个字节表示，并把判断的结果回填到记录中（详见3.2）。

设备编码：该值由主站端生成，主站根据从站端收到的设备名称，从主站现有设备编码数据中寻找出对应的设备编码，如无匹配设备名称，则把该记录的设备名称保存在主站建立的表单中。

3.2 信息互补

在告警直传信息中，如果八个字段都由站端上送，部分字段在站端监控后台设置和日后维护会比较麻烦，因此考虑八个字段分别从站端直传上送和从主站端获取，其中事项编号、告警时间、设备名称、告警内容四个字段内容从站端直传上，

告警级别、责任区、量测类型、设备编码四个字段内容从主站端获取。具体考虑如下：

3.2.1 在主站系统建立两张比较完善的变电站设备类型表单B1、B2和一张无设备编码的设备名称记录表B3，其中表单B1由字段“电压等级”“设备类型”和“责任区”组成；表单B2由字段 “告警类型”“告警级别”和“量测类型”组成。B3由八个字段组成。

3.2.2 站端直传的信息中包括“事项编号”“告警时间”“设备名称”“告警内容”四个字段内容，主站端对收到的每条记录，根据其“设备名称”字段内容与表单B1的“电压等级”和“设备类型”字段内容匹配关系，找出其对应的“责任区”内容；同时根据 “设备名称”字段内容从主站设备编码数据表单找出对应的设备编码；数据根据其“告警内容”字段内容与表单B2的“告警类型”字段内容匹配关系，找出其对应的“告警级别”和“量测类型”内容。这样将得到每条记录的八字段完整内容。

3.2.3 如在上述的B1和B2表中没有找到对应的其“告警级别”“责任区”“量测类型”，主站告警直传模块把该记录的“告警级别”定为最低级别，“责任区”为所有区域、“量测类型”为空。

3.2.4 如主站无法完整找到“告警级别”“责任区”“量测类型”“设备编码”四个字段内容。则把该记录保存在B3表单中，主站系统维护人员定期检查B3表单内容，及时进行处理。

3.3 信息防漏机制

为保证直传信息无漏送，本方法增加了告警直传的防漏机制，漏传的事项由检查机制检查出来，并重新发送；同时通道停止等原因导致未上传的信息在通道恢复后应能重新上送。

3.3.1 告警直传时，变电站发送一条告警给主站，主站要给出确认；变电站收不到主站确认，要重新发送。

3.3.2 通道停止时，变电站缓存（数据库、文件、存储队列）未发送成功的所有告警信息，待通道投运后重新发送。

3.3.3 变电站每生成一条告警，都有一个独一无二的事项编号。事项编号是连续的，也发送给主站，主站据此检查是否漏发事项。“事项编号”的取值范围建议为：0～9999，当该值达到9999时，下一条告警的事项编号为0，重新计算。

3.3.4 召唤漏发事项，流程如图3所示：

4 直传告警信息展示

4.1 建立独立的窗口

在主站系统建立直传告警信息的接收窗口，该窗口独立于现有告警窗，可显示所有站点的直采信息，具备过滤功能，过滤事项可根据需要设定，该窗口信息不需要确认。

4.2 在告警窗口显示

直传告警信息经设置后可在主站系统现有告警窗显示，并能根据用户角色分区显示。展示方法：在现有告警窗增加一个“告警直传”的TAB，配置直传告警信息进入这个TAB。直传告警信息带有分区（责任区）信息，因此能够与直采告警信息一样实现分区分流，即不同的值班人员登录，只能看到自己管辖范围内的直传告警信息。

4.3 通过智能告警显示

直传告警信息可作为数据源参与主站系统智能告警的逻辑运算，以智能告警运算结果的方式展现。

江门备调智能告警系统是用告警类型（即量测类型）来设置告警规则。新直传告警信息带有量测类型，因此智能告警系统能够利用直传告警信息的量测类型来设置告警规则，对直传告警信息完成规则推理，在智能告警窗口展示。直传告警信息的量测类型也可以与直采告警信息的量测类型一起编辑规则，实现直采告警信息和直传告警信息的混合推理。

5 结语

传统的告警直传信息经过该技术处理后，可拓宽它的应用范围，提高直传告警信息的应用效率，如可应用于变电自动化系统、变电站环境监测系统、变电设备状态监测系统、二次系统运维系统等，通过告警直传技术变电站各个二次系统的信息可直送到调度自动化主站系统进行智能化处理，全面反映变电站运行、环境等情况，为电网调控一体化变电站远程监视提供有力的技术支撑。

参考文献

[1] 远动通信规约国际标准（IEC60870-5-101：2002）[S].

[2] 远动通信规约国际标准（IEC60870-5-104：2002）[S].

[3] 地區电网数据采集与监控系统通用技术条件[S].

作者简介：胡少强（1964-），男，广东顺德人，广东电网有限责任公司江门供电局工程师，研究方向：电力调度自动化；黄国政（1965-），男，广东阳江人，广东电网有限责任公司江门供电局高级工程师，工程硕士，研究方向：电力调度自动化系统的安装、设计和技术管理；黄康乾（1989-），男，广东广州人，广东电网有限责任公司江门供电局助理工程师，研究方向：变电站自动化；李永乐（1976-），男，广东江门人，广东电网有限责任公司江门供电局高级工程师，研究方向：电力调度自动化系统；陈兴尧（1981-），男，海南人，广东电网有限责任公司江门供电局工程师，研究方向：变电站自动化专业管理；梁德平（1985-），男，广东江门人，广东电网有限责任公司江门供电局工程师，研究方向：变电站自动化。

（责任编辑：黄银芳）