基于仿真系统的变电站远动信息离线验证技术研究

王梦芝，朱鑫凯，张淦锋，钟智栋

（国网浙江省电力有限公司超高压分公司，浙江 杭州 310000）

随着国家电网公司调控一体化建设的不断推进，大量500kV 变电站要求接入省调监控中心。同时，变电站的运行模式已逐渐由“有人值守”转为“无人值班、远程集中监控”模式。

数据通信网关机（即远动装置）作为主要的通信枢纽，对下与各变电站内间隔层设备进行数据交互，向上与各级调控主站系统进行通信，其正确性与可靠性对电网的运行至关重要。

远动装置因运行年限过长或模型容量无法满足实际运行需要，需在不中断正常远动监控下，进行装置升级更换。更换期间需要确保新旧远动无缝过渡。新远动在使用投运前，需进行远动信息联调。此项工作是核对新、老远动装置的遥测、遥信及遥控信息转发的一致性，检验新远动装置与无人值班变电站自动化系统各个部分连接是否正确、规约是否一致、通信是否正常。通常对遥测、遥信及遥控信息点的核对多处是人工核对模式，效率低，容易出现误操作。

本文针对该问题提出了一种基于仿真系统的变电站远动信息离线验证技术，解决了传统远动信息联调验证过程中遇到的联调时间长，人员消耗大，信息核对不完善等难题。

1 传统远动信息联调验证模式

传统的远动信息联调通常采用的验证方式是不停电验证，即将新、旧远动同时接入变电站站控层以及调度通信网络：遥控转发表验证时，调度主站分别对新、旧远动发送开关的遥控指令，进口测控通过将笔记本连接测控装置显示遥控记进行比对判断，国产测控装置通过查看装置面板上的遥控变位以及遥控报文比对判断；遥测转发表验证采用调度端静态核对；遥信转发表验证号采用人工触发遥信，即短接测控装置遥信正电源与遥信端子，调度主站监控人员核对遥信光字牌及报文一致性。该种模式下，完成远动装置的全部转发表验证核对工作需要30~35 个工作日。

图1 传统联调工作原理示意图

该联调模式既要兼顾安全性，确保遥控不出口、遥信遥测等信息封锁，又要降低对变电站实际运维的影响，对现场检修人员开展工作提出了巨大挑战。该种联调模式存在以下问题。

（1）安全风险高。联调前不仅需要将测控装置遥控出口回路进行隔离，还需要在调度主站封锁相应间隔数据，确保联调时遥信遥测突变影响电网潮流估算。联调时，检修人员存在误碰、误操作等风险。

（2）周期长。调试工作涉及的内容繁多，调试工作量大。

（3）工作效率低。联调工作涉及运维、检修、调度三方。现若有其他检修工作，会对联调工作产生冲突、干扰。

针对上述问题，考虑可以通过仿真系统、模拟主站技术代替传统人工整站联调作业的方式，以减少联调时间。

“对不起，这仅是故事中那个叙述者的说辞，尽管我怀疑也掺杂了转述者亦即小说家的想法，但保证我作为此刻的复述者是客观的，至少我保持中立。我本人对女性并无不恭。倘若你考虑到叙述者将S定位成一位耽于肉欲的、疯狂的、近于变态的男人，这样就好理解多了。还要继续往下讲吗？”

2 基于仿真系统的变电站远动信息离线验证技术原理

远动改造更换后，在整个监控系统中发生变化的仅在远动这一环节，可将远动装置从整个系统中剥离出来进行离线验证，以降低联调工作对实际系统的影响和干扰。

图2为基于仿真系统的变电站远动信息离线验证工作原理。与传统联调方式不同，这种方式借助虚拟主站、虚拟测控实现对调度主站、变电站间隔层测控装置的模拟。虚拟主站其工作本质为规约仿真装置，仿真远动接收到的调度主站遥控操作命令，发送IEC-60870-5-104类型报文。远动（新）和远动（旧）接收到遥控操作命令后，将命令转发给虚拟测控。虚拟测控仿真全站遥信遥测信号，发送西门子8FW 规约或IEC-60870-5-103 类型报文，经远动（新）、远动（旧）转换为IEC-60870-5-104 类型报文，上送虚拟主站。报文镜像捕捉及比对装置，通过镜像监听新旧远动的上行、下行数据通道，解析比对2 台远动通信报文的一致性。

图2 基于仿真系统的远动新消息联调工作原理示意图

3 变电站远动信息离线验证系统框架

参照图2 工作原理图，可以研制一套具备调度主站、变电站间隔层测控仿真功能，以及多通信通道镜像采集解析、自动比对功能的变电站远动信息离线联调系统。该系统结构划分为3 层，物理层用于数据的输入输出，支持网络接口，支持自定义拓展其他类型接口；传输层可实现IEC-60870-5-103 规约、IEC-60870-5-104 规约的通信传输；应用层实现遥信、遥测、遥控报文的解析比对校核。

该系统具有远动转发表导入解析、仿真通道快速建立、遥测仿真、遥信仿真、遥控操作仿真、报文比对校核等功能，并可根据实际需要进行扩展。

（1）远动转发表的导入与解析。将远动装置的转发表导入系统后，可自动提取遥信、遥测、遥控转发表中的逻辑设备及信息点号。

（2）仿真通道建立。启动103 规约、104 规约仿真程序，模拟调度主站及变电站测控，分别与新旧远动建立通讯通道。

（3）遥信、遥测仿真。虚拟测控与远动建立通道后，根据远动转发表解析得到的遥信、遥测数据表，逐一仿真遥测遥信信号上送至新旧远动。

（5）报文比对校核。支持多通道报文的镜像监听、记录、存储、解析。根据SOE 时标、逻辑设备节点、点号，自动比对新旧远动上行、下行数据一致性，并生成调试报告。遥测报文比对内容包括：遥测点号、信息名称、遥测值；遥信报文比对内容包括：遥信点号、遥信名称、遥信当前分合值；遥控比对内容包括：信息名称、遥控点号、时标、遥控类型、命令、操作结果等。

4 基于仿真系统的变电站远动信息离线验证技术在实际工程中的应用

在实际远动改造工作中，采用“前期离线验证+现场典型间隔不停电联调”的模式。下面以浙江某500kV变电站远动改造实施过程为例进行阐述。

（1）自动生成新远动转发表。应用自动导库工具将旧远动配置文件转换成新远动适用的格式。在国电南瑞科技NS3000V8 系统中导入NSC300（旧远动型号）转换法表，自动匹配NSC300 和NS3000V8 逻辑设备表中的逻辑设备对应关系，生成的公用文件可供新远动适用。

（2）搭建离线验证测试网络。将新旧远动以及自动对点装置、报文解析比对PC 机接入网络，如图3 所示。

图3 远动信息离线验证网络图

（3）建立通信。自动对点装置模拟主站、模拟测控与新旧远动分别建立通信。

（4）启动仿真。自动对点装置启动IEC-60870-5-103 规约、IEC-60870-5-104 规约仿真。

（5）报文解析比对。利用调度104client 仿真工具导出新旧远动上送的遥信、遥测SOE 报文。在excel上编写函数，将导出的新旧远动遥信报文（50 个间隔4200 条遥信报文）用excel 宏进行比对，找出错配、漏配的现象。遥控功能验证则通过间隔层报文镜像捕捉解析装置进行捕捉比对。

（6）搭建现场调试验证网络。不停电调试验证前，需完成全部安措隔离措施。将后台、新远动NSC332、旧远动NSC300、自动对点装置NSC300A 同时挂到新测试网络，利用自动对点装置NSC300A 分别对新的和旧的远动装置进行扫描核查，获取转发配置，进行新旧对比，保证遥信转发配置的正确性。自动对点装置入网后测试网络图如图4 所示

图4 自动对点装置入网后测试网络图

（7）建立通信。启动自动对点装置2 个104 模拟软件分别与NSC300 远动和NSC332 远动通讯。

（8）遥信仿真。在自动对点装置NSC300A 仿真软件上点击设置部分典型间隔进行遥信的发送，遥信发生间隔时间设置为2000ms，实际测试中模拟整张转发表时，选择相应转发表，右键单击，选择遥信启动。

（9）遥信核对。不停电联调验证时，采用遥测静态核对。调度主站人员在主站端核对新旧远动上送遥测值。

（10）遥控验证。根据专业管理要求，新远动投运前需完成全部设备的实际遥控试验。调度主站人员从主站端逐一进行设备遥控，现场检修人员通过报文镜像装置进行核对。

5 结语

本文提供的基于快速对点的变电站远动改造更换方法，用于解决传统远动改造更换过程中因遥信源分散、信号回路手动触发慢、线缆标识图实不符等原因导致改造更换耗时耗力的现象，摆脱了人工配合在线开展的工作约束，有效减少了校核工作中的人工作业部分，大大缩减了这项工作的调试周期和调试人员。

该方法已在500kV 变电站远动改造更换过程中成功应用，可为老旧变电站监控系统改造更换提供参考。