王 清，潘曉明，胡旭東，肖 洋，武家勝，吳 疆

(國(guó)網(wǎng)蘇州供電分公司，江蘇 蘇州 215000)

遠(yuǎn)動(dòng)信息聯(lián)調(diào)是對(duì)無(wú)人值班變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的各個(gè)部分進(jìn)行檢驗(yàn)的過(guò)程，調(diào)試內(nèi)容包括主站端各個(gè)控制對(duì)象的位置狀態(tài)信號(hào)、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的動(dòng)作信號(hào)、測(cè)控裝置的三遙信息、各種參數(shù)測(cè)量和計(jì)量以及有關(guān)信息是否與自動(dòng)化裝置信息同步一致；彼此之間連接是否正確，規(guī)約是否一致，運(yùn)行是否正常，以及系統(tǒng)的各項(xiàng)功能是否達(dá)到有關(guān)技術(shù)指標(biāo)的要求[1]。目前對(duì)于測(cè)控裝置或保測(cè)一體裝置普遍采用的聯(lián)調(diào)方式需要退出正在運(yùn)行的繼電保護(hù)裝置，對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行安全隔離后，利用專用調(diào)試儀器進(jìn)行加量試驗(yàn)，產(chǎn)生軟報(bào)文同遠(yuǎn)方主站進(jìn)行核對(duì)，同時(shí)需要對(duì)測(cè)控裝置進(jìn)行遙測(cè)、遙信、遙控和軟報(bào)文核對(duì)等實(shí)際操作，以實(shí)現(xiàn)同遠(yuǎn)方主站聯(lián)調(diào)的目的。應(yīng)用這種聯(lián)調(diào)方式既要盡快完成聯(lián)調(diào)工作，減少停電時(shí)間，又要兼顧安全性，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員的作業(yè)提出巨大的挑戰(zhàn)[2-9]?，F(xiàn)有的調(diào)試方式存在以下問(wèn)題[10-15]。

(1)系統(tǒng)運(yùn)行可靠性低。由于傳統(tǒng)的聯(lián)調(diào)方式需要繼電保護(hù)裝置退出運(yùn)行，對(duì)于雙套配置的繼電保護(hù)系統(tǒng)，就剩下單套配置，可靠性降低；對(duì)于單套配置的繼電保護(hù)系統(tǒng)，還需要將一次設(shè)備停電，直接影響電力設(shè)備正常運(yùn)行。

(2)安全風(fēng)險(xiǎn)高。保護(hù)裝置在運(yùn)行時(shí)需要隔離電流、電壓、跳閘等二次回路，利用調(diào)試儀器進(jìn)行試驗(yàn)，安全風(fēng)險(xiǎn)相當(dāng)高。

(3)調(diào)試周期長(zhǎng)。實(shí)際調(diào)試工作涉及的內(nèi)容繁多，調(diào)試工作量大，一套測(cè)控裝置無(wú)法在退運(yùn)1天的期限內(nèi)完成在線調(diào)試，而一個(gè)變電站涉及幾十套的測(cè)控裝置，調(diào)試周期很長(zhǎng)。

(4)工作效率極低。調(diào)試工作不僅要調(diào)度下令、運(yùn)行人員進(jìn)行退運(yùn)設(shè)備操作，而且更為致命的是調(diào)試人員要利用調(diào)試儀器進(jìn)行試驗(yàn)，效率極低。如果碰到相關(guān)設(shè)備(主站、遠(yuǎn)動(dòng)裝置、測(cè)控裝置)調(diào)試問(wèn)題，檢修的工作時(shí)間無(wú)法控制。

(5)調(diào)試工作不全面。測(cè)控裝置很多的碼表無(wú)法進(jìn)行模擬上送(如采樣異常、EPROM錯(cuò)誤等)，現(xiàn)有調(diào)試方式無(wú)法對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行調(diào)試。

本文提出以運(yùn)行中的測(cè)控裝置或保測(cè)一體裝置碼表(含軟報(bào)文、壓板和定值等所有信息)為標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，開(kāi)發(fā)一套變電站遠(yuǎn)動(dòng)信息聯(lián)調(diào)軟件，來(lái)替代變電站中運(yùn)行的測(cè)控裝置或保測(cè)一體裝置與遠(yuǎn)方主站進(jìn)行聯(lián)調(diào)。

1 不停電聯(lián)調(diào)工作機(jī)理

圖1為變電站遠(yuǎn)動(dòng)信息傳統(tǒng)聯(lián)調(diào)方式的工作機(jī)理。調(diào)度控制主站下發(fā)遠(yuǎn)方操作命令，經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)A和遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)B，將命令轉(zhuǎn)發(fā)給測(cè)控裝置進(jìn)行操作；同時(shí)，測(cè)控裝置也通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)A和遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)B將相關(guān)信息上傳調(diào)度控制主站。這種聯(lián)調(diào)方式在聯(lián)調(diào)過(guò)程中需要將相應(yīng)的測(cè)控裝置退出運(yùn)行，聯(lián)調(diào)結(jié)束后確定所有遙測(cè)量信息、遙控功能、遙信信號(hào)準(zhǔn)確無(wú)誤方可將相應(yīng)的測(cè)控裝置投入運(yùn)行。

圖1 傳統(tǒng)聯(lián)調(diào)方式工作機(jī)理示意圖

圖2為變電站遠(yuǎn)動(dòng)信息不停電聯(lián)調(diào)方式的工作機(jī)理。與傳統(tǒng)聯(lián)調(diào)方式不同，這種聯(lián)調(diào)方式借助便攜式工控機(jī)中的聯(lián)調(diào)軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)控裝置的模擬。調(diào)度控制主站下發(fā)遠(yuǎn)方操作命令，經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)A和遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)B，將命令轉(zhuǎn)發(fā)給便攜式聯(lián)調(diào)工控機(jī)，由聯(lián)調(diào)工控機(jī)的軟件系統(tǒng)模擬測(cè)控裝置進(jìn)行操作；同時(shí)，便攜式聯(lián)調(diào)工控機(jī)也通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)A和遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)B將測(cè)控裝置的相關(guān)信息上傳調(diào)度控制主站。圖2中的①為聯(lián)調(diào)通道；②為便攜式工控機(jī)與測(cè)控裝置間數(shù)據(jù)通道，主要用于下載參數(shù)配置；③為遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)A與測(cè)控裝置間數(shù)據(jù)通道，聯(lián)調(diào)時(shí)需要斷開(kāi)其連接；④為遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)B與測(cè)控裝置間數(shù)據(jù)通道，聯(lián)調(diào)時(shí)仍正常運(yùn)行。這種聯(lián)調(diào)方式在聯(lián)調(diào)過(guò)程中測(cè)控裝置仍可正常運(yùn)行，并通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)B上傳運(yùn)行信息。

圖2 不停電聯(lián)調(diào)方式工作機(jī)理示意圖

2 聯(lián)調(diào)軟件體系框架

在圖2便攜式聯(lián)調(diào)工控機(jī)中最重要的是聯(lián)調(diào)軟件系統(tǒng)，其主要作用是模擬測(cè)控裝置，實(shí)現(xiàn)聯(lián)調(diào)過(guò)程的仿真模擬。下面從軟件的體系結(jié)構(gòu)、功能配置和運(yùn)行流程三個(gè)方面對(duì)該軟件系統(tǒng)的體系框架進(jìn)行介紹。

2.1 軟件體系結(jié)構(gòu)

變電站遠(yuǎn)動(dòng)信息不停電聯(lián)調(diào)系統(tǒng)的軟件體系結(jié)構(gòu)如圖3所示。根據(jù)數(shù)據(jù)流的流轉(zhuǎn)情況將軟件的體系結(jié)構(gòu)劃分層三層：物理層、傳輸層、應(yīng)用層。在三層體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對(duì)軟件的基本結(jié)構(gòu)和功能模塊進(jìn)行定義。物理層用于數(shù)據(jù)的輸入輸出，可以支持網(wǎng)絡(luò)接口和RS-485串口；傳輸層將數(shù)據(jù)按照IEC60870-5-103規(guī)約進(jìn)行轉(zhuǎn)換；應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)廠站設(shè)備的配置、碼表的導(dǎo)入解析、遙測(cè)量校驗(yàn)、中央信號(hào)校驗(yàn)、遙控功能校驗(yàn)、遙信功能校驗(yàn)等功能。

在軟件體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中充分考慮以下四個(gè)方面的性能特性。

(1)安全性。由于聯(lián)調(diào)軟件系統(tǒng)基于變電站的站控層平臺(tái)，設(shè)計(jì)中充分考慮了站控層網(wǎng)絡(luò)的重要性，確保變電站內(nèi)設(shè)備的安全。

(2)實(shí)用性。聯(lián)調(diào)軟件系統(tǒng)在業(yè)務(wù)操作模式和數(shù)據(jù)共享面向最終業(yè)務(wù)應(yīng)用，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能和界面適合用戶的使用，系統(tǒng)設(shè)計(jì)滿足應(yīng)用需求，配置方案選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)精度和性能價(jià)格比最優(yōu)。

(3)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。聯(lián)調(diào)軟件系統(tǒng)的內(nèi)容、數(shù)據(jù)分類和編碼、數(shù)據(jù)精度、作業(yè)規(guī)程、服務(wù)格式等均遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，命名服務(wù)使用通用術(shù)語(yǔ)，便于開(kāi)發(fā)人員和使用人員理解。

(4)可擴(kuò)展性。聯(lián)調(diào)軟件系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)、基礎(chǔ)平臺(tái)、數(shù)據(jù)編碼、系統(tǒng)功能、數(shù)據(jù)和軟硬件配置均可擴(kuò)充，充分考慮當(dāng)前業(yè)務(wù)應(yīng)用和將來(lái)業(yè)務(wù)擴(kuò)展，確保系統(tǒng)滿足現(xiàn)在和將來(lái)應(yīng)用的需要。

圖3 軟件體系結(jié)構(gòu)

2.2 軟件功能配置

在軟件的功能配置上，目前考慮的功能有碼表的獲取與導(dǎo)出、碼表文件的導(dǎo)入與解析、仿真裝置的快速建立、遙測(cè)量的仿真校驗(yàn)、遙信的仿真校驗(yàn)、遙控操作仿真校驗(yàn)、軟報(bào)文核對(duì)、遠(yuǎn)方主站的召喚，并可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行擴(kuò)展。

(1)廠站設(shè)備的配置。每個(gè)廠站對(duì)應(yīng)一個(gè)*.lst項(xiàng)目文件，用戶可新建、打開(kāi)、保存及另存為配置文件。新建廠站后，可通過(guò)導(dǎo)入碼表或?qū)肱渲玫确绞叫略龇抡嫜b置。

(2)碼表文件的導(dǎo)入與解析。將碼表數(shù)據(jù)中的遙測(cè)、遙信、遙控等有用的信息導(dǎo)入并解析，生成仿真系統(tǒng)相應(yīng)調(diào)試窗口的交互數(shù)據(jù)。支持主流廠家的碼表文件。

(3)仿真裝置的快速建立。復(fù)制已有裝置的全部配置信息，粘貼后做簡(jiǎn)單修改，可快速新建同間隔類似裝置。

(4)遙測(cè)量的仿真校驗(yàn)。將碼表中的遙測(cè)信息解析，生成遙測(cè)數(shù)據(jù)表，包括通道號(hào)、名稱、標(biāo)度、類型、遙測(cè)值。仿真裝置運(yùn)行時(shí)，修改某個(gè)通道的遙測(cè)值，則對(duì)應(yīng)的遙測(cè)信號(hào)變化就會(huì)上送至遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)。另外，遙測(cè)值也支持批量修改。

(5)遙信的仿真校驗(yàn)。將碼表中的遙信信息解析，生成遙信數(shù)據(jù)表，包括通道號(hào)、名稱、類型、狀態(tài)。裝置仿真時(shí)，修改遙信的狀態(tài)值(包括分和合)，則對(duì)應(yīng)的遙信變位就會(huì)上送至遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)。另外，為了增加實(shí)用性，該功能支持合成雙點(diǎn)遙信。

(6)遙控操作仿真校驗(yàn)。將碼表數(shù)據(jù)中遙控信息解析，生成遙控?cái)?shù)據(jù)，包括通道號(hào)、名稱以及關(guān)聯(lián)對(duì)象。仿真校驗(yàn)時(shí)在關(guān)聯(lián)對(duì)象一欄選擇遙控關(guān)聯(lián)的遙信點(diǎn)，當(dāng)通過(guò)主站遙控成功時(shí)，即可在遙信中看到關(guān)聯(lián)遙信點(diǎn)相應(yīng)的變化。

(7)軟報(bào)文核對(duì)。軟報(bào)文支持變位上送，可對(duì)任一軟報(bào)文設(shè)置上送，支持鼠標(biāo)點(diǎn)擊變位上送。

(8)遠(yuǎn)方主站的召喚。軟件響應(yīng)遠(yuǎn)方主站的召喚，把四遙信息等當(dāng)前狀態(tài)及數(shù)值上送主站。

2.3 軟件運(yùn)行流程

根據(jù)聯(lián)調(diào)工作的基本內(nèi)容和要求，對(duì)聯(lián)調(diào)軟件運(yùn)行流程設(shè)計(jì)如圖4所示。

圖4 軟件運(yùn)行流程

整個(gè)過(guò)程不需要借助運(yùn)行的繼電保護(hù)裝置，只需通過(guò)便攜式工控機(jī)的聯(lián)調(diào)軟件完成，聯(lián)調(diào)效率大大提高。

3 聯(lián)調(diào)實(shí)施示例

下面以長(zhǎng)園深瑞的線路保護(hù)對(duì)聯(lián)調(diào)實(shí)施過(guò)程進(jìn)行驗(yàn)證。

(1)建立變電站聯(lián)調(diào)項(xiàng)目。打開(kāi)聯(lián)調(diào)軟件，新建項(xiàng)目，然后導(dǎo)入線路保護(hù)裝置模板，并填寫相應(yīng)參數(shù)，完成聯(lián)調(diào)項(xiàng)目的建立，如圖5所示。

圖5 新建聯(lián)調(diào)項(xiàng)目

(2)啟動(dòng)仿真。啟動(dòng)線路保護(hù)裝置仿真，即啟動(dòng)103規(guī)約仿真，可通過(guò)監(jiān)控后臺(tái)查看該裝置通信是否恢復(fù)正常，如圖6所示。

圖6 啟動(dòng)裝置仿真

(3)遙測(cè)仿真調(diào)試。遙測(cè)仿真調(diào)試如圖7所示，選擇要模擬的遙測(cè)信號(hào)，雙擊“遙測(cè)值”，即可輸入要修改的值?；蚩赏瑫r(shí)選中多個(gè)遙測(cè)值進(jìn)行批量修改，通過(guò)后臺(tái)監(jiān)控和調(diào)度控制主站確認(rèn)遙測(cè)仿真正確。

圖7 遙測(cè)仿真調(diào)試

(4)遙信仿真調(diào)試。遙測(cè)仿真調(diào)試如圖8所示，選擇要模擬的遙信點(diǎn)，在狀態(tài)欄選擇“分”或“合”，對(duì)應(yīng)的遙信變位即會(huì)上送。通過(guò)后臺(tái)監(jiān)控和調(diào)度控制主站變位狀態(tài)和信息確認(rèn)遙信聯(lián)調(diào)的正確性。

圖8 遙信仿真調(diào)試

(5)遙控調(diào)試。首先選擇關(guān)聯(lián)信號(hào)，并將該信號(hào)與遙控通道關(guān)聯(lián)。監(jiān)控后臺(tái)遙控操作，運(yùn)行信息中可提示遙控類型、遙控通道、遙控結(jié)果，如遙控選擇：[0]701遙合。遙控成功后，關(guān)聯(lián)的信號(hào)會(huì)相應(yīng)變位，如圖9所示。

圖9 遙控調(diào)試

(6)軟報(bào)文核對(duì)。選擇模擬信號(hào)，在狀態(tài)列中，“事件、告警、自檢”選項(xiàng)中選擇“復(fù)歸”、“動(dòng)作”模擬信號(hào)對(duì)點(diǎn)，“遙信”選項(xiàng)選擇“分”、“合”進(jìn)行模擬，如圖10所示。

圖10 軟報(bào)文核對(duì)

4 結(jié)語(yǔ)

本文提出的變電站遠(yuǎn)動(dòng)信息不停電聯(lián)調(diào)的方法，以一套繼電保護(hù)裝置聯(lián)調(diào)軟硬件系統(tǒng)替代運(yùn)行中的繼電保護(hù)裝置與遠(yuǎn)方調(diào)度控制主站進(jìn)行聯(lián)調(diào)，軟硬件系統(tǒng)利用碼表為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行模擬。采用聯(lián)調(diào)軟硬件系統(tǒng)聯(lián)調(diào)時(shí)繼電保護(hù)裝置無(wú)需退出運(yùn)行，避免一次設(shè)備停電，可提高設(shè)備利用率和聯(lián)調(diào)的工作效率，節(jié)約人力、物力，確保電網(wǎng)的安全。本文提出的聯(lián)調(diào)方法解決繼電保護(hù)裝置部分碼表無(wú)法進(jìn)行模擬上送導(dǎo)致的調(diào)試問(wèn)題，具有很高的實(shí)用價(jià)值。