变电站综合自动化系统快速调试和自动验收系统设计与实现

江 彪，范焱炜，黄丽莎

(国网上海市电力公司松江供电公司，上海 201600)

调度自动化系统主要实现数据采集和控制(SCADA)功能，随着调度自动化技术的发展和计算机网络技术的进一步发展，在智能电网建设过程中，必要的冗余通道成为必然的发展趋势，因此每一个运行配变电站需要和调度自动化系统主站建立多个SCADA业务通道。为了保证电力系统的可靠性，验收阶段需要针对每个业务通道的所有数据进行核对。在核对时，需要在变电站二次设备侧采用保护测试仪进行加量，同时和主站调度自动化系统进行数据核对，实际过程中，每个变电站可能会和主站建立多达十几个业务通道，这样现场需要多次进行加量和信号核对，从而产生大量的重复工作，也占用很大的人力物力[1-4]。因此，本文设计一套变电站综合自动化系统快速调试和验收系统，引入了自动验收概念，提高变电站调度自动化验收效率。

1 系统的组成模块

本系统主要由4个部分组成：模型校验模块、模拟主站功能模块、模拟子站功能模块、模拟IEC 104通信模块。

1.1 模型校验模块

利用系统校验功能模块的模型一致性校验功能，提前发现并修改站内SCD模型、远动机RCD转发关系文件以及调度主站信息点表存在的一致性错误，在一致性通过后生成模型一致性校验报告。

(1)对变电站SCD模型文件、RCD转发关系文件进行语法、语义的正确性校验。

(2)对SCD模型文件与RCD转发关系文件进行一致性校验。

(3)对RCD转发关系文件与调度主站点表文件进行一致性校验。

(4)可导出校验结果，生成校验报告。

1.2 模拟主站功能模块

模拟主站功能模块应用于变电站监控信息系统的站内验收阶段，模拟调度主站系统与站内远动机进行IEC 104规约通信，接收远动机转发的站内遥测、遥信信息，在站内监控后台验收时同步完成站内监控信息与调度主站系统信息一致性的验收工作，确保远动机信息采集、转发关系以及IEC 104规约通信的一致性。

模拟主站功能模块的功能及特点如下。

(1)可同时通过A，B双网与主备远动机进行IEC 104规约通信，并且支持至少4路远动通道同时接入验收。

(2)能够实时查看各通道的通信状态及通信报文。

(3)能够实时查看各通道通信状态的实时日志信息，通过该信息能够快速、准确地对通信、验收过程中出现的问题进行定位。

(4)能够将实时监视验收过程中所有测点的变化信息并保存到数据库，同时可通过数据表格进行查询、展示。

(5)通过与监控后台及现场信息的一致性比对，手动确认各测点信息的一致性，确认时自动记录验收人员、确认时间、实时值等验收信息并存入数据库。

(6)在验收过程中可随时查看验收的进度以及验收记录信息。

(7)当多通道的转发信息点表完全相同时，可实现多通道的联动确认

(8)可通过人机界面下发遥控测试命令，下发遥控命令时，必须经过口令验证。

(9)验收完成后，可根据验收记录自动生成验收报告。

1.3 模拟子站功能模块

模拟子站功能模块应用于调度主站系统验收阶段，仿真站内保护测控装置的遥测、遥信信息变化并与远动机进行IEC 61850规约通信，配合主站验收模块完成变电站与调度主站系统信息一致性的验收。同时还可以接收远动机转发的遥测、遥信变化信息，实现远动机的信息一致性闭环校验。

模拟子站功能模块的功能及特点如下。

(1)可同时模拟保护和测控装置的A，B双网与主备远动机进行规约通信。

(3)可以仿真保护、测控装置的遥测、遥信的数据变化过程，既可通过导入数据源进行数据仿真，又可根据预先设置好的变化策略进行数据仿真，同时还可以手动设置需要变化的测点值。

(4)可通过导入验收卡方式或手动选择方式选择需要仿真的测点。

(5)可以查看站内SCD模型信息与主站点表信息之间的关联关系。

(6)可以根据RCD转发关系文件对合并测点进行数据仿真。

(7)虚遥信仿真：可以仿真保护、测控装置与远动机通信的通断状态。

(8)可实时查看通道的遥测、遥信实时变化信息、通信状态信息以及通信报文。

(9)可将遥测、遥信的信息变化存入数据库并可进行查询、过滤及展示。

(10)可以根据保存的遥测、遥信仿真变化记录自动生成验收报告。

山区农村居民点分散和集聚是一个自然而然的过程，因此应充分尊重村庄在社会发展中的变化及其所处的阶段。该村在发展中也总结了很多实践经验：①渐近式的迁村并居工程，其能够全面优化农民的生活水平，对农民升级转型有着十分积极的意义。②生计转型帮助农民摆脱了对土地的依赖，对分散和闲散的土地进行有效整合，可促进山区特色农业产业规模化的发展。③在山区农业产业发展的过程中要充分尊重与保护当地地域空间的特色，结合当地的实际特点，这样才能更好地满足村庄人口结构的需要，与劳动力水平相适应。

(11)可以实现远动机的信息一致性闭环校验并输出一致性校验报告。

1.4 模拟IEC 104通信模块

模拟IEC 104通信模块应用于调度主站系统验收阶段，置于站端，主要适用于非智能变电站的验收场景；仿真站内远动机与调度主站系统前置机进行IEC 104规约通信，按照预先制定的数据仿真策略向调度主站发送变化遥测、遥信数据，从而取代人工在站内一、二次设备上加量，配合主站自动验收模块实现调度主站系统前置机IEC 104规约通信及信息一致性的校验。功能及特点具体如下。

(1)支持至少4路通道与调度主站系统前置机进行IEC 104规约通信。

(2)支持仿真主备远动机同时与调度主站系统前置机进行IEC 104规约通信。

(3)可以仿真保护和测控装置的遥测、遥信的数据变化过程，既可通过导入数据源进行数据仿真，又可根据预先设置好的变化策略进行数据仿真，同时还可以手动设置需要变化的测点值。

(4)可通过导入验收卡方式或手动选择方式选择需要仿真的测点。

(5)数据仿真触发时间间隔的分辨率小于20 ms。

(6)可实时查看通道的遥测、遥信实时变化信息、通信状态信息以及通信报文。

(7)可将遥测、遥信的信息变化存入数据库并可进行查询、过滤及展示。

(8)可以根据保存的遥测、遥信仿真变化记录自动生成验收报告。

2 典型快速调试和自动验收流程站内监控后台验收阶段

站内监控后台配置完成后需提供全站SCD模型文件或CID模型文件，IHT-SAAS2000变电站监控信息自动验收装置根据SCD模型文件或CID模型文件创建工程项目。

在监控后台验收，人工对保护、测控装置进行加量时，使用自动监听模块对人工加量信息进行监听，并将监听到的数据进行保存(包含IEC 61850短地址和时间等信息)。

监控后台验收完成后，导出监控后台历史数据(包含时间和监控后台描述等信息)。

使用模拟子站模块的文件比对功能中的人工加量文件比对功能，对自动监听数据和监控后台历史数据进行处理(以时间为桥梁，把自动监听的IEC 61850短地址与监控后台历史数据的描述对应起来)，能列出监控后台描述修改情况，以及导出人工加量比对文件(包含IEC 61850短地址和描述)，此文件为监控后台验收通过后的IEC 61850短地址和监控后台描述的对应关系文件，作为校验RCD转发关系文件的依据

2.1 站内远动机验收阶段

站内远动机验收阶段流程图如图1所示。

图1 站内远动机验收阶段流程图

(1)远动机配置好后，导出RCD转发关系文件，提供主站信息点表。

(2)使用模拟主站模块完善配置工程项目的模型文件信息，导入RCD文件和主站信息点表。

(3)使用模拟子站模块的文件比对功能的RCD静态校验功能，使用人工加量比对文件对RCD转发文件进行校验(通过IEC 61850短地址对监控后台描述与主站描述进行比对)。

站内远动机闭环校验：自动化验收装置的模拟子站模块接入远动机模拟数据，在经远动机转换后通过IEC 104规约接入自动化验收装置，形成闭环，测试远动机的数据采集、远动关系转换以及IEC 104规约通信是否正常，验证远动机各项功能准确性及一致性。

2.2 自动电压控制系统验收阶段

在一些系统运行时，如自动电压控制(AVC)系统运行中，AVC系统需要SCADA系统提供的遥测、遥信数据提供数据支撑，作为AVC系统决策的依据。实际系统调试时，为了配合系统功能的验证，需要对现场设备重复加量，占用了较大的人力物力，因此可以通过自动化验收工具的模拟子站模块功能。根据AVC系统不同功能的验证需求，模拟出实际的SCADA数据，避免调试过程中对一次设备反复操作，也节约了系统调试时间。

在一些其他需要现场SCADA系统数据支撑的功能中，如监控系统光字牌，为了便捷验证，同样可以通过模拟子站功能模块，进行数据模拟上送，验证监控系统数据变化是否符合实际。

2.3 最后验证阶段

最后验证阶段流程图如图2所示。

图2 最后验证阶段流程图

(1)在完成站内验收、调度主站验收阶段的验收工作后，基本上可以保证变电站内保护、测控装置与远动机的一致性通信、远动机的转发关系以及远动机与调度主站系统前置机的一致性通信均满足验收标准，可以结束变电站监控信息的验收工作。

(2)为了确保远动机的模型配置信息与调度主站系统的最终模型信息完全一致，在验收工作结束前再次对远动机进行站内闭环校验，验证远动机各项功能准确性及信息模型的一致性，并再次生成验收报告，完成变电站的验收工作。

3 结语

通过对变电站综合自动化系统快速调试和自动验收系统的研究，按照不同的功能需求，实现了模型校验模块、模拟主站功能模块、模拟子站功能模块、模拟IEC 104通信模块等4个功能模块，很大程度上降低了变电站在综合自动化调试验收过程中的工作量，节约人力物力，提高变电站的自动化水平。