调度自动化主站自动验收关键技术分析及应用

2021-07-05石钰孙莉宋玉飞

电子技术与软件工程 2021年10期

石钰孙莉宋玉飞

（国网吉林省电力有限公司长春供电公司吉林省长春市 130021）

采用调度自动化主站监控信息自动验收装置，可以改变原有变电站和调度自动化主站信息联调的验收工作模式。在调度自动化主站信息自动验收装置中，需要开发中通用型的MMS 客户端通信接口，在站控层MMS 网中实现对变电站远动功能的验证，并完成监控信息对点任务[1]。从调度自动化主站监控信息自动验收装置的整体结构上而言，可以分为厂站端的信息调试验收、主站端的信息调试验收、主站和厂站的信息联调验收等部分，本文对调度自动化主站自动验收系统中的关键技术进行了分析。

1 调度自动化主站监控信息的验收模式

1.1 传统调度自动化主站信息验收的不足

在传统的调度自动化主站信息验收中，一般是分别在变电站侧和调度自动化主站侧安排监控信息调试人员，变电站侧调试人员触发出相关的监控信号，调度自动化主站调试人员观察是否收到了变电站侧通过调度数据网发送上来的监控信号。如果监控信号主站和厂站相互一致，则该监控信息调试验收通过，如果信号不一致，则厂站和主站调试人员都应配合排查原因[2]。随着变电站数量的增加，接入到调度自动化主站系统中的监控信息量也在不断增加，如果依然采用传统的调度自动化主站信息验收模式，则难以适应现代电力系统的发展需求，有必要对调度自动化主站信息验收模式加以改进和创新。

1.2 调度自动化主站信息自动验收

为了克服传统调度自动化主站信息验收技术中所存在的不足之处，有必要采用调度自动化主站信息自动验收技术，图1 为自动验收装置的现场搭建示意图。

图1：自动验收装置的现场搭建示意图

从图1 中可以看出，分别将站控层A 网和B 网以及远动数据通信网关机中的数据信息通过网线直连的方式传输到自动验收装置中，同时监控后台机中的数据信息也能够传输到调度自动化自动验收装置中。通过人机界面，可以输入监控信息的调试指令，并将监控信息的调试结果加以展示[3]。此外，信息自动验收装置在调试验收的应用过程中作为客户端，采用IEC 104 规约进行通信，完成对通信报文的解析和翻译。

2 调度自动化主站自动验收关键技术分析

2.1 信息自动验收装置的开发

监控信息自动验收装置为调度自动化主站信息自动验收系统的核心及关键部分，在信息自动验收装置开发的过程中，可以采用面向服务的设计思想和架构体系，装置中的各个软件功能采用模块化封装的设计理念，同时设置友好的人机接口，使得信息自动验收装置具备面向应用、资源共享的特点。

信息自动验收装置可以采用Linux 系统和SQL 数据库，在功能模块方面包括MMS 通信模块、监控信息调试验收报告管理模块、通信规约管理模块、文件解析功能模块。各个功能模块可以通过SOA 总线和数据库进行数据交互，但都应建立在操作系统之上。SQL 数据库既可以存放解析文件之后的数据信息，也可以存放监控信息的调试报告[4]。为了保证信息自动验收装置中的软件运行稳定，每一个功能模块都应设计一个相对独立的程序进程，各个程序进程再分别和数据库进行数据信息的交互。其中MMS 通信模块是信息自动验收装置中的关键模块，应具备采用多实例的方式和数据通信网关机进行通信。

2.2 信息自动验收策略的制定

在信息自动验收装置的软件开发过程中，应首先制定好信息自动验收的策略，之后的软件设计就可以按照流程图进行程序的编写，图2 为调度自动化主站信息验收的基本流程。信息自动验收装置布置在变电站侧，在调度自动化主站端布置自动化验收程序功能模块，通过调度自动化主站和变电站子站之间的数据通信配合，构建监控信息自动化验收系统。

图2：调度自动化主站信息验收的基本流程

从图2 的调度自动化主站信息验收的基本流程中可以看出，在整个信息验收的过程中，采用的是分段验收的设计理念，先验收变电站侧的监控信息，之后再验收调度自动化主站侧的监控信息，使得自动验收程序相互解耦，整个监控信息验收流程较为清晰。在监控信息自动验收的软件程序设计中，可以采用并行工作的方式进行设计，避免串行工作方式效率低的问题。采用这种监控信息调试验收方式，不用通过人工电话逐一对监控信息进行核对，极大提高了监控信息的调试及验收效率。并且当监控信息在调试过程中出现问题时，也可以实现快速定位变电站侧缺陷的位置，同时也能够提供监控信息的调试效率和消缺速度。

同时在调度自动化主站信息自动验收装置的软件开发中，应制定好遥信、遥测和遥控等信号的生成规则及生成策略，并形成策略数据库。在策略数据库中，应包括各个信号的生成顺序和信号切换的时间间隔。对于遥信信号的生成，以开关变位信号的调试验收为例，可以按照分‐合‐分的生成顺序进行调试，保证开关变位信号能够准确上送[5]。对于遥测信号的调试验收，所有的遥测模拟量的初始值应为零，之后再逐步加量，观察主站所收到的数据是否和现场一致，如果一致，则通过验收。如果不一致，则说明测量装置的变比有误或者接线有误，应仔细排查。在软件界面的功能按钮设置上，可以分别设置配置管理、同步验收、信号触发、验收完成、退出验收等功能按钮。

2.3 报文解析技术

在调度自动化主站自动验收装置的运行过程中，需要对智能变电站中各个层次的报文进行解析，并遵循统一的智能变电站IEC 61850 通信规约标准。在该通信规约标准中，定义了各智能电子设备的模型、网络通信端口、地址索引、报文的接收及发送顺序等。通过采用统一的通信标准，可以使得报文得到正常解析，各智能电子设备能够进行数据交互，并且使得设备具备互操作性。在调度自动化主站自动验收装置的软件开发过程中，应对IEC 61850 通信规约进行详细研究并加以考虑。如果在调度自动化主站自动验收装置的运行过程中，出现了任何一帧通信报文错误，则该监控信息仿真失败。

在报文解析的过程中，需要对GOOSE 报文、SV 报文和MMS报文分别进行解析，其中GOOSE 报文主要是指数字量报文，SV报文是指模拟量报文，都以广播的方式进行发生。对于报文中的每一帧数据都应可靠解析，否则会出现报文失真的情况，需要重新发起重置链接。

3 调度自动化主站自动验收关键技术的应用

调度自动化主站监控信息自动验收装置应能够应用在智能变电站和常规变电站中，实现对变电站中的继电保护装置、测控装置的通信验证和通信异常时的责任方的智能判定。在调度自动化主站监控信息自动调试验收过程中，难免会遇到一定的问题，主要的问题类及问题出现的原因如表1所示。

表1：监控信息自动验收遇到的问题类型

在表1 中，主要展示了在调度自动化主站监控信息调试验收过程中遇到的问题类型，包括遥控、遥信、遥测和遥调等。通过掌握出现调试问题的原因，可以有针对性地进行问题的排查，加快问题解决的速度，缩短监控信息的调试验收时间。由于在新建变电站工程中，当进入到监控信息联调验收阶段时，距离变电站投运时间已经较近，留给监控信息调试的时间较为紧张，在很多场合中都需要加班进行调试，并且在调试过程中也容易出现差错。而采用调度自动化主站信息自动验收技术，可以在变电站调度数据网络调通之前，基于模拟技术，在变电站侧模拟主站前置功能，可以先行在变电站侧进行调试验收，从而提高了监控信息调试验收的效率。今后，调度自动化主站信息自动验收技术在电网企业中具有较大的应用空间，对于提高监控信息的调试效率具有重要的意义和价值。