移动式模拟主站在新设备接入电网联调验收过程中的应用

胡育蓉，刘 军

(1.国网安徽省电力有限公司检修公司， 安徽 合肥 230061; 2.国网安徽省电力有限公司， 安徽 合肥 230022)

1 现状分析

新、扩建变电站投运前，监控、自动化联调工作量很大，受到通信条件制约，联调工作经常遇到问题，主要表现在以下几个方面：

(1)在通道具备条件后，留给主子站联调、验收的时间非常少，甚至只有1～2天左右的调试时间，调试人员需要24小时不间断工作，不利于工程尽早发现问题并完成消缺，无法保证联调调测质量，甚至有可能影响工程投运。

(2)变电站需要和网调、省调、地调分别进行联调、验收，信号核对量非常大，逐条调测并记录。通常是调度主站和变电站端通过打电话的方式人工手动操作，缺乏有效的控制手段，易导致工作反复冗余、调试周期长。

(3)由于联调、调测过程需要主子站双方人员同时在线，多部门、多人同时配合，造成人员占用较大、协调困难，工作效率低。同时这种方式给调试、运行、监控工作人员带来了极大的工作压力和负担，甚至影响调度监控正常工作，给电网埋下安全隐患。

(4)主站侧的信息调测，需同时查看多个屏幕，会造成调测速度较慢；调测过程中遇到重大问题，缺乏有效记录和统计分析的技术手段。

2 移动式模拟主站[3]技术方案

针对目前变电站监控、自动化调试、信息接入调测及管理方式的弊端，提出一种新的思路。研发变电站集中监控、自动化调测装置，建立模拟主站及模拟子站的工作模式，在通道未通时，提前实现对变电站端及调度主站分别进行联调调测，提前发现问题并消缺。同时构建基于网调、省调、地调平台监控信息智能调测系统，链路建立之后，实现主、子站全自动正式联调调测。

变电站信息接入的移动式模拟主子站系统，通过定制专用移动式工控机及极简主站SCADA系统功能，实现就地化变电站现场模拟主站环境构建。具体如图1所示。

图1 移动式模拟主站设计方案

移动式模拟主站的设计使用硬件及软件平台实现，通过工业机械嵌入式[4]模块，使用硬件系统和驱动层两者的交互实现软件系统的设计，操作系统使用国产麒麟3.02安全操作系统实现，系统的应用软件通过中断应用程序接口实现操作系统的交互，系统应用软件通过多线程、多任务及面向对象进行设计。

通过图1可以看出来，软件架构通过4个相互独立的模块组成，分别为：

(1)基础平台通过独立结构实现进程的守护，能够实现主线程、进程及备线程、进程状态的监视及管理，实现服务监听与自动重启、失效转移；通过中间件驱动接口程序与服务端通讯，通过中断应用程序接口实现操作系统的交互；实现各类文件处理。

(2)数据层主要包括IEC标准结构、多类变电站遗留设备适配结构、数据调度、通信控制管理及图模适配，通过移动智能体机制实现接口，能够有效满足敏捷性外部系统敏捷性的需求。

(3)逻辑支持层将操作系统的异步、消息缓冲区和多线程处理机制封装在内，对各种套接字类型(如进程内通信、IPC、TCP和UDP)、网络连接建立、数据打包成帧、路由选择等底层网络通信行为进行了抽象，自动感知路由和网络拓扑，灵活地支持多种通信环境。通信模式支持：请求应答模式、发布/订阅模式、管道模式以及信号模式，在多个进程间进行消息发送，使得部署起来非常简单，实现采集信息与后台业务逻辑数据及其人机数据，信息接入是数据通讯环节的核心技术。

(4)应用层结构是以TCP/IP(前置采集)、制造报文规范解析器、可扩展语言解析器、人机画面为基础，从而能够为接口提供模块的支持；模拟主站具备与网络层设备通讯能力，支持网络、串行建立子站通讯链路，含通道状态监视，实现通道状态监视及通道状态维护，实现模拟主站设计；模拟主站能够构建变电站设备环境，模拟装置信号，进行主站的联调调测，具备与网络层设备通讯能力，可以进行模拟遥信变位操作、模拟站端调测时的模拟量信息(遥测)，快速实现主站通道和点表校验，提供自动和手动模拟遥信、遥测两种方式，方便工作；多路同时调测功能实现多层不同调度自动化系统类型参数设定，可以适应不同调度监控系统图模通讯并行仿真；自动调测实现监控信息接入调测的程序化操作，一次性全部自动完成接入调测工作。

3 实施条件及过程

(1)变电站站内网络架设完毕，标准点表下发至站端和主站，并分别录入站端远动库及主站系统。

(2)远动点表配置调测完毕，站内通讯完成。其中模拟主站使用点表(主站点表或监控标准信息点表)，通过装置接入前置交换机，使用SFTP远程获取，也可使用安全U盘导出，再导入装置。

(3)将模拟主站接到远动或远动后的交换机上，并为其分配现场IP，变电站集成商将设置IP加入白名单[5]。

(4)现场联调调测完毕后，模拟主站出具调测报告及导出最终点表，现场所有参与调测人员签字或现场负责人签字。

(5)链路连通后，调测装置充当子站，自动模拟信号上送主站，主站接收的同时启动自动调测模块自动核对信息，最终导出调测报告和调测结果；主站自动化根据调测结果修改主站点表和图模。

(6)自动生成调试调测报告。

4 应用对比

变电站信息接入调测的移动式模拟主站在国网安徽省电力有限公司500kV龙桥变、峨溪变，220kV芒砀变、泗北变进行了应用。

链路联通前的调测主要包含模拟主站。模拟主站接在远动后，对变电站进行联调调测，可以及时发现问题并消缺。链路联通后的联调调测主要包含模拟子站和自动调测。模拟子站自动模拟发送信号给主站，主站侧自动校验信息的准确性，自动调测，实现主、子站的全自动正式联调。为保证链路的完整性，在整个过程中远动的调测是重叠的。

通过实践，形成了国网安徽省电力有限责任公司全过程联调调测规范、流程和管理规定，缩短了调测时间，提高了效率，提升了调测准确性及规范化水平，实现固有人工调测模式到自动式调测模式的技术革新。传统调测与本方案接入调测的比较，具体见表2。

表2 传统方案与本方案的实际应用比较

5 结论

通过应用移动式模拟主站实现了传统联调调测模式到一体化联调模式的转变与技术革新，提升了变电站监控、自动化调测管理水平。这种新的管理模式[6]，克服传统的电话沟通和不同部门异地配合的困难，实现了一次性全站信息接入调测。一是避免多部门重复联调调测、重复出错、反复找错、频繁协调等工作，基本实现了一次性调测、一次性发现问题、一次性解决问题。二是解放了人力资源的投入和时间耗用。现场调试、调测人员可以自主根据工作进度开展联调调测工作，提前发现和消除问题缺陷，确保调测质量；减轻运行、调度监控和调试现场人员工作负担；解决了主子站联调调测依赖通信开通带来的时间紧、投入大等一系列问题；减少了基建切改时的停电时间。三是移动式模拟主站的应用，实现了监控、自动化全自动化调测，对变电站投产前联调调测管理进行了创新性变革，在提高工作效率的同时，从根本上提升调度设备监控管理的水平。本项目具有现实的应用价值和推广价值。