智能变电站监控信息自动验收技术的应用研究*

2021-02-04刘大勇王大亮

科技创新与应用 2021年7期

刘大勇，王大亮，石钰

（国网吉林省电力有限公司长春供电公司，吉林长春 130000）

引言

变电站在运行的过程中，调度自动化主站系统需要时刻掌握变电站的运行状态信息，并能够实现对变电站中设备的操作和控制，保证变电站的安全运行。在电力监控系统中，一般主站调度自动化系统需要将监控信息点表录入到数据库中，厂站远动通信装置需要将监控信息点表下灌，但需要采用同一张点表，保证监控信息判断的一致性。新站投运之前，需要对变电站中的监控信息进行验收，若采用传统的监控信息验收方式，则效率偏低，工作量偏大，本文首先介绍了变电站监控信息的传统验收方式，之后阐述了智能变电站监控信息自动验收系统的架构，包括厂站端和调度主站端的系统架构，最后分析了监控信息自动验收系统的应用及调度主站系统的发展方向。

1 变电站监控信息的传统验收方式

在传统的变电站监控信息验收中，一般在调度数据网通道调试完毕，并且主站和厂站都已将监控信息点表下灌之后，就可以进入到监控信息系统联调阶段。在信息联调的过程中，按照设计好的变电站监控信息点表，分别对遥信、遥控、遥测和遥调等信息进行测试，保证每个点都能够正常准确上送到调度自动化主站系统[1]。但监控信息点表中的点号一般较多，如果采用传统的方式逐个信息点进行比对，则效率降低，难以满足现代智能变电站的发展需求。特别是220kV 变电站，往往包括遥信、遥控、遥测和遥调等在内的整个监控信息的点号数将达到三千多个，如果变电站的间隔更多，则总的信息点号数也更多，需要进行核对的监控信息工作量也越大，故有必要采用变电站监控信息自动验收技术。

2 智能变电站监控信息自动验收系统的架构

随着经济的发展，新建设投运的变电站越来越多，这给变电站自动化系统的验收人员带来较大的挑战，应采用监控信息自动验收系统，以提高对变电站监控信息的验收效率，以下分别分析监控信息自动验收系统的架构、调度主站端信息自动验收、厂站端的信息自动验收等内容。

2.1 监控信息自动验收系统的架构

在调度自动化系统的运行中，一般是厂站远动通信装置根据监控信息点表，将变电站内的数据信息通过调度数据网传送到调度主站的前置系统中，数据经过前置系统的分析和处理，再在调度主界面上加以显示，供调度人员应用。新建变电站或者增加调度数据网通道时，都需要对监控信息进行联调验收。在变电站监控信息自动验收系统中，主要包括调度主站自动验收程序、厂站端的虚拟前置系统、厂站端的虚拟厂站等部分组成，可以完成整个监控信息的判断过程，其中变电站监控信息自动验收系统的架构如图1 所示。

图1 变电站监控信息自动验收系统的架构

从图1 中可以看出，该系统架构主要包括变电站、调度数据网络和调控系统主站等三个层次。在变电站侧，站内的一次和二次设备通过合并单元或智能终端接入到站内主控室中的测控装置中，实现对室外一次设备的数据信息测量和操作控制。测控装置需要接入到以太网站控层交换机，站内的数据通信网关机（远动通信装置）通过站控层交换机获取和交换数据。其中监控信息自动验收系统中的站端虚拟厂站部署在以太网站控层交换机和数据通信网关机之间，实现站内的监控信息的虚拟化操作。

同时，在传统接线方式下，远动装置一般通过网线接入到调度数据网实时交换机，实现数据传输到调度主站。在监控信息自动验收系统中，在数据通信网关机和调度数据网实时交换机之间部署站端虚拟前置，中间相当于省去了数据传输的过程[2]，站内的监控信息数据直接传入到站端虚拟前置，实现监控信息的厂站和主站的信息自动联调，而不需要人工进行联调。

2.2 调度主站端信息自动验收

调度主站端信息自动验收在整个监控信息自动验收系统的重要组成部分，在调度自动化系统的主站端，部署了计算机信息自动验收程序，可以实现变电站四遥功能的自动验收，图2 为调度主站端信息自动验收的主要内容和具备的主要功能。

图2 调度主站端信息自动验收

在图2 中，调度主站端信息自动验收系统具备的功能主要包括前置信息校验、遥信联合的自动化验收、遥测的自动化验收、遥控的自动化验收、遥信及遥测信息的正确性校验等功能。前置信息校验主要是根据在能量管理系统中录入的数据库信息，检查是否存在错误，如果有错误可以给出相应的提示信息，供调度自动化系统的维护人员进行修改[3]。在遥信验收的过程中，主站信息确认无误后，在厂站端部署的信息自动化验收程序就可以将变电站的遥信信息按照点表中的点号顺序依次上送到调度主站，检查遥信是否正确，包括动作和复归信号是否对应、远方和就地信号是否一致等。

在遥测自动验收中，当发现某些遥测数据主站端和厂站端不一致时，通过验收系统可以生成遥测联调报告，之后就可以根据联调报告来排查遥测数据不一致的原因。由于能量管理系统中的监控信息需要关联到调度界面上，才能加以显示，故在调度主站端信息自动验收系统，还具有遥信和遥测的正确性校验，检查数据库中录入的信息是否和调度界面上所关联的信息一致，以往这些都是依靠人工才能发现。

2.3 厂站端的信息自动验收

厂站端的信息自动验收程序应具备监控告警信息的自动触发，并对变电站内的监控后台主机和厂站端的监控信息点表进行关联性校验，同时自动生成相应的校验报告，实现自动验收和校验，厂站端信息自动验收功能如图3 所示。

厂站端需要验收的设备包括断路器、保护测控装置、公用装置和电源系统等。从图3 可知，厂站端信息自动验收系统具备虚拟前置校验、信息关联校验和告警信息触发等基本的功能。通过在厂站端部署的虚拟前置功能，可以实现在厂站端完成和主站端的信息联调，从而提高监控信息的验收效率。虚拟前置主要是通过应用计算机控制程序，在厂站侧模拟出调度自动化系统主站前置的功能，能够接收变电站中一次设备和二次设备的相关调试信息。对于告警信息自动触发功能，主要是按照调度主站审核下发的监控信息点表的顺序，依次自动触发相关的告警信息，并上传到虚拟前置系统中。站内监控信息的获取和同步，可以通过读取变电站的SCD 文件来加以实现，这也是在对变电站监控信息进行验收之前需要准备好的文件之一。其他需要准备的文件还包括远动通信管理机的配置文件、自动化配置文件等。

图3 厂站端信息自动验收功能

3 监控信息自动验收系统的应用及调度主站系统的发展

3.1 变电站监控信息自动验收可能遇到的问题

智能变电站监控信息在联调验收的过程中，主要是按照以下步骤进行，第一步是初始化，即将智能变电站中的遥信、遥测信息都设为零状态，遥控在分位状态。第二步是启动程序，即主站端启动验收程序，厂站端启动信息上送程序。第三步是主站端下发监控信息总召指令，厂站端收到总召命令后，将各类信息上传，主系统对收到的信息进行分析判断和比较，当校验结果不一致时，则记录下来作为调试记录。第四步是生成智能变电站监控信息调试验收报告，监控信息管理部门根据验收报告查找出现问题的原因，从而快速解决厂站端和主站端存在的问题，提高监控信息验收的效率。智能变电站监控信息在验收的过程中，由于信息量较大，一般会遇到一些问题。

当监控信息在验收的过程中出现问题时，可以根据问题出现的原因进行排查，保证问题能够得到及时解决，提高调试和验收的效率。属于调度主站系统的问题，则调度主站自动化运维人员加以修改，属于厂站远动通信装置或者保护测控装置的问题，则厂站现场调试人员加以更改。随着变电站调度数据网双平面的建设，今后大部分变电站将具有两套调度数据网、具备四个远动通道。在监控信息调试的过程中，需要对各个通道所上送的监控信息进行调试，如果依然采用人工的方式进行监控信息的调试和验收，则工作量很大[4]。通过采用变电站监控信息自动验收系统，可以快速对不同通道数据进行分析比较，满足不同变电站同时验收的实际需求，降低变电站现场调试人员和调度主站监控人员的工作强度。

3.2 调度自动化主站系统的发展

为了提高调度对信息监控的效率，除了在厂站侧采用监控信息自动验收技术，在调度自动化主站系统也应加以创新，提高对监控系统的处理效率。目前在很多供电公司中都已经采用了新一代的调度自动化主站系统，提高了调度界面的友好性和数据共享能力。在调度自动化主站系统中，可以基于云计算技术，在监控系统的体系架构方面加以创新。系统站控层可以采用面向服务体系的架构设计方法，实现应用功能与设备解耦，主子站交互采用服务化通信机制，突破面向过程规约交互手段的限制，能够有效支撑调控主站系统的业务扩展[5]。间隔层采用虚拟化技术，采用新型集群测控装置，构建集群测控系统和逻辑测控单元资源池，实现间隔测控功能物理集中、逻辑分布、动态迁移及冗余热备用，提升系统运行的可靠性，大幅减少测控装置和二次屏柜的数量，降低现场施工调试和运维管理的工作量和复杂度，提高施工及运维效率。