基于规则的变电站设备台账校核系统设计研究

解 良，张哲铭，游 昊，孙金艳，张 鑫

（1.云南电力调度控制中心，云南昆明 650011；2.云南云电同方科技有限公司，云南昆明 650200）

通过设备台账可实时掌握企业变电站的设备状况，是统计企业各种类型变电站设备的数量、设备分布情况及其折旧变动情况的重要依据[1]。电网公司管辖的设备数量和种类越来越多，使得电网公司对设备的管理难度不断增大。随着社会的不断发展，人们对供电的需求不断增加，供电局和电力公司等对电量的生产和分配过程必须精准控制[2]。在电力系统中，变电站安装有各种设备，用于满足电能分配和输送等需要，且可以实现对各种设备的监视、测量、保护等操作。由于变电站设备台账的数据量较为庞大，通过人工核查的方式，变电站台账数据的质量并不能得到提高，且校核时间也不能得以缩短。因此，提高变电站设备台账的数据质量、缩短其校核时间十分重要。

文献[3]提出基于KMP 算法的智能变电站设备软压板校核方法，在现有智能变电站的通信协议和特有的结构下，对二次设备软压板数据采集，利用KMP 算法将采集到的数据存储，依据储存数据结果校核，校核完成后识别状态，依据判定规则建模完成智能变电站二次设备软压板校核系统设计。文献[4]提出基于可视化仿真的智能变电站二次安措校核方法，利用网络通信模式采集二次安措数据，通过SPCD 文件、ICD 文件、SCD 文件建立智能变电站仿真模型。在可视化仿真安措模式下，校核安措对象，安措操作独立运行检修设备，以此完成基于可视化仿真的智能变电站二次安措校核。为此，设计了一种基于规则的变电站设备台账校核系统。

1 系统设计

1.1 系统总体架构

基于规则的变电站设备台账校核系统设计的总体架构如图1 所示。

图1 总体架构

由图1 可知，基于规则的变电站设备台账校核系统包含数据存储模块、数据处理模块和数据传输模块[5-6]。此外，当新增设备时，新增设备具体操作流程如图2 所示。

图2 变电站新增设备操作流程图

由图2 可知，当变电站新增设备时，系统会将设备的各种信息存入数据库中，并通过数据传输模块实现新增设备的信息同步[7-8]。根据系统总体架构，分别对变电站设备台账校核系统的硬件部分和软件部分开展设计，具体设计过程如下。

1.2 硬件设计

如图3 所示，基于规则的变电站设备台账校核系统的硬件结构主要包括数据库服务器、应用服务器、Web 服务器和客户端等[9-10]。Web 服务器主要实现变电站设备台账数据的同步传输，使处于不同地点的管理人员可以实时查看变电站设备的各种信息[11]。系统允许多个操作客户端的人员同时登录系统，实现对变电站设备台账信息的校核等管理。

图3 系统硬件结构图

1.3 软件设计

设备台账建立在设备标准库基础上，变电站设备台账信息管理具体内容分类如图4 所示。

图4 变电站设备台账信息管理分类

如图4 所示，在变电站设备标准库的基础上，将变电站设备作相应的分类，即构建对应的类别树，选中的结点显示相应设备的详细信息[12-13]。

对类别树实施管理，针对类别树的不同结点或者设备，对变电站设备台账实施校核等管理。根据变电站设备台账数据的特点，基于规则，通过字段的方式对变电站设备台账数据开展校核工作。变电站设备台账校核功能如图5 所示。

图5 变电站设备台账校核功能图

根据图5 所示的功能图，对变电站设备台账实施校核，部分设备台账信息如表1 所示。

表1 部分设备台账信息

针对变电站设备台账信息，将校核规则分为两大类：分别为单字段和多字段[14]。校核规则如下：

对于单字段，将需要校核的变电站设备台账参数表中数据的字段分为字段多选、字段上下限和字段正则式等规则，其中，字段多选规则中，变电站设备台账参数中的某些单个字段的数据应该满足的条件如下：

式（1）中，A1代表变电站设备台账参数表中单个字段数据，(A1,A2,A3,…,An)代表该字段数据的选择项集合。

在字段上下限规则中，变电站设备台账参数中的某些单个字段数据应该满足的条件如下：

公式（2）中，Zmin代表该字段数据的下限，Zt代表单个字段数据，Zmax代表该字段数据的上限。

在字段正则表达式规则中，将提前定义好的特定字符以及其构成的组合，组成一个规则字符串，以检验给定的字符串是否符合字段正则表示式的过滤逻辑[15]。在变压器设备台账参数数据中，某些单个字段数据应该满足的条件为：

式（3）中，yt代表单个字段数据，代表yt从属的数据格式，代表正则表达式。

多字段规则为字段关联规则[16]。在变电站设备台账参数数据中，多字段数据应该满足的条件为：

式（4）中，(P1,P2,P3,…,Pn)代表变电站设备台账参数中不同的字段数据，f()P1,P2,P3,…,Pn代表不同字段数据之间的关联表达式。

利用上述规则，将需要校核的变电站设备台账数据作相应的分类，以实现对变电站设备台账数据的校核[17-18]。变电站设备台账校核的流程如图6所示。

图6 变电站设备台账校核流程图

2 实 验

以某地区的变电站台账数据为例，将提出的基于规则的变电站设备台账校核系统与文献[3]方法、文献[4]方法作对比，以验证提出的基于规则的变电站设备台账校核系统是否可以缩短变电站设备台账数据的校核时间。

2.1 实验过程

首先，搭建实验环境，基于规则的变电站设备台账校核系统的部分相关配置及参数如表2 所示。

表2 系统配置及参数

为保证实验顺利进行，首先，对基于规则的变电站设备台账校核系统的稳定性开展测试。随着运行时间的增加，系统可承载的在线人数如图7 所示。

图7 系统稳定性测试结果

从图7 中可以看出，同时登录人数为30 人时，基于规则的变电站设备台账校核系统仍能维持的运行时间可达95 h，说明系统有较好的稳定性。在测试通过后，将提出的基于规则的变电站设备台账校核系统与文献[3]方法、文献[4]方法对比实验。为确保实验结果的准确性，共进行5 次平行实验。

2.2 实验结果分析

采用提出的基于规则的变电站设备台账校核系统、文献[3]方法、文献[4]方法，分别对该地区的变电站设备台账实施校核的时间对比结果如图8 所示。

由图8 可知，采用文献[3]方法对该地区变电站设备台账开展校核所需时间为21～25 s；采用文献[4]方法对该地区变电站设备台账开展校核所需时间为16～19 s，比文献[3]方法所需的校核时间稍有缩短。采用提出的基于规则的变电站设备台账校核系统，对该地区变电站设备台账开展校核所需时间为4～5 s。通过对比发现，基于规则的变电站设备台账校核系统，通过设置相应的校核规则，对设备台账实施校核操作，大大缩短了校核时间，提高了变电站设备台账校核效率。

图8 变电站设备台账校核时间对比结果

3 结束语

针对传统的变电站设备台账校核系统存在的缺点，设计了基于规则的变电站设备台账校核系统。通过与其他方法做对比实验，结果证明了提出的基于规则的变电站设备台账校核系统具有更高的校核效率。我国电力系统还在不断发展中，各种类型市场逐步开放，需不断变电站设备台账校核的发展对方法优化，从而真正准确地为变电站设备台账发展提供依据。