一種變電站告警信息直傳的實現方法

姚諸香，金學成，房金彥，鄒根華

（國網江西電力調度控制中心，江西 南昌 330077）

0 引言

“告警直傳”已是新一代變電站監控系統的重要組成部分，其作用是將優化處理后的變電站告警信息直接以文本格式傳送到調度端和運維站,實現對變電站設備的遠程監控和運維。

“告警直傳”的通信協議采用DL476 或DL/T634.5104[3]，這種基于網絡的問答式（polling）通信協議常用于傳送實時數據，經過功能擴展后被用來傳輸變電站告警信息。問答式通信協議從軟件實現的角度來看，通信雙方有個功能定位-是客戶端，亦或是服務端。用于實時數據傳輸時，各廠商幾乎無一例外地把調度端做“問”的一方，即客戶端，廠站端做“答”的一方，即服務端，“告警直傳”也理所當然地沿用了這一思路-包括新一代的智能電網調度技術支持系統D5000。

實現“告警直傳”時將調度端作為客戶端不是一種高效的選擇，因為1）何時發生故障(有告警信息要傳)、傳送什么樣的告警信息取決于廠站端，而不是調度端；2）不是每時每刻都有大量的廠站要往調度端傳送告警信息，通信鏈路沒必要一直被占用；3）調度端做客戶端時需要啟動多個進程（線程）以便與廠站端建立一一對應的連接，增加了服務器計算資源的占用以及調度端維護人員的工作量。本文將換一種思路來實現“告警直傳”。

1 告警直傳的常規實現

變電站告警直傳的實現分兩種情況[3]：已投運變電站可在原有遠動工作站上新建一條通信鏈路，通過DL476 或DL/T634.5104 協議向主站(調度端)傳送告警條文來實現（需要擴展遠動機的功能），或是在變電站側增加設備，由該設備建立與主站(調度端)的通信鏈路，通過DL476 或DL/T634.5104 協議向主站傳送告警條文；新建或改造的智能變電站，告警直傳方式遵循智能變電站一體化監控系統相關技術規范-告警信息通過I 區數據通信網關機直傳至調度端[4]。為了不影響現有系統和設備的運行，實踐中對已投運變電站是采取增加設備（告警圖形網關機）的方式來實現的，如圖1 ；新建或改造的智能變電站，告警直傳是一體化監控系統的一部分，由I 區數據通信網關機完成，如圖2。

圖1 告警直傳實現方式1

圖2 告警直傳實現方式2

無論采取哪種方式，變電站的告警直傳信息都是由告警圖形網關機或I 區數據通信網關機發送給調度端的，傳輸過程及步驟文獻[3]有詳盡的描述，這是一個典型的調度端做客戶端、廠站端做服務器的客戶/服務器實現模式。

2 告警直傳的新實現方法

2.1 采用的通信協議

由于告警信息的傳輸只涉及文本的傳輸，無需太復雜的協議，且現有實現方式的文本信息自我描述功能不強，本文提出并實現了一種簡單易用的告警直傳協議，該協議有三種類型的報文，即登入報文（login，報文類型為1，圖3）、登出報文(logout,報文類型為2，圖4）、數據/信息報文（data，報文類型為4，圖5）。報文由報文頭或報文頭加報文體組成，報文頭含長度和類型各4 字節，報文體為要傳輸的數據/信息。登入報文的報文體為普通文本，用于安全認證；登出報文無報文體；為便于主站解析和處理，數據/信息報文的報文體采用xml格式，其中，標簽data 為報文體開始和結束的標志，屬性time 為該報文的時間戳，每個數據或每條信息都有一個名稱標識（key），質量屬性（quality）和值屬性（value）,數據/信息之間直接以字符串格式相連。登入報文將認證信息發送給調度端,請求安全認證，并通知調度端準備接收數據/信息；登出報文用于告訴調度端數據/信息已傳輸完畢，可關閉連接；數據/信息報文用于告訴調度端這是信息的主體，需對其進行解析和處理。

圖3 登入報文(login)格式圖

圖4 登出報文(logout)格式圖

圖5 數據/信息報文格式圖

2.2 客戶端（廠站端）、服務端（調度端）處理流程

本協議的實現將調度端作為服務端，讓其監聽、接受各廠站的連接，返回廠站的認證結果，將廠站傳過來的數據存儲或展示；將廠站作為客戶端，讓其收集需要傳輸的數據，按格式組裝傳輸報文、建立和調度端的連接、向調度端發送登錄/數據/登出報文、關閉和調度端的連接。具體處理流程如圖6、7。

治療后，2組患者手DASH評分均較治療前有降低(均P<0.05)，QOL項均較治療前有提高(均P<0.05)；矯形器組在提高DASH-ADL功能、QOL(生理和人際關系項)方面較對照組改善顯著(均P<0.05)，DASH-癥狀功能、QOL(心理和環境項)2組間的差異無統計學意義，見表3。

圖6 廠站端處理流程

圖7 調度端處理流程

2.3 完整的通信步驟

步驟1）調度端為廠站端分配授權號，廠站端設置獲得的授權號；

步驟2）調度端開始監聽，等待廠站端的連接，接收并處理收到的報文；

步驟3）廠站端收集各設備或裝置的告警信息，判斷是否有滿足條件的信息要傳輸，如有，轉步驟4；

步驟4）按如下方法組裝登錄報文，并發送給調度端；

步驟5）調度端對收到的登錄報文進行安全驗證，如合法，給廠站端返回登錄成功標志，否則返回登錄失敗標志；

步驟6）廠站端如收到調度端返回的登錄成功標志，轉步驟7，否則轉步驟4；

步驟7）按如下方法組裝數據報文（其中報文體data已按圖8中例子格式化），并發送給調度端；

步驟8）調度端接收廠站端發過來的數據報文，進行解析處理和轉存；

步驟9）廠站端按如下方法組裝登出報文，并發送給調度端；

步驟10）調度端接收廠站端發過來的登出報文，處理完數據報文后，返回登出成功標志給廠站端；

步驟11）廠站端收到調度端返回的登出報文，關閉和調度端的連接，轉步驟3。

2.4 完整的報文幀舉例

以下是模仿傳送一個變電站告警信息[3]時站端發送的一幀報文，如圖8所示。

圖8 站端發送報文實例

面中接收方（服務端、調度端）為localhost（本機），監聽端口為9005；認證信息為：蘭溪變；報文傳輸時刻有兩條并發信息；每條報文都有一個標識（key）、一個質量標識。

3 結論

本文給出了變電站告警信息直傳的一種新的實現方法。相較于常規實現方法，該方法的特點是：

1）協議簡單：只有登錄、登出、數據三種類型的報文；協議安全:調度端、廠站端之間有授權機制,不滿足登錄條件的信息主站不會接收；

2）協議通用：可用來傳輸多個數據，也可用來傳輸多條文本；

3）協議易于解析和處理（傳輸實體采用XML格式，能自我描述）；

4）調度端做服務端無需和每個子站建立鏈路（常規實現調度端到廠站端至少需要兩個保持長連接的鏈路，一路用于采集實時數據，一路用于采集告警信息），節省服務器資源和鏈路資源；

5）廠站做客戶端，有信息傳輸時才和主站建立連接。

本文提出的協議及其實現方法已應用于多個供電公司的電子值班系統，取得了好的效果。

[1]Q/GDW 687-2011智能變電站一體化監控系統功能規范[S].

[2]Q/GDW 679-2011 智能變電站一體化監控系統建設技術規范[S].

[3]變電站調控數據交互規范（試行）（調自〔2012〕101 號）[S].

[4]國調中心關于印發變電站二次系統和設備有關技術研討、會紀要的通知（調自〔2013〕185號）[S].