远动转发表信息核对软件的设计与应用

包义钊, 覃禹铭, 任庭昊

(贵州电网有限责任公司 遵义供电局， 贵州 遵义 563000)

0 引言

中国南方电网有限责任公司致力于推进“调控一体化”，以科学合理地管理、运行电网。“一体化”就是借助信息技术，将地级以上电网所辖的变电站实时信息全面、规范地呈现在调度中心并实现远程控制[1]。“一体化”的高水平建设需要高质量的基础数据支撑，基础数据取决于变电站远动转发的遥信、遥测等信息。远动装置将站内断路器位置等状态量、电流电压等模拟量以转发表形式上送调度监控中心，完成电网“一体化”监控[2]。

南方电网编印了标准[3]来约束远动转发信息的上送，但大部分变电站转发信息仍不能满足要求，存在不全面、不规范等问题，需要进行核查、梳理整改，工作的核心在于对照标准筛查远动转发表。对地级电网的变电站规模而言，核查梳理的工作量巨大且过程中存在大量非核心步骤的重复性操作。本研究对信息核查过程进行了拆解，分析了实际需求，基于Python和Qt实现非核心步骤的自动操作，极大地减轻了工作强度。

1 需求分析

1.1 人工梳理概况

南方电网现行标准将变电站按电压等级分类、以间隔为单位，详细约束了主变高中低、线路、容抗器等间隔遥测、遥信的命名规范以及信息完整性要求，对于智能站的遥测、遥信做了特殊要求[4-5]。需要注意的是，不同电压等级的变电站，相同电压等级间隔的信息转发要求存在差异。

人工梳理是以上述标准为依据，检查辖区内所有变电站远动转发表。首先依照标准制作变电站规范信息表，然后按照标准进行核查并标注问题，最后汇总全站问题，形成报告并安排整改。

工作人员梳理并汇总形成报告的难点及重复性工作如下。

(1) 按标准核实某变电站的所有间隔，以间隔为单位形成该变电站规范信息表，该表完整、规范地涵盖了该站需要上送的所有遥信遥测；

(2) 根据信息表，逐间隔从远动转发表中查找该间隔要求的信息，将转发序号、信息描述等复制到标准信息表中并标注已知的问题；

(3) 按照格式汇总报告问题。

显然，判断远动转发表中的遥信遥测是否符合标准信息表要求以及命名是否规范是核心环节，其他的操作如：复制、粘贴、标注、汇总等均为重复性操作，为非核心步骤，宜设计程序替代。

1.2 初步设计

自动化主站系统中绘制了电网模型，包含变电站电压等级及所属间隔等信息，可用于生成变电站标准信息表。因模型和标准要求之间存在差异，生成标准信息表需要人为干预，以保证标准信息表的准确无误。辅助程序整体框架，如图1所示。

图1 辅助程序整体框架

辅助程序整体流程如下。

(1) 根据导出的电网间隔模型文件，生成变电站间隔列表；

(2) 根据间隔列表，人工核实图模，自动生成规范要求的全站标准信息表；

(3) 导入标准信息表、变电站转发表，逐间隔核实转发表情况；

(4) 全站核查结果汇总并生成报告。

Python语言以其突出的简洁性、易读性以及可扩展性，备受广大程序开发者喜爱，本研究基于Python和Qt设计开发了相关脚本、桌面程序[6]。

2 模块设计及实现

2.1 间隔列表生成脚本

标准文件按变电站电压等级给出了厂站间隔类别，每一类别对遥信、遥测的要求均不相同。为便于标准信息表的生成，需对变电站所有间隔按照间隔类别罗列，输出符合标准文件的分类列表。因标准文件对智能化变电站转发表有特殊要求，需要判断变电站是否为智能化变电站，并在列表中予以体现。

从自动化系统导出电网模型文件，按电压等级、关键字匹配等规则处理电网模型，罗列各类别包含的间隔，输出基本符合变电站实际情况(待人工根据一次接线图核证)的间隔列表。脚本最终输出以变电站为单位的间隔列表csv文件，并按电压等级存储于不同文件夹。

2.2 标准信息表生成程序

生成标准信息表前，需核实间隔列表的图模一致性，并更正列表中命名错误、不规范、分类错误、间隔多缺等进行更正，保证最终用于生成全站标准信息表的间隔列表的准确性。2.1节中脚本的输出结果为csv文件，不便于核对和修改，故采用Qt绘制人机交互界面，如图2所示。

点击“导入间隔列表”，导入脚本生成的间隔列表，按类别纵向罗列，以便逐类核对一次接线图，若间隔列表存在问题，直接在单元格中更改。为提高软件通用性，使其不受调度自动化系统品牌的限制，该环节设计了手工填写间隔列表的功能：点击“填写220kV/110kV间隔列表”按钮，分别按标准填写间隔列表即可。填写完成间隔列表后，点击“生成标

图2 标准信息表生成程序人机交互界面

准信息表”，完成该变电站的标准信息表的生成，输出结果为excel文件。

标准信息表的生成方式，如图3所示。

图3 标准信息表生成方法示意

按标准文件整理出各电压变电站间隔遥信、遥测的具体规范明细并以配置文件形式嵌入软件；梳理各电压等级变电站的标准信息表输出模板，在模板excel文件中为所有间隔列表中的类别创建对应的sheet，以便分类、有序存储该站的所有间隔。

程序首先遍历间隔列表，选择对应电压等级的输出模板，按类别复制遥信、遥测规范明细到输出模板对应sheet内并将明细中的间隔名更名为相应间隔，直至该类别间隔均复制完成，再开始下一类别的间隔明细复制过程，当所有间隔类别均复制完成，则输出该站标准信息表。

2.3 信息梳理辅助程序

辅助程序的主要功能是剥离梳理过程中的非核心步骤并通过程序自动完成非核心步骤的操作，如前文所述，非核心步骤包括查找、标注等重复性工作。辅助程序的交互界面，如图4所示。

图4 辅助程序人机交互界面示意图

程序中，将标准信息表中的每一条遥信、遥测称为：“规则”，将变电站远动转发表中的遥信、遥测称为“匹配项”，界面分为数据导入区、当前状态区、操作区和操作结果区。

2.3.1 数据导入区

弹出文档选择窗口将数据输入过程图像化，便于标准信息表中“规则”和远动转发表中“匹配项”的输入。在输入环节，编写设计I/O函数对csv和excel文件进行读入操作[7]，读入数据后首先检验标准信息表和转发表属于同一变电站，然后将读入数据按遥信、遥测分别存储在相应数组内，对于标准信息表中“规则”的处理，还涉及检索环关键词的提取。

事实上，辅助程序输出的文件就是导入的标准信息表excel文件，只是在该文件中补充填写了所有“规则”是否存在对应“匹配项”以及其他信息，该环节需要编写excel的写操作I/O函数。为便于代码管理，凡涉及文件读写操作、输出保存等操作的函数均放置在此区域代码区。

2.3.2 当前状态区

放置在界面左侧，显示导入的“规则”和“匹配项”总数、完成数、剩余数等信息，左侧主框显示所有的剩余“规则”，可拖动查看。该区域的附属函数主要是界面信息的更新函数，对选中规则、“规则”及“匹配项”数据量、剩余规则等显示信息进行实时、准确地更新。

2.3.3 操作区

放置在界面右侧，梳理核对工作主要是根据“规则”的关键词检索远动转发表中的“匹配项”，人工对检索结果进行匹配，操作区的操作如下。

(1) 输入关键词进行检索；

(2) 选择检索结果中符合规则描述的匹配项；

(3) 确认完成匹配工作，对于未确认的检索和匹配在当前阶段均可撤销。

读入数据后，程序自动载入第一条“规则”，用提取到的默认关键词检索“匹配项”，检索结果展示于右侧下拉框，人工在检索结果中筛选最匹配的结果，双击结果填入“选中的匹配项”，点击“完成匹配”将“规则”和选中的“匹配项”进行关联，结束本条“规则”的核查，自动进入下一条“规则”梳理，同时将关联完成的“规则”和“匹配项”移出规则数组和匹配项数组。

检索支持多关键词检索，多关键词用空格隔开即可，程序开始下一条规则梳理时，自动检索默认关键词，检索方式为“OR”运算，若对检索结果不满意，可手动输入新的关键词组重新“OR”查找，查找范围为全“匹配项”。当检索结果较多时，可以输入关键词组对检索结果进行“AND”检索，进一步缩小筛选范围。在“AND”检索函数的实现上采用递归方式降低运算复杂度。

2.3.4 操作结果区

放置于界面下方，显示已经完成匹配的“规则”的展示，对匹配结果存疑的，可双击撤销该“规则”的匹配关系，同时该“规则”退回剩余“规则”下拉框中，将退回的“规则”和“匹配项”加入规则数组和匹配项数组中。

当该变电站的规则数组、匹配项数组中至少一个为空时，结束该变电站的梳理核查工作，提示工作人员并将核查结果自动生成报告文档，以excel格式输出到指定位置。辅助程序的流程图，如图5所示。

图5 辅助程序流程图

3 总结

本研究所设计的辅助软件已应用于遵义供电局所属变电站的遥信、遥测梳理核查工作，显著提升了工作效率，以含有23个间隔的某220 kV变电站为例，全过程人工核对需要1人1.5个工作日，采用辅助软件梳理该站，只需1人1个小时左右即可完成全过程。另一方面，工作人员在梳理过程不再重复处理枯燥的复制、粘贴、汇总等工作，而是全身心投入梳理工作的核心环节，减低了心理干扰，提升了梳理质量。此外，本软件适用于其他品牌调度自动化主站系统，具有良好的可推广性。

另一方面，在辅助软件的使用过程中发现，某一变电站的相同电压等级间隔的遥信、遥测有很大可能是类似的，因为这些间隔是同批次设计、验收、投运的，在配置远动转发表时一般采用复制粘贴再局部修改的方式进行配置。辅助软件在处理此类间隔的梳理核查过程中，在判断遥信、遥测是否符合现行规范也存在“重复性”，消耗了部分时间，在下一步的工作中，可以尝试添加具有记忆功能的智能判断机制，根据以往的判断结果，自动完成匹配，进一步提升工作效率。