張海寧, 祁忠, 劉偉, 陳興華, 魏宏(.南京市南瑞繼保電氣有限公司,江蘇 南京　； .廣東電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心,廣東 廣州　5063)

0　引　言

安全穩(wěn)定控制裝置作為電力系統(tǒng)控制環(huán)節(jié)中不可缺少的第二、第三道防線，管理至關(guān)重要，搞好安全穩(wěn)定控制裝置的管理和運(yùn)行是確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素。隨著電力工業(yè)的高速發(fā)展，繼電保護(hù)裝置已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了基于IEC103和IEC61850等規(guī)約的遠(yuǎn)方修改繼電保護(hù)定值技術(shù)，且在電網(wǎng)生產(chǎn)中得到應(yīng)用[1-2]。

但是，和繼電保護(hù)信息系統(tǒng)不同，安全穩(wěn)定控制裝置具有大量的安全策略定值，由于策略定值在整定時(shí)采用特有的表格方式進(jìn)行，現(xiàn)有的定值管理技術(shù)無法進(jìn)行展示、整定和管理。

本系統(tǒng)結(jié)合現(xiàn)代通信技術(shù)，采用統(tǒng)一的XML格式的表格化的定值單文件，實(shí)現(xiàn)對(duì)表格特性的策略定值的管理和遠(yuǎn)程維護(hù)，提高了穩(wěn)控系統(tǒng)的信息化、智能化水平，提高了電網(wǎng)管理和事故處理的速度和準(zhǔn)確性。并且廣泛應(yīng)用于廣東電網(wǎng)公司的所有安全自動(dòng)裝置。

1　系統(tǒng)簡(jiǎn)介

目前其他系統(tǒng)主要是通過規(guī)約方式進(jìn)行修改，由調(diào)度主站通過子站系統(tǒng)將修改定值命令下發(fā)到變電站網(wǎng)關(guān)機(jī)，然后由變電站網(wǎng)關(guān)機(jī)下發(fā)到二次設(shè)備，也可以由站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)直接下發(fā)修改定值命令到二次設(shè)備。其中定值修改命令與通信規(guī)約密切相關(guān)，隨著通信規(guī)約的不同而不同，各通信環(huán)節(jié)的命令還存在映射問題。主站和裝置之間因?yàn)橹虚g需要通過遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)、網(wǎng)關(guān)機(jī)或保信子站中轉(zhuǎn)，修改定值時(shí)，可靠性和準(zhǔn)確性有所降低。而且現(xiàn)有的定值管理系統(tǒng)都是列表式的管理，對(duì)于安自系統(tǒng)中特有的表格樣式的策略定值則無能為力。

電力系統(tǒng)安全自動(dòng)裝置的定值與設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行有直接關(guān)系，責(zé)任重大。為了對(duì)策略定值這種特殊的表格樣式的定值進(jìn)行管理，本系統(tǒng)采用了統(tǒng)一的XML格式的表格化定值單文件。同時(shí)為了消除了中間環(huán)節(jié)的干擾，直接和裝置通信連接，下載定值通過文件下載方式保證數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。

定值單文件須由裝置出廠時(shí)首次生成，定值整定人員首先通過安自工作站上傳定值文件，然后通過專用的統(tǒng)一定值整定工具打開文件前先進(jìn)行文件校驗(yàn)，如果CRC校驗(yàn)碼錯(cuò)誤則提供提示信息，CRC校驗(yàn)碼正確則可進(jìn)行修改，修改完以后發(fā)送到安自工作站，安自工作站通過通信規(guī)約將定值文件整體下載到安全自動(dòng)裝置。

這里定值文件中有CRC校驗(yàn)碼，該CRC校驗(yàn)碼是隨著定值文件內(nèi)容變化而變化，因此只有通過統(tǒng)一定值整定工具才能整定，從而避免了個(gè)人直接進(jìn)行修改下載到安全自動(dòng)裝置。

2　與其他方法的比較

目前的定值管理系統(tǒng)都是列表式的管理，無法處理安自系統(tǒng)中特有的表格樣式的策略定值。因此目前安自主站系統(tǒng)大部分都不管理策略定值，策略定值游離在整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)之外單獨(dú)進(jìn)行管理。

如表1所示，遠(yuǎn)程修改定值的方法，目前主要有基于網(wǎng)絡(luò)IEC103規(guī)約、基于IEC61850規(guī)約、基于IEC104規(guī)約，這種方法只能逐個(gè)條目展示，無法展示復(fù)雜的表格數(shù)據(jù)，裝置定值需要和整定軟件的定值匹配。離線定值整定軟件由專用定值整定廠家提供[3]，兩者數(shù)據(jù)模型不一致, 經(jīng)常要花大量精力將二者的條目進(jìn)行匹配[4-5]，定值一致性不易保證，可靠性不高。采用基于XML文件交互和采用其他方法相比，具有可靠性高、數(shù)據(jù)一致性好、定值展示方式靈活(采用表格方式直觀方便)，管理方便直觀的優(yōu)點(diǎn)。

3　開放的電子定值單

廣東電網(wǎng)以前安全自動(dòng)裝置數(shù)據(jù)報(bào)文規(guī)范沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，不同廠家不同的保護(hù)裝置，甚至是同一廠家同一功能的裝置，由于軟件版本不同，定值單數(shù)據(jù)都不一致，更不要說對(duì)表格化的策略定值進(jìn)行統(tǒng)一管理?，F(xiàn)在一體化電網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)包括EMS、保信、安自、WAMS等專業(yè)，為保證各專業(yè)之間的數(shù)據(jù)共享和融合，應(yīng)該采用統(tǒng)一的電子定值單，基于規(guī)范化的定值項(xiàng)描述將定值轉(zhuǎn)化為通用可識(shí)別的XML格式文件，便于不同系統(tǒng)解析和設(shè)置。因此在廣東電網(wǎng)中統(tǒng)一定義了定值文件采用XML格式，其格式如圖1所示。

圖1　統(tǒng)一的XML格式

XML的層次按照SetDoc-> WorkSheet-> Table->Cell共4個(gè)層次來描述定值，分別表示定值文件->定值單->定值表->定值表格，表格中的數(shù)據(jù)屬性可以通過表的行標(biāo)題和列標(biāo)題獲得。

為了防止定值文件在流轉(zhuǎn)過程中被人為篡改，本系統(tǒng)首創(chuàng)了CRC校驗(yàn)機(jī)制，定值文件自帶了CRC校驗(yàn)碼。因此必須使用專用的統(tǒng)一定值整定工具進(jìn)行整定，整定工具打開文件時(shí)，觸發(fā)校驗(yàn)機(jī)制，若校驗(yàn)不通過，會(huì)給出告警窗口，忽略告警后方可修改。在文件修改保存時(shí)觸發(fā)校驗(yàn)機(jī)制，重新生成校驗(yàn)碼，并替換原文件末的校驗(yàn)碼，有效防范了定值文件在流轉(zhuǎn)過程中被人為篡改，便于批量定值檢查。

4　嚴(yán)密的下載過程

為了消除了中間環(huán)節(jié)的干擾，主站直接和裝置通信連接，采用所有定值文件一體下載的方式，保證了數(shù)據(jù)的可靠性和一致性。

通過文件方式修改定值能夠?qū)⒍ㄖ敌薷牟僮鬓D(zhuǎn)化為文件傳輸操作，而文件傳輸操作屬于通信規(guī)約的范疇，本系統(tǒng)在其他通信規(guī)約處理文件規(guī)約的基礎(chǔ)上，重新制訂了定值文件下載的流程。為了保證定值下載的可靠準(zhǔn)確，裝置修改定值時(shí)需要閉鎖操作，保證不停電修改定值[6]。定值文件下載過程如圖2所示(ASDU表示通信規(guī)約中的應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元。)

圖2　定值下載過程圖

5　順序化操作流程

安自管理主站和安全自動(dòng)裝置之間通過通信規(guī)范定義的XML文件格式交換定值數(shù)據(jù)信息。當(dāng)主站需要獲取裝置的定值信息時(shí)，從裝置側(cè)召喚其定值文件，對(duì)XML定值文件進(jìn)行解析并按表格形式顯示安自定值，導(dǎo)入統(tǒng)一定值整定工具形成的定值文件，向裝置下發(fā)新的定值文件并激活使用。

定值下載采用順序化流程的遠(yuǎn)方控制技術(shù)，操作過程互相鎖定[7]，必須嚴(yán)格按照“召喚→操作人驗(yàn)證→操作對(duì)象驗(yàn)證→導(dǎo)入→審核人驗(yàn)證→下發(fā)→返校確認(rèn)→執(zhí)行修改→再次召喚→結(jié)果校核”的流程進(jìn)行，并形成完整的操作記錄。操作記錄的內(nèi)容包括操作人、定值單號(hào)、修改原因、審核人、修改前后定值、操作是否成功等信息，可供日后查詢。

6　直觀的表格展示

統(tǒng)一的XML格式定義了每個(gè)表格的數(shù)據(jù)，使得界面可以采用表格方式來展示安全自動(dòng)裝置特有的策略定值。目前其他調(diào)度系統(tǒng)、保信系統(tǒng)、安自系統(tǒng)的定值都是以條目為單位的，從而使得界面只能以列表方式展示。

表格是最直觀的表現(xiàn)形式，能把定值的整體結(jié)構(gòu)羅列清楚,劃分明確，比列表具有更靈活的表現(xiàn)形式。安自專業(yè)的策略定值比較特殊，比如低頻減負(fù)荷功能基本輪次定值，需要分幾輪進(jìn)行整定，現(xiàn)有的列表方式無法進(jìn)行展示。從圖3對(duì)比圖可以看出，表格方式具有目前列表方式界面無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，方便而且直觀。

圖3　表格和列表方式展示輪次定值效果

7　結(jié)束語

新一代基于XML文件交互的安全自動(dòng)裝置遠(yuǎn)程修改定值系統(tǒng)，解決了長期以來無法管理安全自動(dòng)裝置策略定值的表格數(shù)據(jù)的問題，直接和裝置通信連接，消除了中間環(huán)節(jié)的干擾，采用統(tǒng)一的XML格式的定值單文件，整定人員形成的整定文件可以直接下載到裝置，下載定值通過文件下載方式保證數(shù)據(jù)的完整性，通信時(shí)經(jīng)過嚴(yán)密的CRC校驗(yàn)來保證遠(yuǎn)程修改定值的高可靠性。定值管理采用表格方式，可以和現(xiàn)有安全自動(dòng)裝置整定系統(tǒng)無縫對(duì)接，具有目前列表方式界面無可比擬的方便直觀的優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)成功應(yīng)用在廣東電網(wǎng)安自系統(tǒng)。

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