胡育蓉，劉 軍

(1.國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司檢修公司， 安徽 合肥 230061; 2.國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司， 安徽 合肥 230022)

1 現(xiàn)狀分析

新、擴(kuò)建變電站投運(yùn)前，監(jiān)控、自動(dòng)化聯(lián)調(diào)工作量很大，受到通信條件制約，聯(lián)調(diào)工作經(jīng)常遇到問題，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)在通道具備條件后，留給主子站聯(lián)調(diào)、驗(yàn)收的時(shí)間非常少，甚至只有1～2天左右的調(diào)試時(shí)間，調(diào)試人員需要24小時(shí)不間斷工作，不利于工程盡早發(fā)現(xiàn)問題并完成消缺，無法保證聯(lián)調(diào)調(diào)測(cè)質(zhì)量，甚至有可能影響工程投運(yùn)。

(2)變電站需要和網(wǎng)調(diào)、省調(diào)、地調(diào)分別進(jìn)行聯(lián)調(diào)、驗(yàn)收，信號(hào)核對(duì)量非常大，逐條調(diào)測(cè)并記錄。通常是調(diào)度主站和變電站端通過打電話的方式人工手動(dòng)操作，缺乏有效的控制手段，易導(dǎo)致工作反復(fù)冗余、調(diào)試周期長(zhǎng)。

(3)由于聯(lián)調(diào)、調(diào)測(cè)過程需要主子站雙方人員同時(shí)在線，多部門、多人同時(shí)配合，造成人員占用較大、協(xié)調(diào)困難，工作效率低。同時(shí)這種方式給調(diào)試、運(yùn)行、監(jiān)控工作人員帶來了極大的工作壓力和負(fù)擔(dān)，甚至影響調(diào)度監(jiān)控正常工作，給電網(wǎng)埋下安全隱患。

(4)主站側(cè)的信息調(diào)測(cè)，需同時(shí)查看多個(gè)屏幕，會(huì)造成調(diào)測(cè)速度較慢；調(diào)測(cè)過程中遇到重大問題，缺乏有效記錄和統(tǒng)計(jì)分析的技術(shù)手段。

2 移動(dòng)式模擬主站[3]技術(shù)方案

針對(duì)目前變電站監(jiān)控、自動(dòng)化調(diào)試、信息接入調(diào)測(cè)及管理方式的弊端，提出一種新的思路。研發(fā)變電站集中監(jiān)控、自動(dòng)化調(diào)測(cè)裝置，建立模擬主站及模擬子站的工作模式，在通道未通時(shí)，提前實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站端及調(diào)度主站分別進(jìn)行聯(lián)調(diào)調(diào)測(cè)，提前發(fā)現(xiàn)問題并消缺。同時(shí)構(gòu)建基于網(wǎng)調(diào)、省調(diào)、地調(diào)平臺(tái)監(jiān)控信息智能調(diào)測(cè)系統(tǒng)，鏈路建立之后，實(shí)現(xiàn)主、子站全自動(dòng)正式聯(lián)調(diào)調(diào)測(cè)。

變電站信息接入的移動(dòng)式模擬主子站系統(tǒng)，通過定制專用移動(dòng)式工控機(jī)及極簡(jiǎn)主站SCADA系統(tǒng)功能，實(shí)現(xiàn)就地化變電站現(xiàn)場(chǎng)模擬主站環(huán)境構(gòu)建。具體如圖1所示。

圖1 移動(dòng)式模擬主站設(shè)計(jì)方案

移動(dòng)式模擬主站的設(shè)計(jì)使用硬件及軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)，通過工業(yè)機(jī)械嵌入式[4]模塊，使用硬件系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)層兩者的交互實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，操作系統(tǒng)使用國(guó)產(chǎn)麒麟3.02安全操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)的應(yīng)用軟件通過中斷應(yīng)用程序接口實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)的交互，系統(tǒng)應(yīng)用軟件通過多線程、多任務(wù)及面向?qū)ο筮M(jìn)行設(shè)計(jì)。

通過圖1可以看出來，軟件架構(gòu)通過4個(gè)相互獨(dú)立的模塊組成，分別為：

(1)基礎(chǔ)平臺(tái)通過獨(dú)立結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的守護(hù)，能夠?qū)崿F(xiàn)主線程、進(jìn)程及備線程、進(jìn)程狀態(tài)的監(jiān)視及管理，實(shí)現(xiàn)服務(wù)監(jiān)聽與自動(dòng)重啟、失效轉(zhuǎn)移；通過中間件驅(qū)動(dòng)接口程序與服務(wù)端通訊，通過中斷應(yīng)用程序接口實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)的交互；實(shí)現(xiàn)各類文件處理。

(2)數(shù)據(jù)層主要包括IEC標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)、多類變電站遺留設(shè)備適配結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)調(diào)度、通信控制管理及圖模適配，通過移動(dòng)智能體機(jī)制實(shí)現(xiàn)接口，能夠有效滿足敏捷性外部系統(tǒng)敏捷性的需求。

(3)邏輯支持層將操作系統(tǒng)的異步、消息緩沖區(qū)和多線程處理機(jī)制封裝在內(nèi)，對(duì)各種套接字類型(如進(jìn)程內(nèi)通信、IPC、TCP和UDP)、網(wǎng)絡(luò)連接建立、數(shù)據(jù)打包成幀、路由選擇等底層網(wǎng)絡(luò)通信行為進(jìn)行了抽象，自動(dòng)感知路由和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，靈活地支持多種通信環(huán)境。通信模式支持：請(qǐng)求應(yīng)答模式、發(fā)布/訂閱模式、管道模式以及信號(hào)模式，在多個(gè)進(jìn)程間進(jìn)行消息發(fā)送，使得部署起來非常簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)采集信息與后臺(tái)業(yè)務(wù)邏輯數(shù)據(jù)及其人機(jī)數(shù)據(jù)，信息接入是數(shù)據(jù)通訊環(huán)節(jié)的核心技術(shù)。

(4)應(yīng)用層結(jié)構(gòu)是以TCP/IP(前置采集)、制造報(bào)文規(guī)范解析器、可擴(kuò)展語言解析器、人機(jī)畫面為基礎(chǔ)，從而能夠?yàn)榻涌谔峁┠K的支持；模擬主站具備與網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備通訊能力，支持網(wǎng)絡(luò)、串行建立子站通訊鏈路，含通道狀態(tài)監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)通道狀態(tài)監(jiān)視及通道狀態(tài)維護(hù)，實(shí)現(xiàn)模擬主站設(shè)計(jì)；模擬主站能夠構(gòu)建變電站設(shè)備環(huán)境，模擬裝置信號(hào)，進(jìn)行主站的聯(lián)調(diào)調(diào)測(cè)，具備與網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備通訊能力，可以進(jìn)行模擬遙信變位操作、模擬站端調(diào)測(cè)時(shí)的模擬量信息(遙測(cè))，快速實(shí)現(xiàn)主站通道和點(diǎn)表校驗(yàn)，提供自動(dòng)和手動(dòng)模擬遙信、遙測(cè)兩種方式，方便工作；多路同時(shí)調(diào)測(cè)功能實(shí)現(xiàn)多層不同調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)類型參數(shù)設(shè)定，可以適應(yīng)不同調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)圖模通訊并行仿真；自動(dòng)調(diào)測(cè)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控信息接入調(diào)測(cè)的程序化操作，一次性全部自動(dòng)完成接入調(diào)測(cè)工作。

3 實(shí)施條件及過程

(1)變電站站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)架設(shè)完畢，標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)表下發(fā)至站端和主站，并分別錄入站端遠(yuǎn)動(dòng)庫及主站系統(tǒng)。

(2)遠(yuǎn)動(dòng)點(diǎn)表配置調(diào)測(cè)完畢，站內(nèi)通訊完成。其中模擬主站使用點(diǎn)表(主站點(diǎn)表或監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)信息點(diǎn)表)，通過裝置接入前置交換機(jī)，使用SFTP遠(yuǎn)程獲取，也可使用安全U盤導(dǎo)出，再導(dǎo)入裝置。

(3)將模擬主站接到遠(yuǎn)動(dòng)或遠(yuǎn)動(dòng)后的交換機(jī)上，并為其分配現(xiàn)場(chǎng)IP，變電站集成商將設(shè)置IP加入白名單[5]。

(4)現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)調(diào)調(diào)測(cè)完畢后，模擬主站出具調(diào)測(cè)報(bào)告及導(dǎo)出最終點(diǎn)表，現(xiàn)場(chǎng)所有參與調(diào)測(cè)人員簽字或現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人簽字。

(5)鏈路連通后，調(diào)測(cè)裝置充當(dāng)子站，自動(dòng)模擬信號(hào)上送主站，主站接收的同時(shí)啟動(dòng)自動(dòng)調(diào)測(cè)模塊自動(dòng)核對(duì)信息，最終導(dǎo)出調(diào)測(cè)報(bào)告和調(diào)測(cè)結(jié)果；主站自動(dòng)化根據(jù)調(diào)測(cè)結(jié)果修改主站點(diǎn)表和圖模。

(6)自動(dòng)生成調(diào)試調(diào)測(cè)報(bào)告。

4 應(yīng)用對(duì)比

變電站信息接入調(diào)測(cè)的移動(dòng)式模擬主站在國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司500kV龍橋變、峨溪變，220kV芒碭變、泗北變進(jìn)行了應(yīng)用。

鏈路聯(lián)通前的調(diào)測(cè)主要包含模擬主站。模擬主站接在遠(yuǎn)動(dòng)后，對(duì)變電站進(jìn)行聯(lián)調(diào)調(diào)測(cè)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并消缺。鏈路聯(lián)通后的聯(lián)調(diào)調(diào)測(cè)主要包含模擬子站和自動(dòng)調(diào)測(cè)。模擬子站自動(dòng)模擬發(fā)送信號(hào)給主站，主站側(cè)自動(dòng)校驗(yàn)信息的準(zhǔn)確性，自動(dòng)調(diào)測(cè)，實(shí)現(xiàn)主、子站的全自動(dòng)正式聯(lián)調(diào)。為保證鏈路的完整性，在整個(gè)過程中遠(yuǎn)動(dòng)的調(diào)測(cè)是重疊的。

通過實(shí)踐，形成了國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限責(zé)任公司全過程聯(lián)調(diào)調(diào)測(cè)規(guī)范、流程和管理規(guī)定，縮短了調(diào)測(cè)時(shí)間，提高了效率，提升了調(diào)測(cè)準(zhǔn)確性及規(guī)范化水平，實(shí)現(xiàn)固有人工調(diào)測(cè)模式到自動(dòng)式調(diào)測(cè)模式的技術(shù)革新。傳統(tǒng)調(diào)測(cè)與本方案接入調(diào)測(cè)的比較，具體見表2。

表2 傳統(tǒng)方案與本方案的實(shí)際應(yīng)用比較

5 結(jié)論

通過應(yīng)用移動(dòng)式模擬主站實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)聯(lián)調(diào)調(diào)測(cè)模式到一體化聯(lián)調(diào)模式的轉(zhuǎn)變與技術(shù)革新，提升了變電站監(jiān)控、自動(dòng)化調(diào)測(cè)管理水平。這種新的管理模式[6]，克服傳統(tǒng)的電話溝通和不同部門異地配合的困難，實(shí)現(xiàn)了一次性全站信息接入調(diào)測(cè)。一是避免多部門重復(fù)聯(lián)調(diào)調(diào)測(cè)、重復(fù)出錯(cuò)、反復(fù)找錯(cuò)、頻繁協(xié)調(diào)等工作，基本實(shí)現(xiàn)了一次性調(diào)測(cè)、一次性發(fā)現(xiàn)問題、一次性解決問題。二是解放了人力資源的投入和時(shí)間耗用?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)試、調(diào)測(cè)人員可以自主根據(jù)工作進(jìn)度開展聯(lián)調(diào)調(diào)測(cè)工作，提前發(fā)現(xiàn)和消除問題缺陷，確保調(diào)測(cè)質(zhì)量；減輕運(yùn)行、調(diào)度監(jiān)控和調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)人員工作負(fù)擔(dān)；解決了主子站聯(lián)調(diào)調(diào)測(cè)依賴通信開通帶來的時(shí)間緊、投入大等一系列問題；減少了基建切改時(shí)的停電時(shí)間。三是移動(dòng)式模擬主站的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控、自動(dòng)化全自動(dòng)化調(diào)測(cè)，對(duì)變電站投產(chǎn)前聯(lián)調(diào)調(diào)測(cè)管理進(jìn)行了創(chuàng)新性變革，在提高工作效率的同時(shí)，從根本上提升調(diào)度設(shè)備監(jiān)控管理的水平。本項(xiàng)目具有現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用價(jià)值和推廣價(jià)值。