謝培元，梁運(yùn)華，李龍，賀丁丁

(1.國網(wǎng)湖南省電力公司，湖南長沙410007;2.國網(wǎng)湖南省電力公司檢修公司，湖南長沙410004)

隨著國家電網(wǎng)公司“三集五大”發(fā)展戰(zhàn)略思想的提出，調(diào)控一體化是國家電網(wǎng)公司未來一段時(shí)間的發(fā)展方向。調(diào)控一體化必然涉及到子站遙控調(diào)度權(quán)的轉(zhuǎn)移〔1〕。在調(diào)度權(quán)轉(zhuǎn)移的過程中，牽涉到調(diào)度自動(dòng)化主站及子站的切換。由于涉及調(diào)度自動(dòng)化主站及子站都是運(yùn)行中的系統(tǒng)，若無有效的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控手段，調(diào)試風(fēng)險(xiǎn)極高。

目前，相關(guān)的安裝調(diào)試在很大程度上依賴于設(shè)備制造商的配合，對(duì)于新投運(yùn)的廠站，施工工期相對(duì)寬裕，設(shè)備調(diào)試時(shí)設(shè)備處于未投運(yùn)狀態(tài)，風(fēng)險(xiǎn)可控;而對(duì)于已投入運(yùn)行子站的切換，如何降低調(diào)試風(fēng)險(xiǎn)，減少數(shù)據(jù)中斷時(shí)間就變得尤其重要。而且新、老調(diào)度自動(dòng)化主站 (以下分別簡(jiǎn)稱“新主站”、“老主站”)切換時(shí)的遙控調(diào)試由于種種原因容易發(fā)生誤發(fā)遙控事故，對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成隱患。為了消除調(diào)試中誤發(fā)遙控安全隱患，降低調(diào)試風(fēng)險(xiǎn)，減少數(shù)據(jù)中斷時(shí)間，文中結(jié)合最新的網(wǎng)絡(luò)通信規(guī)約技術(shù)，設(shè)計(jì)了一套完整的調(diào)度自動(dòng)化主站遙控智能比對(duì)系統(tǒng)。

1 可能引起遙控誤操作的因素及對(duì)策

1.1 可能誤發(fā)遙控的因素

1)通信規(guī)約實(shí)現(xiàn)不一致，如:新、老主站在IEC101/IEC104規(guī)約的實(shí)現(xiàn)上存在差異，導(dǎo)致下發(fā)的遙控命令在子站出現(xiàn)問題，引起誤發(fā)遙控。一些地區(qū)由于舊主站系統(tǒng)未配置IEC104規(guī)約，可以通過模擬系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，與標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)約文本進(jìn)行比對(duì)，檢查其實(shí)現(xiàn)的正確性〔2〕。

2)系統(tǒng)配置，參數(shù)定義不一致或有誤，包括:接口通道、通信地址、類型、遙控點(diǎn)號(hào)、開關(guān)狀態(tài)及其它遙控參數(shù)等。

3)在調(diào)試過程中物理接線錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致遙控命令誤發(fā)到錯(cuò)誤的通道，從而可能發(fā)生誤發(fā)遙控。

4)人為操作失誤，如:在遙控畫面上操作了其它點(diǎn)或遙控畫面本身定義出錯(cuò)等。

1.2 對(duì)策

1)驗(yàn)證新、老主站與子站之間通信所采用的通信規(guī)約實(shí)現(xiàn)的一致性。目前國內(nèi)主站一般采用IEC101/104規(guī)約與子站設(shè)備通信，可以通過監(jiān)視記錄2套主站輸出口的通信報(bào)文并智能比對(duì)分析來檢查新、老主站實(shí)現(xiàn)的IEC101/104規(guī)約一致性，特別是遙控操作命令實(shí)現(xiàn)的一致性，可在線檢查出兩者差異。此外還會(huì)存在新主站配置了IEC101/104通信規(guī)約，而舊主站未配置IEC101/104規(guī)約的情況，為了檢查IEC101/104規(guī)約實(shí)現(xiàn)的正確性，需要采用模擬子站設(shè)備依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約文本進(jìn)行調(diào)試分析，驗(yàn)證規(guī)約實(shí)現(xiàn)的正確性、可靠性和有效性〔3〕。

2)驗(yàn)證新、老主站參數(shù)配置定義的一致性。為了保證新、老調(diào)度自動(dòng)化主站遙控操作的一致性，除了通信規(guī)約要一致外，還應(yīng)保證新、老主站的參數(shù)配置定義是完全一致的，即遙控點(diǎn)參數(shù)、點(diǎn)號(hào)、數(shù)據(jù)庫、遙控畫面的定義是一致的，若有不一致也可能誤發(fā)遙控。

3)驗(yàn)證新主站遙控操作的正確性及可靠性。

在上述3個(gè)要求達(dá)到后，為了確保遙控操作正確，新主站與子站仿真設(shè)備進(jìn)行實(shí)際的控制操作，子站仿真設(shè)備應(yīng)動(dòng)作正確、穩(wěn)定可靠。

汪利平[41]采用水熱法，在高溫水-二氧化碳二元體系中水熱溶解纖維素以制備5-HMF，在溫度523.15 K，壓力7.25 MPa，反應(yīng)30 min后，5-HMF 的得率可以達(dá)到 16.2%。 Daorattanachai等[42]研究了高壓熱水中，以Sr(PO3)2作為催化劑， 催化纖維素水解轉(zhuǎn)化，果糖與5-HMF的總得率達(dá)到34%。

若條件許可，還可以選擇一個(gè)實(shí)際的子站，在遙控操作的安全性有保障的情況下讓新主站對(duì)實(shí)際的子站設(shè)備進(jìn)行遙控操作，檢查輸出繼電器等動(dòng)作的正確性及可靠性。在整個(gè)遙控調(diào)試過程中，電力規(guī)約仿真分析設(shè)備進(jìn)行全程通信監(jiān)視記錄，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)分析并提供異常報(bào)告。

4)驗(yàn)證新主站的容錯(cuò)能力和健壯性。新主站在正式投運(yùn)前除了正常的調(diào)試操作外，為檢查新主站的性能還可以做一些性能調(diào)試，包括容錯(cuò)能力及健壯性調(diào)試。模擬一定數(shù)量的子站設(shè)備進(jìn)行大容量變化數(shù)據(jù)的調(diào)試 (也可以按新主站設(shè)計(jì)的最大容量進(jìn)行調(diào)試)，檢查主站的反應(yīng)時(shí)間和極端狀態(tài)下的適應(yīng)能力、運(yùn)行可靠性等。新主站對(duì)子站錯(cuò)誤的應(yīng)答信息的處理，如:錯(cuò)誤的遙控返校信息、無遙控預(yù)命令/選擇命令的遙控執(zhí)行操作等。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)方案

2.1 系統(tǒng)整體方案

針對(duì)新、老主站切換時(shí)的遙控風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)合最新的網(wǎng)絡(luò)通信規(guī)約技術(shù)，文中首先設(shè)計(jì)了主站遙控智能比對(duì)系統(tǒng)流程，如圖1所示，系統(tǒng)劃分為4大模塊:1)模擬子站，主要為與待測(cè)主站系統(tǒng)進(jìn)行模擬連接，并執(zhí)行調(diào)試任務(wù);2)原始數(shù)據(jù)保存，主要將步驟1調(diào)試任務(wù)的通信過程記錄保存;3)遙控智能比對(duì)，將步驟2中保存的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)約分析，比對(duì)2次調(diào)試通信的遙控信息點(diǎn)屬性;4)報(bào)表生成，將遙控智能比對(duì)結(jié)果以報(bào)表的形式輸出，供用戶查詢。

為解決現(xiàn)場(chǎng)不便于斷開通信的狀況，系統(tǒng)增加通道監(jiān)聽功能模塊，記錄主站系統(tǒng)通信過程。

圖1 系統(tǒng)流程圖

2.2 系統(tǒng)組件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)組件結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)組件結(jié)構(gòu)示意圖

圖2中，規(guī)約解析組件提供一套用于解析/組裝規(guī)約報(bào)文頭、尾、數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)、附加信息域的類庫。其中定義的類并不與具體的規(guī)約對(duì)應(yīng)，而是和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約體系一一對(duì)應(yīng);數(shù)據(jù)解析組件是執(zhí)行規(guī)約解析操作的核心組件，提供通用的報(bào)文解析引擎，對(duì)規(guī)約中數(shù)據(jù)域部分的數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行解析/組裝;規(guī)約數(shù)據(jù)組件實(shí)現(xiàn)了對(duì)規(guī)約定義描述內(nèi)容的訪問操作，主要負(fù)責(zé)保存或加載規(guī)約配置腳本信息，一方面為規(guī)約定義操作方向外部提供支持接口，另一方面為數(shù)據(jù)解析組件提供指定規(guī)約描述定義信息;持久化組件對(duì)數(shù)據(jù)解析組件組裝/解析的結(jié)果進(jìn)行持久化工作，使得從子站設(shè)備所采集到的數(shù)據(jù)能夠被保存和讀取;配置腳本中保存了規(guī)約的描述定義。

2.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程

系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖如圖3所示，其中遙控點(diǎn)屬性一致性的比對(duì)中，完成了對(duì)點(diǎn)號(hào)和描述字段的同時(shí)比對(duì)，保證了點(diǎn)表的正確性。

圖3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖

3 遙控智能比對(duì)實(shí)現(xiàn)

遙控測(cè)試操作流程如圖4所示。

2)確定遙控順序、名稱和在對(duì)應(yīng)子站一次接線圖上的遙控點(diǎn)位置完全一致，編輯并打印出遙控順序操作表。

3)斷開待測(cè)子站與新主站的物理通信，在子站拔出至新主站的通信電纜，以保證遙控調(diào)試的安全可靠。

4)將老主站與待測(cè)子站的通信通道接入仿真子站，作為調(diào)試的基準(zhǔn)，該系統(tǒng)的調(diào)試結(jié)果、通信報(bào)文等將作為后續(xù)新主站調(diào)試的基準(zhǔn)。

5)新主站與待測(cè)子站的通信通道接入仿真子站，作為被測(cè)系統(tǒng)，通過點(diǎn)擊仿真子站一個(gè)遙信的變化確定接入正確。該調(diào)試系統(tǒng)的調(diào)試結(jié)果、通信報(bào)文等將與調(diào)試基準(zhǔn)進(jìn)行比較，并報(bào)告可能的差異。

6)按照操作流程，新、老主站按遙控順序操作表的順序分別做全部遙控點(diǎn)的操作，并做好詳細(xì)記錄，每個(gè)點(diǎn)的遙控調(diào)試執(zhí)行如下操作:①遙控選擇操作→接收到遙控選擇確認(rèn)。②遙控撤銷→接收遙控撤銷確認(rèn)，終止本次遙控操作。③遙控執(zhí)行操作→接收遙控執(zhí)行成功或遙控執(zhí)行失敗確認(rèn)。

7)調(diào)試完畢后正確恢復(fù)通信通道。

為防止遙控命令發(fā)送到非對(duì)應(yīng)的站及遙控點(diǎn)，每次發(fā)送遙控選擇命令后，應(yīng)確認(rèn)老主站上收到正確的遙控返回，否則暫停調(diào)試，排除可能的誤操作后方能繼續(xù)。

圖4 遙控測(cè)試操作流程圖

調(diào)試過程中為防止任何可能的誤操作或不正確定義導(dǎo)致的錯(cuò)誤遙控，老主站的調(diào)試采用備份系統(tǒng)進(jìn)行，須斷開與運(yùn)行系統(tǒng)之間的物理連接。

4 應(yīng)用實(shí)例與評(píng)價(jià)

4.1 實(shí)例

2014年1月，結(jié)合湖南省電力公司婁底供電分公司主站EMS系統(tǒng)換型工作，在新、老主站系統(tǒng)利用調(diào)度自動(dòng)化主站遙控智能比對(duì)系統(tǒng)對(duì)110 kV青禾變電站現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，青禾變與婁底主站通信采用了IEC104規(guī)約，測(cè)試過程中，測(cè)試人員在導(dǎo)入遙控點(diǎn)表中有意增加了錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。

調(diào)度自動(dòng)化主站遙控智能比對(duì)系統(tǒng)窗口左部分顯示了下發(fā)老主站遙控命令信息，窗口右部分顯示新主站下發(fā)的遙控命令信息，軟件自動(dòng)比對(duì)2條信息，若完全相符合，顯示“正確”，窗口下部分顯示異常信息。比對(duì)異常結(jié)果見表1。

表1 異常結(jié)果輸出表

4.2 測(cè)試結(jié)果評(píng)價(jià)

1)通過模擬子站系統(tǒng)，獲取主站與子站通信數(shù)據(jù)，挖掘遙控信息等應(yīng)用數(shù)據(jù)，改變了傳統(tǒng)遙控試驗(yàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行方式依賴 (需結(jié)合設(shè)備停電)，大大縮短遙控試驗(yàn)時(shí)間 (從原來幾年縮短到幾個(gè)月時(shí)間)，大大提高了工作效率。

2)借助遙控對(duì)點(diǎn)固化操作流程研究設(shè)計(jì)，降低了遙控試驗(yàn)期間誤跳開關(guān)風(fēng)險(xiǎn)。

3)實(shí)現(xiàn)了新、老主站遙控配置數(shù)據(jù)智能比對(duì)，自動(dòng)形成避免差異報(bào)告，提高了數(shù)據(jù)比對(duì)、糾錯(cuò)效能。

5 結(jié)束語

調(diào)度自動(dòng)化主站遙控智能比對(duì)系統(tǒng)，通過驗(yàn)證新、老主站與子站之間通信所采用的通信規(guī)約實(shí)現(xiàn)的一致性，來驗(yàn)證新、老主站參數(shù)配置定義的一致性，新主站遙控操作的正確性及可靠性，驗(yàn)證新、老主站的容錯(cuò)能力和健壯性，實(shí)現(xiàn)了可視化的操作界面，大大降低了新、老主站切換時(shí)調(diào)試風(fēng)險(xiǎn)，減少了數(shù)據(jù)中斷時(shí)間。此外，該系統(tǒng)還可作為一種實(shí)用、直觀、有效的子站設(shè)備維護(hù)檢修工具，不僅能節(jié)約大量人力資源消耗，更重要的是能大大提高工作效率，并保證子站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。該系統(tǒng)具有廣闊的應(yīng)用前景。

〔1〕唐云輝，胡敦平，黃銀漢，等.調(diào)控一體化遠(yuǎn)動(dòng)信息交互及應(yīng)用方案的探討〔J〕.城市建設(shè)理論研究，2012(31):99-102.

〔2〕郭志彬.超高壓電網(wǎng)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中通信規(guī)約的應(yīng)用與實(shí)踐〔J〕.電工文摘，2012(1):50-53.

〔3〕李俊堂，廖海龍.500 kV變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)改造分析〔J〕.湖南電力，2012，32(5):56-57.