智能变电站的监控信息一体化自动验收系统设计与实现

刘军 朱克亮 李端超 徐宁 王震海

摘 要： 在电力系统规模不断扩大的趋势下，基础建设与技术改造项目逐渐增多，智能变电站的自动化系统验收工作也越来越繁杂。在现代化电网规模扩大的形势下，设备管理要求也随之提高，监控专业面临着巨大挑战。在此基础上，详细分析了智能变电站监控系统，并构建基于智能变电站的监控信息一体化自动验收系统，在很大程度上提高了信息接入验收工作效率，使得变电站信息验收水平也明显提升，实现了对变电站信息接入验收的全程监控，从而有效保障了智能变电站监控信息的一体化自动验收工作质量。

关键词： 智能变电站; 监控信息; 一体化; 自动验收系统

中图分类号： TP 311      文献标志码： A

Design and Implementation of Integrative Automatic Acceptance

System for Monitoring Information of Intelligent Substations

LIU Jun1， ZHU Keliang2， LI Ruichao1， XU Ning1， WANG Zhenhai2

（1. State Grid Anhui Electric Power Co. Ltd ， Hefei， Anhui 250022， China;

2. Construction Company，State Grid Anhui Electric Power Co. Ltd.， Hefei， Anhui 230000， China）

Abstract：

With the expansion of power system scale， the number of basic construction and technical transformation projects is increasing gradually， and the acceptance of intelligent substation automation system is becoming more and more complicated. With the expansion of modern power grid， the requirement of equipment management is raised， and the specialty of monitoring and control is faced with great challenges. On this basis， the intelligent substation monitoring system is analyzed in detail， and an integrated automatic acceptance system of monitoring information based on intelligent substation is constructed to improve the efficiency of information access acceptance to a great extent. The level of substation information acceptance is also obviously improved， which realizes the whole process monitoring of substation information access acceptance. Thus， the design effectively ensures the quality of intelligent substation monitoring information integration automatic acceptance.

Key words：

intelligent substation; monitoring information; integration; automatic acceptance system

0 引言

智能变电站一体化实际上就是促使变电站二次设备利用自动化控制技术、网络通信技术、微机技术，基于功能重组与完善设计，形成计算机软件与硬件设施设备，从而实现一体化、测量、运行維护的操作管理系统。随着电力规模逐渐扩大，技术改造与基地建设项目也随之增多，一体化自动验收系统工作量也在不断增加。其中，智能变电站的监控信息是依据无人值守方式加以收集，其信息量与验收量非常大。而且智能变电站自动化所对应的是用户终端项目，验收明确要求把运行、协调、调度、计量等作为重要前提[1]。

1 智能变电站一体化自动监控系统

1.1 设计架构

智能变电站一体化自动监控系统架构具体，如图1所示。

1.2 模块架构

智能变电站内部数据信息的辨别功能主要是通过面向对象技术进行设计，基于模块方式嵌入智能变电站信息一体化平台，提供了智能化与图形化运作，利用设备对象局部集成体现方式，用户基于点击系统的输变电设备对象，可以采用此设备集成信息将画面全面展示出来，集成一次设备量测数据的具体信息，从而全面展现实时状态数据信息[2]。智能变电站数据信息辨别系统架构如图2所示。

2 智能变电站监控信息一体化自动验收体系支撑系统

智能变电站的监控信息一体化自动验收体系把常规性验收工作转换成三大验收系统，即主站端信息自动验收系统、厂站端信息自动验收系统、厂站端与主站端信息联调系统。而自动验收体系的支撑系统构建多模块，采取可视化策略，进而实现了变电站现场与调度主站信息的全方位覆盖，促使监控信息验收得以全面管理控制[3]。支撑系统如图3所示。

2.1 主站端信息自动验收

主站端信息自动验收系统是以智能电网调度技术支持系统为基础的高级化应用，其主要包含对厂站向上传输的遥信、遥测、遥控等相关信息进行仿真模拟，基于计算机程序实现各项相关功能。首先，对比信息表，监控人员在自动验收系统中输出标准化信息表，并对数据库信息维护的规范性进行详细检查，一旦发现问题，及时通知自动化相关工作人员进行修整。其次，联调验收，及时启动自动验收系统的联调功能，并接收上送信息，系统判断信息上送的真实性与可靠性。再次，数据链接检查，自动上送遥信、遥测相关信息，监控人员对数据信息和间隔对应之间的一致性进行全面检查。主站端信息验收系统构建遥信、遥测、遥控验收模型，并完善数据自动化核对机制，验收的范围中包含了主站端验收中的所有内容，能够恰当修整遥信与遥测的参考数据信息，遥控操作序列表格，验收方式方法比较灵活。由监控人员进行系统操作，自动化对比，及时生成验收报告，而無法通过的信息，则集中化通知具体人员进行科学处理，进一步确定人工核对的必要性[4]。

2.2 厂站端信息自动验收

厂站端信息自动验收系统主要包含虚拟前置系统、虚拟厂站系统，以实现远动通信装置信息的进一步校验，虚拟前置、操作人员工作站，一二次设备信号关联性校验，告警信息自动触发上送等相关功能。范围主要是智能变电站现场的一二次设备。首先，对远动通信装置信息进行一一核对。基于虚拟前置系统的监控信息，获取远动通信装置内部信息，通过计算机程序进行一致性对比分析。其次，站端设备调试。检修工作人员在既有现场装置中，采取操作设备或短接拆接端子等模式，对告警信息进行仿真并及时发出，并实时检查操作人员工作站与虚拟前置系统的具体信息，确保两者与现场调试信息相一致。再次，联调验收。基于虚拟厂站系统，遵循信息表格的相关顺序，上传告警信息到主站验收系统中，对上送信息和接收信息的一致性进行详细判别[5]。

2.3 厂站端和主站端信息联调

厂站端与主站端信息联调应满足厂站端信息验收合格要求，一二次设备信息关联校验合格要求，主站端信息验收合格要求，系统验收范围主要包含遥信、遥测、遥控信息的相关内容，主要由厂站端按照点号顺序触发告警信息，主站端一一核对，对调度数据网通信的正常性与稳定性进行判别。首先，把主站前置、厂站远动通信装置内部的遥测、遥信、遥控及时复位，遥测初始状态为零，而遥信初始状态则为复归，遥控初始状态则是开关位于分位。其次，主站端启动自动验收程序，智能变电站及时启动上送程序，监控人员控制主站端，而检修人员控制现场，在进行操作之前，双方需要通过电话进行确认。再次，主站自动验收系统传输总命令，厂站自动验收系统所接收的信息，然后及时启动程序。在发送总命令之后，主系统对遥信、遥测、遥控的初始状态进行详细审核，再对上送信息和标准信息的一致性，以及模拟量、状态量与设定规则的相符程度进行详细检验。最后，生成验收报告，其中包含验收失败名称与原因，监控人员则是以相关验收报告作为重要依据，及时找到问题的根源，具有针对性、合理性的详细上报相关部门[6]。

3 智能变电站的监控信息一体化自动验收系统实现

3.1 基本流程

智能变电站投入运行前，应严格调试验收，电网公司据此制定了多元化验收规则，涉猎工厂验收、现场验收、现场调试等各个部分。在工厂时，基于厂家进行安装，并测试软件，绘制画面，就是所谓的直接组网，如图4所示。

3.2 准备条件

监控信息在一体化自动验收前，必须全面完成二次施工，安装完成屏柜设备，并配置常规仪器，完善设计图纸与设备的具体说明书。

3.3 设备检查

在调试前，详细检查系统与设备，确保后续调试工作能够有序进行，有效控制回归实验率和缺陷率。大多数施工现场都存在一边调试，一边施工的状况，因此，基于实际情况，少数项目根本难以实现，但是却可以保障调试电气间隔通过详细检查的方式得以实现，在进行检查时，应合理设置检查工序卡，确保设备的完整性[7]。

3.4 SCD文件自动化集成

传统SCD配置方式在现场实践过程中，依旧存在一些问题，即人工制作极易出现错误，而且信息链越来越多，数据信息接收与发送等环节出现各种问题。在构建全信息回路图后，利用数据信息与设备厂家能力描述文件自动化集成SCD文件，并将描述信息补充完整，然后验证验收过程中的图纸设计问题，不需自行验证SCD文件[8]。SCD文件自动生成，如图5所示。

3.5 间隔层设备验收

一体化监控系统的间隔层装置在整个智能变电站中发挥着关键性作用，在接收高速报文后，基于低速MMS报文模式将其及时上送到监控系统。全信息回路图中所包含的转发逻辑部分是装置说明书，即通过技术手段进行输入模拟，并实时观测输出结果，便可以对间隔层设备进行全方位监控。在实践过程中，组网测试设备接入拓扑结构和网络分析仪器是一样的[9]。间隔层设备自动组网检测结构如图6所示。

3.6 快速定位传输故障

以全信息回路为基础，试验的初始位置和各阶段信息上送位置与基本逻辑处理相符。因此，利用同步时钟及时启动，可以基于网络分析仪或专业工具所应对网络响应报文，并与期望进行比较分析，从而推送上送并及时定位故障点。故障快速定位设备组网拓扑结构，如图7所示。

3.7 创建全信息回路图

全信息回路图主要是基于统一信息所构建逻辑和物理信息的电子化图纸。其构成如图8所示。

基于信息化技术，全信息回路图可以促使图纸资料和专业软件融合为一体，根据实际需求进行分层展现，与SCD文件之间实现有机融合，从而自动化配置、调试、验证[10]。

4 总结

总之，智能变电站的监控信息一体化自动验收基于实践检测得出结果，验收效果较好，具备较高的推广价值，目前需要针对其中所存在问题进行深入讨论，合理制定有效的应对策略。首先，主站信息表的格式，监控员工对信息表进行手动调整，其中最为频繁的是遥信信息表，其导入主站系统或虚拟总控装置内部，应根据点号、遥信名称、告警类型、间隔ID、电压等级等相关顺序进行合理安排。其次，虚拟厂站，现场设施设备的信息触发条件不完善，和自动化验收程序之间缺乏关联性，在验收时，可以选择跳过。通过现场展示，以报文解析为基础的智能变电站的监控信息一体化自动调试系统，可以精确联调遥信与遥测的变化值，有效提高自动化验收相关员工工作效率，缓解员工的工作压力，保证验收的可靠性与准确性，验收结果则可以基于相关标准化表格详细查询，其使用价值十分突出。

参考文献

[1] 王炳杰.智能变电站一体化监控系统中的数据辨识应用与开发[D]. 济南：山东大学，2014.

[2] 刘一峰，徐鹤勇.智能变电站监控信息优化的探讨[J].宁夏电力，2015（1）：39-44.

[3] 韩委，李颖，韩振峰.220kV智能变电站监控信息现场调试方法及问题探讨[J].山东工业技术，2015（17）：160-161.

[4] 苏平，辛小瑜，肖文.智能变电站监控信息管理模式改进的探究[J].电子制作，2017（7）：80-81.

[5] 戴子明，叶钟海，伍太萍.一种调控端智能变电站类型监控信息的智能分析方法[J].江西电力，2017，41（12）：10-12.

[6] 王玉美.智能变电站监控信息的优化研究[J].数字技术与应用，2015（8）：95-95.

[7] 姚晔.智能变电站在线监测信息交互关键技术研究[D]. 辽宁：沈阳工程学院，2016.

[8] 高峰.变电站监控信息接入自动验收方法研究[J].电子设计工程，2018，26（21）：151-155.

[9] 白万建，高军，侯广松.基于智能变电站一体化监控系统的数据辨识[J].山东电力技术，2014，41（6）：1-4.

[10] 张静.变电站远程状态监控系统的提升与改进[J].信息系统工程，2015（2）：116-116.

（收稿日期： 2019.06.10）