解 良，張哲銘，游 昊，孫金艷，張 鑫

（1.云南電力調度控制中心，云南昆明 650011；2.云南云電同方科技有限公司，云南昆明 650200）

通過設備臺賬可實時掌握企業(yè)變電站的設備狀況，是統(tǒng)計企業(yè)各種類型變電站設備的數(shù)量、設備分布情況及其折舊變動情況的重要依據(jù)[1]。電網(wǎng)公司管轄的設備數(shù)量和種類越來越多，使得電網(wǎng)公司對設備的管理難度不斷增大。隨著社會的不斷發(fā)展，人們對供電的需求不斷增加，供電局和電力公司等對電量的生產(chǎn)和分配過程必須精準控制[2]。在電力系統(tǒng)中，變電站安裝有各種設備，用于滿足電能分配和輸送等需要，且可以實現(xiàn)對各種設備的監(jiān)視、測量、保護等操作。由于變電站設備臺賬的數(shù)據(jù)量較為龐大，通過人工核查的方式，變電站臺賬數(shù)據(jù)的質量并不能得到提高，且校核時間也不能得以縮短。因此，提高變電站設備臺賬的數(shù)據(jù)質量、縮短其校核時間十分重要。

文獻[3]提出基于KMP 算法的智能變電站設備軟壓板校核方法，在現(xiàn)有智能變電站的通信協(xié)議和特有的結構下，對二次設備軟壓板數(shù)據(jù)采集，利用KMP 算法將采集到的數(shù)據(jù)存儲，依據(jù)儲存數(shù)據(jù)結果校核，校核完成后識別狀態(tài)，依據(jù)判定規(guī)則建模完成智能變電站二次設備軟壓板校核系統(tǒng)設計。文獻[4]提出基于可視化仿真的智能變電站二次安措校核方法，利用網(wǎng)絡通信模式采集二次安措數(shù)據(jù)，通過SPCD 文件、ICD 文件、SCD 文件建立智能變電站仿真模型。在可視化仿真安措模式下，校核安措對象，安措操作獨立運行檢修設備，以此完成基于可視化仿真的智能變電站二次安措校核。為此，設計了一種基于規(guī)則的變電站設備臺賬校核系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)設計

1.1 系統(tǒng)總體架構

基于規(guī)則的變電站設備臺賬校核系統(tǒng)設計的總體架構如圖1 所示。

圖1 總體架構

由圖1 可知，基于規(guī)則的變電站設備臺賬校核系統(tǒng)包含數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊[5-6]。此外，當新增設備時，新增設備具體操作流程如圖2 所示。

圖2 變電站新增設備操作流程圖

由圖2 可知，當變電站新增設備時，系統(tǒng)會將設備的各種信息存入數(shù)據(jù)庫中，并通過數(shù)據(jù)傳輸模塊實現(xiàn)新增設備的信息同步[7-8]。根據(jù)系統(tǒng)總體架構，分別對變電站設備臺賬校核系統(tǒng)的硬件部分和軟件部分開展設計，具體設計過程如下。

1.2 硬件設計

如圖3 所示，基于規(guī)則的變電站設備臺賬校核系統(tǒng)的硬件結構主要包括數(shù)據(jù)庫服務器、應用服務器、Web 服務器和客戶端等[9-10]。Web 服務器主要實現(xiàn)變電站設備臺賬數(shù)據(jù)的同步傳輸，使處于不同地點的管理人員可以實時查看變電站設備的各種信息[11]。系統(tǒng)允許多個操作客戶端的人員同時登錄系統(tǒng)，實現(xiàn)對變電站設備臺賬信息的校核等管理。

圖3 系統(tǒng)硬件結構圖

1.3 軟件設計

設備臺賬建立在設備標準庫基礎上，變電站設備臺賬信息管理具體內容分類如圖4 所示。

圖4 變電站設備臺賬信息管理分類

如圖4 所示，在變電站設備標準庫的基礎上，將變電站設備作相應的分類，即構建對應的類別樹，選中的結點顯示相應設備的詳細信息[12-13]。

對類別樹實施管理，針對類別樹的不同結點或者設備，對變電站設備臺賬實施校核等管理。根據(jù)變電站設備臺賬數(shù)據(jù)的特點，基于規(guī)則，通過字段的方式對變電站設備臺賬數(shù)據(jù)開展校核工作。變電站設備臺賬校核功能如圖5 所示。

圖5 變電站設備臺賬校核功能圖

根據(jù)圖5 所示的功能圖，對變電站設備臺賬實施校核，部分設備臺賬信息如表1 所示。

表1 部分設備臺賬信息

針對變電站設備臺賬信息，將校核規(guī)則分為兩大類：分別為單字段和多字段[14]。校核規(guī)則如下：

對于單字段，將需要校核的變電站設備臺賬參數(shù)表中數(shù)據(jù)的字段分為字段多選、字段上下限和字段正則式等規(guī)則，其中，字段多選規(guī)則中，變電站設備臺賬參數(shù)中的某些單個字段的數(shù)據(jù)應該滿足的條件如下：

式（1）中，A1代表變電站設備臺賬參數(shù)表中單個字段數(shù)據(jù)，(A1,A2,A3,…,An)代表該字段數(shù)據(jù)的選擇項集合。

在字段上下限規(guī)則中，變電站設備臺賬參數(shù)中的某些單個字段數(shù)據(jù)應該滿足的條件如下：

公式（2）中，Zmin代表該字段數(shù)據(jù)的下限，Zt代表單個字段數(shù)據(jù)，Zmax代表該字段數(shù)據(jù)的上限。

在字段正則表達式規(guī)則中，將提前定義好的特定字符以及其構成的組合，組成一個規(guī)則字符串，以檢驗給定的字符串是否符合字段正則表示式的過濾邏輯[15]。在變壓器設備臺賬參數(shù)數(shù)據(jù)中，某些單個字段數(shù)據(jù)應該滿足的條件為：

式（3）中，yt代表單個字段數(shù)據(jù)，代表yt從屬的數(shù)據(jù)格式，代表正則表達式。

多字段規(guī)則為字段關聯(lián)規(guī)則[16]。在變電站設備臺賬參數(shù)數(shù)據(jù)中，多字段數(shù)據(jù)應該滿足的條件為：

式（4）中，(P1,P2,P3,…,Pn)代表變電站設備臺賬參數(shù)中不同的字段數(shù)據(jù)，f()P1,P2,P3,…,Pn代表不同字段數(shù)據(jù)之間的關聯(lián)表達式。

利用上述規(guī)則，將需要校核的變電站設備臺賬數(shù)據(jù)作相應的分類，以實現(xiàn)對變電站設備臺賬數(shù)據(jù)的校核[17-18]。變電站設備臺賬校核的流程如圖6所示。

圖6 變電站設備臺賬校核流程圖

2 實 驗

以某地區(qū)的變電站臺賬數(shù)據(jù)為例，將提出的基于規(guī)則的變電站設備臺賬校核系統(tǒng)與文獻[3]方法、文獻[4]方法作對比，以驗證提出的基于規(guī)則的變電站設備臺賬校核系統(tǒng)是否可以縮短變電站設備臺賬數(shù)據(jù)的校核時間。

2.1 實驗過程

首先，搭建實驗環(huán)境，基于規(guī)則的變電站設備臺賬校核系統(tǒng)的部分相關配置及參數(shù)如表2 所示。

表2 系統(tǒng)配置及參數(shù)

為保證實驗順利進行，首先，對基于規(guī)則的變電站設備臺賬校核系統(tǒng)的穩(wěn)定性開展測試。隨著運行時間的增加，系統(tǒng)可承載的在線人數(shù)如圖7 所示。

圖7 系統(tǒng)穩(wěn)定性測試結果

從圖7 中可以看出，同時登錄人數(shù)為30 人時，基于規(guī)則的變電站設備臺賬校核系統(tǒng)仍能維持的運行時間可達95 h，說明系統(tǒng)有較好的穩(wěn)定性。在測試通過后，將提出的基于規(guī)則的變電站設備臺賬校核系統(tǒng)與文獻[3]方法、文獻[4]方法對比實驗。為確保實驗結果的準確性，共進行5 次平行實驗。

2.2 實驗結果分析

采用提出的基于規(guī)則的變電站設備臺賬校核系統(tǒng)、文獻[3]方法、文獻[4]方法，分別對該地區(qū)的變電站設備臺賬實施校核的時間對比結果如圖8 所示。

由圖8 可知，采用文獻[3]方法對該地區(qū)變電站設備臺賬開展校核所需時間為21～25 s；采用文獻[4]方法對該地區(qū)變電站設備臺賬開展校核所需時間為16～19 s，比文獻[3]方法所需的校核時間稍有縮短。采用提出的基于規(guī)則的變電站設備臺賬校核系統(tǒng)，對該地區(qū)變電站設備臺賬開展校核所需時間為4～5 s。通過對比發(fā)現(xiàn)，基于規(guī)則的變電站設備臺賬校核系統(tǒng)，通過設置相應的校核規(guī)則，對設備臺賬實施校核操作，大大縮短了校核時間，提高了變電站設備臺賬校核效率。

圖8 變電站設備臺賬校核時間對比結果

3 結束語

針對傳統(tǒng)的變電站設備臺賬校核系統(tǒng)存在的缺點，設計了基于規(guī)則的變電站設備臺賬校核系統(tǒng)。通過與其他方法做對比實驗，結果證明了提出的基于規(guī)則的變電站設備臺賬校核系統(tǒng)具有更高的校核效率。我國電力系統(tǒng)還在不斷發(fā)展中，各種類型市場逐步開放，需不斷變電站設備臺賬校核的發(fā)展對方法優(yōu)化，從而真正準確地為變電站設備臺賬發(fā)展提供依據(jù)。