用于变电站信息接入测试的移动式模拟主站环境构建及应用

刘 军 ，汪和龙 ，叶海峰 ，徐 宁 ，王震海

（1.国网安徽省电力有限公司安徽合肥250022；2.国网安徽省电力有限公司建设分公司安徽合肥230000）

在现代我国电力改革不断深入的过程中，我国的跨地区互联电网发展也越来越迅速，电网的运行体系不断完善，逐渐擦和综合设备分离模式发展，最终成为监控和调度一体化的模式中，并且还成为了特高压交直流混联电网，其发展形势为大功率远距离的输电，其中的信号和自动化系统相互连接，并且在持续增加。一般调度自动化系统信号调试都是满足调度主站需求，首先创建模型，之后作图，最后入库[1]；然后和变电站实现通讯、数据联调等，不仅消耗时间，还浪费精力。基于此，本文设计基于模拟主站的变电站信息和测试环境相互连接，结合电网调度及模拟两个主站，使模拟主站的运行环境独立，利用调度主站实现初始模型的检测，并且对环境进行测试。模拟主站和电网调度主站并不是完全割裂的，模拟主站具备独立的运行环境，但是其中对初始模型检测通过调度主站实现，并且测试验证之后将测试模型对调度主站进行导回，所以一般模拟主站都是使用厂站模型[2]。

1 模拟主站的总体架构

文中研究的移动式模拟主站是一个轻量级电网调度系统，其具有一台笔记本电脑，将虚拟机软件安装到笔记本中，并且在其中实现智能调度系统支撑平台软件及数据库的安装，以此实现可移动电网调度模拟主站的创建。其中的模拟主站功能就是能够实现验证，并且还能够实现控制电表固化及全景厂站模型的管理[3]。图2为模拟主站调试的工作流程。

图1 模拟主站的总体架构

图2 模拟主站调试的工作流程

首先，在主站测试实现系统运行过程中的图模维护，使厂站的所有图形和模型都能够图库。

之后，通过主站导出CIM格式的图形文件，并且使文件能够转变成为版本文件，对主站模拟测试系统进行传输。

然后，在主调测实现图模文件的导出，并且对第一次的遥控点表进行固化操作[4]。

其次，主站模拟要能够利用单厂站模型到工具中进行导入，将模型文件通过主站侧进行上传，然后通过校验、解析对不同模型的差异进行对比并且记录，包括添加、删除及修改等操作。之后到主站模拟测试系统数据库进行更新，导入到模型中，从而有效实施图形合理性的校验，实施模型库图模的有效映射关联。

再次，在变电站中实现主站模拟测试系统的导入，之后进行传动试验，修改模型图形，并且使系统操作现场的测控装置[5]。

最后，在核对图形、模型之后，如果模型发生改变，那么就在主站模拟测试系统中，利用单厂站模型导出工具，通过模型文件使其成为版本文件到主站系统中进行上传，通过单厂站导入工具，利用解析和校验对模型差异进行对比，从而形成添加、修改之后映射模型库生成图模关联。在主站遥控操作的过程中，要对遥控点号实现双重校验[6]。

2 模拟主站环境的设计

2.1 硬件设计

图3为模拟主站硬件结构，将计算机局域网作为基础，利用双前置机和以太网与网络式RTU进行通信，使用C/S分布式体系结构，系统功能到网络不同节点中分配，具有凉后的可扩充性。通过图3可以看出来，系统中具有一台服务器、六台计算机。系统主要包括数据收集、系统服务器、应用子系统及计算机数据通信和其他设备[7]。

图3 模拟主站硬件结构

2.2 软件设计

2.2.1 操作系统

因为软件在设计过程中使用混合操作系统开发技术，有效实现源码级跨平台可一直。所以，操作系统使用Linux创建，服务器和计算机都使用中文win7操作系统。

2.2.2 安全区的通信设计

电力系统中在线检测装置及综合应用服务器都是安全区，安全区通信网关机及状态检测主站也属于安全区，为了保证站内数据在安全区中相互部署隔离隔离网闸实现数据安全隔离。图4为安全区之间的数据传输，在服务器端设计专用服务模块，此模块首先实现在线检测数据预处理，之后将数据组织成为满足定义的xml数据文件，此文件在检测数据变化过程中更新。在通信网关机端设计文件读取服务器实现综合应用服务器端文件的定时读取[8]。

图4 安全区之间的数据传输

2.2.3 应用软件设计

数字主站系统软件主要包括电力调度过程中的SCADA应用软件，具有良好的逼真性，能够有效满足电力通信的需求。此应用软件能够为电力系统体用监控服务和数据实时收集与处理，并且还能够有效实现实时数据的计算、统计及信息查询等[9]。图5为应用软件的结构。

图5 应用软件的结构

2.3 环境的创建

图6为环境的创建结构，主要包括省王策及变电站侧。变电站侧主要通过在线检测装置、隔离网闸及综合应用服务器构成。在线检测装置主要包括IED及传感器，传感器在过程层中部署，IED在间隔层部署。综合应用服务器在变电站内战控层，属于一体化监控[10]。

图6 环境的创建结构

2.4 模型验证机制

电网调度模拟主站中为智能电网调度支持系统凭他软件，所以字在模拟主站系统中能够有效实现全部系统应用功能。在验证过程中，首先实现前置数据正确性验证，其次实现SCADA的数据校核，最后实现变电站状态的估计验证[11]。

2.5 模拟主站和调度主站的共享

模拟和调度两个主站存在模型双向互导的问题，在同个模型中无法进行单项的共享，在模拟和调度两个主站中的共享属于双向。模拟主站为模拟主站调试场站模型的调度禁止维护模型，通过名称和ID作为关键的索引，使模拟主站共享性等同于调度主站模型。其中调度主站模型中的记录ID导入到模型主站中，存储到模拟主站表示中，模拟主站对模型进行导出，从而输出RDF，对模拟主站侧的新加记录标记空[12]。图7为模拟主站和调度主站的共享结构。

图7 模拟主站和调度主站的共享结构

3 模拟主站环境的应用

将本文所设计的电网调度模拟主站应用到某电网地调中，工作人员在使用新创建的自动化系统以前要对变电站的模型及信号进行调试。现场的模拟主站利用笔记本作为系统硬件，此笔记本实现了开源虚拟机软件的安装[13]。图8为传统模式及全新模式的效果对比。

图8 传统模式及全新模式的效果对比

以电网地区实际情况为基础，在操作之前要命名地区的名字，结合实时的导入模型库中的文件，以此能够对文件进行及时的恢复、使用、备份和修改。模拟主站在不同地区调用使用之后使各地区调接入厂站模型功能有效提高。如果最新创建的厂站没有通道，那么就要在站端实现模型创建及调试，假如厂站的调试通道能够满足实际需求，就能够使用模拟主站进行测试，厂站模型导入到主站系统中，以此使调试时间得到缩短[14]。

扩展已经实现厂站模型的创建，通过模拟助战模拟全新测试设备的接入情况，在全面测试全新模型之后，导回到调度主站中，使全新入网设备作为调度运行系统，从而降低冲系统受到冲击的封信[15]。通过本文测试表示，使用模拟主站调试之后，能够有效提高调试的效率，并且还能够有效缩短建模的周期，最终接入调度主站全新站模型参数的正确性[16]。

4 结束语

文中设计的移动模拟主站能够有效创新传统的带豆自动化主站系统及变电站的设备连接流程，而且本文设计的主站不依赖通道建设及主站，不受到环境因素的限制，在使用的时候只需要利用笔记本就能够创建移动式主站模拟测试系统，实现变电站自动化设备数据控制及通信，避免在使用的时候其中技术和设备直接连接，从而导致电网出现使用风险，还能够使工期缩短，节约物力人力，使系统稳定性及安全性得到保证，以此保证全新入网参数及设备满足技术规定需求。