貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力調(diào)度控制中心 劉曉放 陳 勝

江蘇金智科技股份有限公司 楊雁飛

變電站站端自動(dòng)統(tǒng)計(jì)技術(shù)的研究與應(yīng)用

貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力調(diào)度控制中心 劉曉放 陳 勝

江蘇金智科技股份有限公司 楊雁飛

針對(duì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)需求，闡述了廠站端自動(dòng)統(tǒng)計(jì)的重要性。在遠(yuǎn)動(dòng)裝置和監(jiān)控主機(jī)的角度對(duì)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)的指標(biāo)進(jìn)行分析，對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)方法和指標(biāo)量化采集的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了說(shuō)明，結(jié)合具體實(shí)例探討了在遠(yuǎn)動(dòng)裝置端把采集到的指標(biāo)數(shù)據(jù)上送給調(diào)度主站的過(guò)程。

IEC61850；在線監(jiān)測(cè)；自動(dòng)統(tǒng)計(jì)

0 引言

自上世紀(jì)末以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，各行各業(yè)都在向自動(dòng)化和智能化發(fā)展，而電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)也逐步從局部的、單一功能的自動(dòng)化，向系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化發(fā)展，調(diào)度自動(dòng)化是其中必不可少的一環(huán)。概括來(lái)講，調(diào)度自動(dòng)化是利用以電子計(jì)算機(jī)為核心的控制系統(tǒng)和遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)調(diào)度的自動(dòng)化，它包括安全監(jiān)控、安全分析、狀態(tài)估計(jì)、在線負(fù)荷預(yù)測(cè)、自動(dòng)發(fā)電控制、自動(dòng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度等項(xiàng)內(nèi)容。調(diào)度自動(dòng)化是電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的重要部分，它可幫助值班調(diào)度人員提高運(yùn)行管理水平，使電力系統(tǒng)隨時(shí)處于安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，保證向用戶提供優(yōu)質(zhì)電能[1]。

為了進(jìn)一步提高站端設(shè)備運(yùn)行效率，貴州電網(wǎng)制定了站端自動(dòng)化統(tǒng)計(jì)技術(shù)的實(shí)施綱要，具體運(yùn)行指標(biāo)包括：遠(yuǎn)動(dòng)終端月平均在線率、遙控使用率、遙控成功率、遙信動(dòng)作正確率等。如何正確的采集站端自動(dòng)化統(tǒng)計(jì)的指標(biāo)并傳送給主站，是當(dāng)前亟需解決的問(wèn)題。

1 站端自動(dòng)化統(tǒng)計(jì)技術(shù)指標(biāo)

貴州電網(wǎng)對(duì)自動(dòng)化統(tǒng)計(jì)運(yùn)行指標(biāo)進(jìn)行了分解，對(duì)于廠站端的遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)和監(jiān)控主機(jī)來(lái)說(shuō)，其上送給主站的指標(biāo)包括：

（1）遠(yuǎn)動(dòng)裝置平均可用率，監(jiān)控主機(jī)通過(guò)和遠(yuǎn)動(dòng)裝置的通信是否中斷來(lái)判斷遠(yuǎn)動(dòng)裝置的通信中斷時(shí)間，上送給調(diào)度主站即遠(yuǎn)動(dòng)裝置的在線時(shí)間，通過(guò)公式換算即為遠(yuǎn)動(dòng)裝置的平均可用率；

（2）遙控正確動(dòng)作率，通過(guò)監(jiān)控后臺(tái)采集遠(yuǎn)動(dòng)裝置收到的主站遙控命令，并對(duì)遙控成功與否實(shí)行監(jiān)控再通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)裝置上送給主站，即可實(shí)現(xiàn)遙控使用率和遙控成功率兩項(xiàng)指標(biāo)的收集；

（3）事故遙信正確動(dòng)作率，監(jiān)控后臺(tái)的合成事故遙信上送給遠(yuǎn)動(dòng)裝置，再通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)裝置上送給調(diào)動(dòng)主站，即可以采集到遙信動(dòng)作正確率。

2 站端自動(dòng)化指標(biāo)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)方法

站端自動(dòng)化指標(biāo)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目可以實(shí)現(xiàn)在調(diào)度遠(yuǎn)方對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)裝置的運(yùn)行工況、監(jiān)控主機(jī)和遠(yuǎn)動(dòng)對(duì)裝置的遙控執(zhí)行狀況、事故遙信的正確動(dòng)作率進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并可以把這些信息長(zhǎng)期保存，通過(guò)跟蹤上述指標(biāo)并對(duì)其量化分析，在調(diào)度端就可以得到遠(yuǎn)動(dòng)裝置和監(jiān)控主機(jī)的健康狀況的量化指標(biāo)、裝置對(duì)遙控命令的執(zhí)行成功率、以及事故遙信的正確率，有助于調(diào)度遠(yuǎn)方清楚的了解各自動(dòng)化變電站的實(shí)際運(yùn)行情況。貴州電網(wǎng)對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)的要求如下：

2.1 遠(yuǎn)動(dòng)裝置平均可用率

（1）遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)與監(jiān)控主機(jī)間通過(guò)心跳報(bào)文通信。

（2）監(jiān)控主機(jī)通過(guò)心跳，判斷各遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)。一旦某臺(tái)遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)心跳報(bào)文中斷，則認(rèn)為該遠(yuǎn)動(dòng)異常。心跳報(bào)文恢復(fù)時(shí)，認(rèn)為該遠(yuǎn)動(dòng)恢復(fù)正常工作。

（3）監(jiān)控機(jī)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)每臺(tái)遠(yuǎn)動(dòng)的中斷累計(jì)時(shí)間，以及全站遠(yuǎn)動(dòng)中斷時(shí)間（各遠(yuǎn)動(dòng)同時(shí)中斷累計(jì)時(shí)間之和），精確到分鐘。過(guò)24時(shí)后，累計(jì)值清零，重新統(tǒng)計(jì)。

（4）監(jiān)控機(jī)將前天A機(jī)中斷時(shí)間、前天B機(jī)中斷時(shí)間、前天雙機(jī)同時(shí)中斷時(shí)間、昨天A機(jī)中斷時(shí)間、昨天B機(jī)中斷時(shí)間、昨天雙機(jī)同時(shí)中斷時(shí)間，通過(guò)報(bào)文交付遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)。

（5）遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)在送調(diào)度中心的遙測(cè)信息中加入六個(gè)點(diǎn)，分別為監(jiān)控機(jī)送來(lái)的六個(gè)中斷時(shí)間，由遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)上送主站。

（6）主站計(jì)算前一天遠(yuǎn)動(dòng)裝置可用率，并可按周、月等周期統(tǒng)計(jì)。

（7）心跳報(bào)文中斷或異常的時(shí)間門檻統(tǒng)一按5min設(shè)置。

2.2 遙控正確動(dòng)作率

（1）參與遙控統(tǒng)計(jì)的設(shè)備包括全站開關(guān)、刀閘。

（2）遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)接收到各主站遙控命令后，將遙控執(zhí)行指令信息轉(zhuǎn)通知監(jiān)控后臺(tái)。

（3）監(jiān)控后臺(tái)立即對(duì)遠(yuǎn)方遙控是否正確動(dòng)作進(jìn)行監(jiān)視。監(jiān)控后臺(tái)分析當(dāng)前遠(yuǎn)動(dòng)遙控信息，通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)中遙控與遙信的關(guān)聯(lián)關(guān)系，獲得該遙控設(shè)備對(duì)應(yīng)的位置遙信。若位置按預(yù)期變化，則認(rèn)為遠(yuǎn)方遙控成功，否則認(rèn)為遠(yuǎn)方遙控失敗。

（4）監(jiān)控后臺(tái)發(fā)出遙控命令后，通過(guò)設(shè)備相關(guān)信息判斷遙控是否成功。

（5）監(jiān)控后臺(tái)匯總遠(yuǎn)方遙控信息，以及從監(jiān)控后臺(tái)發(fā)起的遙控信息。對(duì)本站遙控次數(shù)、遙控正確次數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)。過(guò)24時(shí)后，累計(jì)值清零，重新統(tǒng)計(jì)。

（6）監(jiān)控將前天遙控次數(shù)、前天遙控正確次數(shù)、昨天遙控次數(shù)、昨天遙控正確次數(shù)，通過(guò)報(bào)文，交付各遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)。

（7）遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)在送調(diào)度中心的遙測(cè)信息中加入四個(gè)點(diǎn)，分別為監(jiān)控機(jī)送來(lái)的四個(gè)次數(shù)，由遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)上送主站。

(8）主站計(jì)算前一天遙控正確動(dòng)作率，并可按周、月等周期統(tǒng)計(jì)。

2.3 事故總遙信正確動(dòng)作率

（1）事故遙信，采用多源生成原則。

（2）站內(nèi)兩臺(tái)監(jiān)控主機(jī)，分別合成事故遙信，上送給遠(yuǎn)動(dòng)裝置。

（3）裝置本身也合成計(jì)算一個(gè)事故遙信點(diǎn)，同時(shí)接受來(lái)自兩臺(tái)監(jiān)控主機(jī)的事故遙信點(diǎn)信息。

（4) 遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)將這三個(gè)不同源計(jì)算產(chǎn)生的事故遙信點(diǎn)，上送給主站，主站可以根據(jù)三取其二認(rèn)為是正確事故遙信點(diǎn)的原則，結(jié)合遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)的自身產(chǎn)生的事故遙信點(diǎn)，來(lái)統(tǒng)計(jì)事故遙信的正確動(dòng)作率。

2.4 其他問(wèn)題

（1）數(shù)據(jù)更新周期：監(jiān)控主機(jī)送遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)每30min更新一次。

（2）統(tǒng)計(jì)結(jié)果在監(jiān)控機(jī)當(dāng)?shù)乇４嫒齻€(gè)月。

3 站端自動(dòng)化指標(biāo)采集的實(shí)現(xiàn)方案

為了實(shí)現(xiàn)站端自動(dòng)化指標(biāo)的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)的目的，首先需要制定監(jiān)控主機(jī)和遠(yuǎn)動(dòng)裝置的通信方案，以及遠(yuǎn)動(dòng)裝置上送給調(diào)度統(tǒng)計(jì)指標(biāo)所使用的規(guī)約。另外，遠(yuǎn)動(dòng)和監(jiān)控主機(jī)對(duì)遙控命令是否執(zhí)行成功，通過(guò)關(guān)聯(lián)的遙信點(diǎn)來(lái)加以判斷，并實(shí)現(xiàn)主備機(jī)的數(shù)據(jù)同步。最后，監(jiān)控主機(jī)要把主機(jī)的事故遙信點(diǎn)送給遠(yuǎn)動(dòng)裝置，遠(yuǎn)動(dòng)裝置把自己的事故遙信點(diǎn)同監(jiān)控主機(jī)和備機(jī)的事故遙信點(diǎn)同時(shí)上送給調(diào)度。

遠(yuǎn)動(dòng)裝置和監(jiān)控主機(jī)通信時(shí)，我們都假設(shè)對(duì)方為一臺(tái)虛裝置，通過(guò)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約通信。遠(yuǎn)動(dòng)裝置的CID包括今天、昨天和前天的遙控次數(shù)和遙控正確次數(shù)，并把這些信息交付給監(jiān)控主機(jī)統(tǒng)計(jì)，遠(yuǎn)動(dòng)裝置的CID文件如下：

把需要統(tǒng)計(jì)的遙控?cái)?shù)據(jù)打包入一個(gè)數(shù)據(jù)集，通過(guò)報(bào)告控制塊送給監(jiān)控主機(jī)[2]。

由于要統(tǒng)計(jì)遠(yuǎn)動(dòng)裝置的平均可用率，所以監(jiān)控主機(jī)要實(shí)時(shí)監(jiān)視遠(yuǎn)動(dòng)裝置和自己的通信鏈路，當(dāng)通信斷開時(shí)就把斷開的時(shí)間累加，精確到分鐘，并把這些時(shí)間送給遠(yuǎn)動(dòng)裝置；同時(shí)，監(jiān)控主機(jī)還要把自己的遙控次數(shù)及遙控正確次數(shù)和遠(yuǎn)動(dòng)裝置送達(dá)的相應(yīng)數(shù)據(jù)累加求和，同時(shí)上送自己的遙信事故總信號(hào)，把這些數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)集打包送給遠(yuǎn)動(dòng)裝置，監(jiān)控主機(jī)的CID文件如下：

監(jiān)控主機(jī)把數(shù)據(jù)送給遠(yuǎn)動(dòng)裝置，就實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)動(dòng)裝置和監(jiān)控主機(jī)互為虛裝置的功能[3]。當(dāng)遠(yuǎn)動(dòng)裝置和監(jiān)控主機(jī)下發(fā)遙控命令時(shí)，不論遙控命令執(zhí)行成功，可以通過(guò)關(guān)聯(lián)的遙信位置是否變位來(lái)判斷，遙控成功或者失敗都可以把結(jié)果加入到相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中。

自動(dòng)化變電站往往是主備機(jī)同時(shí)運(yùn)行，執(zhí)行遙控命令的遠(yuǎn)動(dòng)裝置是主機(jī)，所以這里要實(shí)現(xiàn)主備機(jī)對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的同步，避免因?yàn)橹鳈C(jī)重啟而數(shù)據(jù)丟失的問(wèn)題，同時(shí)，監(jiān)控主機(jī)和監(jiān)控備機(jī)也存在這個(gè)問(wèn)題。這里解決的方法是把統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)保存到外部文件中，可以隨時(shí)讀取重寫，并在數(shù)據(jù)變化后把該文件同步到備機(jī)，這樣就解決了雙機(jī)數(shù)據(jù)同步問(wèn)題。

最后遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)上送整合的數(shù)據(jù)給調(diào)度時(shí)，我們采用在IEC104規(guī)約中加入相應(yīng)的遙測(cè)和遙信點(diǎn)的方法，這樣既不會(huì)破壞以前的通訊鏈路，也達(dá)到了數(shù)據(jù)上送的目的，對(duì)正在運(yùn)行的變電站的影響降到了最低。

4 總結(jié)

通過(guò)對(duì)站端自動(dòng)化運(yùn)行指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)，可以為調(diào)度人員提供更加智能的監(jiān)測(cè)手段，為運(yùn)行維護(hù)人員提供技術(shù)參考與維護(hù)依據(jù)，運(yùn)維人員可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，迅速進(jìn)行排查消缺并通報(bào)搶修人員，有效減少故障排查時(shí)間，提高故障解決能力，為調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)今后的高質(zhì)量運(yùn)行提供了有效的技術(shù)支持，進(jìn)而提高了供電安全水平和調(diào)度自動(dòng)化管理水平。

[1]金湘力．GPS對(duì)時(shí)功能在電力自動(dòng)化中的應(yīng)用[J]．電力科學(xué)與工程,2010,26(4):41-44．

[2]王德文,閻春雨．變電站在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一體化建模與模型維護(hù)[J]．電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2013,37(23):78-82．

[3]朱林,王鵬遠(yuǎn),石東源．智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息模型及配置描述[J]．電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2013,37(11):87-91．

Research and Application of Automatic Statistics Technology For Power System

LIU Xiao-fang①,CHEN sheng①,YANG Yan-fei②
（①Power Dispatch Center of Guizhou Power Grid Co.，Ltd Guizhou Guiyang 550002;②Wiscom System Co.，Ltd Jiangsu Nanjing 210000）

The importance of automatic statistics is expounded based on online monitoring requirement of integrated automation system for power system. Several factors about real-time statistical and index collection are analyzed ，which is based on telecontrol equipment and surveillance system. The whole process of data acquisition and transmission to the power dispatch center is discussed ，combining with real case.

IEC61850；online monitoring；automatic statistics