地區一體化保護及故障信息系統建設

焦東悅

摘 要：為適應智能電網和“大運行”體系建設的需要，滿足電網調控一體化建設和運行的要求，提高電網調控的信息化、自動化、互動化水平，推進電網調控技術支持系統標準化建設，國網福州供電公司著手建設“一體化保護及故障信息系統”。基于CC2000A一體化平臺建設，采用面向服務的體系架構、面向設備的標準模型和統一的可視化界面等國際前沿技術，全面提升調控一體系統的在線化、精細化、一體化水平。

關鍵詞：大運行；一體化；保護；故障信息

引言

智能電網建設目標中要求系統應具有智能化、自動化、流程化和交互性。在調控一體的工作模式下，在福州電網調控一體化平臺基礎之上，引入具有智能防誤校驗、裝置故障報警一體化監視、交互性約束和提高工作效率的技術手段，形成一套一體化保護及故障信息系統工作平臺。利用科學的方法，杜絕各類誤調度和誤遙控的發生、提高電網控制的效率，提高調控一體模式下的對電網監視、控制能力，使調度、監控工作更為安全、高效，推進調控一體模式向智能化方向發展。

1 總體設計

一體化保護及故障信息系統對二次設備數據模型和調控數據模型進行一體化整合，形成調控和保信一體化數據模型。一體化數據模型下裝到保信一體化實時庫。SCADA數據由保信數據交互服務發送給保信端數據處理程序，同步到一體化實時庫。保信需要轉發保信報警信息給調控系統，由保信端數據處理程序發送給調控端數據交互服務，調控交互服務分則同步到SCADA實時庫。保信端有單獨數據采集鏈路，負責保信數據采集。

一體化保護及故障信息系統部署在一區，以CC2000A調控一體化系統為基礎平臺。該平臺通過消息總線和服務總線進行消息交互，通過case服務、權限服務、圖型管理服務、中間層服務、文件服務和告警服務等一系列的服務為調控一體化系統和保信系統相關功能提供支撐。在實現一體化保護及故障信息系統的過程中，將保信裝置系統中的狀態監視、實時告警監視、裝置定值管理和裝置歷史信息存儲功能通過模型一體化、庫一體化和圖型一體化，在原調控系統中實時告警監視、歷史告警查詢、告警匯總、事故簡報模塊中實現，從而形成一個一體化的Ⅰ區系統。

該系統最突出的特點是保護及故障信息系統和調控基礎平臺的一體化。主要包括：電網模型描述一體化、基礎平臺一體化、圖型及監視界面一體化、控制功能一體化和權限管理一體化。

2 功能結構

（1）在調控中心增設4臺服務器。2臺服務器用于數據采集，互為備用，2臺服務器用于保信計算和數據交互，互為備用；（2）數據采集服務器：作為福州地區一體化保護及故障信息功能的變電站保信子站信息采集功能硬件平臺。（3）保護信息服務器：作為福州地區一體化保護及故障信息功能的公共硬件平臺，為系統軟件提供保信數據處理及監控硬件平臺；（4）系統網絡：系統網絡不建設獨立的專用網絡，共享調控一體化技術支持系統的網絡硬件資源和IP資源。

3 保信系統監視控制

主站系統以IEC61850和IEC61970的基礎建模，并兼容傳統103模型，故能很好地兼容103和61850規約，提供適應103規約和61850規約的分布式多前置模式。在子站接入量較大的情況下，根據現場實際情況，合理分布子站接入任務，實現負載均衡。主站系統設計中引入了分層的設計模式，最底層是通信介質的設備管理層，依次框架層，規約解釋層，數據處理層。通過設備層和框架層的管理，可以實現通道的有效管理，而屏蔽了通信介質特性、通道模式等，從而為通道級的冗余備份技術，即通道的動態切換、熱備技術提供了基礎。規約層可以動態解析不同的規約，從而支持不同規約通道切換的可能，實現了裝置與通道/規約的路由技術。前置服務節點采用分組技術，每組配置冗余節點，組內節點互為備用，不同組則分擔不同的通道數據處理，一般情況下在組內完成通道級的動態熱備切換，在節點故障情況下，則能實現不同節點的熱備切換，在嚴重情況下，如整組節點出現故障的極端情況，不同節點組也可以實現熱備切換，從而極大地提高了可靠性。對于大數據量的系統，采用前置分組技術，多前置組配置，各前置組獨立運行，實現了基于通道的數據分流和負載分擔，而組內、組間多重冗余備份技術則提供了極高的可靠性。

4 保信遙控防誤機制

一體化保護及故障信息系統在進行遙控操作時，為了防止誤操作，采取了以下手段保證操作的正確性和規范性：（1）通過權限管理模塊對相應的有遙控操作權限的用戶賦予相應電壓等級、廠站和間隔權限，對相應的保護裝置有操作權限。同時，賦予該操作用戶定值區切換、軟壓板投切和裝置復歸等權限；（2）進行對相應裝置的遙控操作時，首先需相應用戶用自身賬號和密碼進行登錄，防止非登錄用戶進行遙控操作，保證權責一致性和安全性；（3）遙控操作用戶登錄后進行選點操作，防止登錄用戶選點不正確，發生誤操作情況；（4）遙控操作用戶選點完成后進入下一界面進行遙控預置，若預置不成功，相應的遙控操作中斷；（5）遙控操作用戶遙控預置完成后進行遙控操作校核，若遙控校核不成功，相應的遙控操作中斷；（6）上述權限操作完成后，遙控操作完成。

5 工作流程管控

一體化保護及故障信息系統的工作流程管控包括軟壓板投退、定值區區號切換、定值區切換、裝置復歸、軟壓板召喚、定值區區號召喚等。其中，軟壓板召喚、定值區區號召喚為保信召喚上行流程，軟壓板投退、定值區區號切換、定值區切換和裝置復歸為下行流程。

在保信上行和下行工作管理流程中，操作遵循以下標準和規則：（1）必須從具有相應控制權限的工作站上才能進行相應操作。（2）上行和下行操作必須有操作人員、監護人員口令，遙控操作復核應輸入廠站名、間隔名、開關編號或復選確認，以防誤選點。（3）下行操作必須有返送校核，同時按選點、校驗、執行三個步驟進行。（4）不同工作站同時對一個設備進行控制的情況將被閉鎖。（5）下行操作控制支持采用遙控操作的單、雙監護。（6）上行下行操作可以針對點、間隔、廠站進行閉鎖，提升遠方操作的管理水平。

6 技術特點及創新點

國內首批完全基于CC2000A一體化平臺，在原有SCADA基礎上擴展保信子站集中監控功能，實現一體化建模，一體化采集，一體化維護，一體化權限管理，一體化人機展示，一體化智能告警等功能，填補了CC2000AEMS系統在保信子站集中監控功能上的空白。

國內首次在一體化建模的基礎上，基于CC2000A基礎平臺提供的消息總線、服務總線等標準通信方式，實現了調控遙控操作與保信子站遙控操作實時閉環流程控制，滿足遠方遙控操作全過程閉環管控的要求。開發了保信子站信息點表自動導入工具，實現與信息點表審核流程的自動閉環，點表自動審核、關聯、錄入較大程度上減少人工維護出錯的可能，引入遙控點表固化工具，滿足了保信子站信息錄入安全性、可靠性的要求。首次基于同一供電路徑設備狀態的依賴關系，采用智能判別推理技術，實現了保信裝置間隔模型自動成圖和微拓撲異常實時監控。

7 結束語

針對福州地區一體化保護信息系統軟件運行的實際需求，研究了新一代調度自動化系統關鍵技術，采用國際標準、先進的計算機及信息技術，系統遵循“統一標準、統一平臺、統一模型”為基礎，實施“技術融合、專業融合、信息統一、應用統一”的設計原則，開發了數據采集信息分流、支持海量數據處理的一體化基礎平臺、一體化電網模型、一體化調控功能、流程化遠方操作安控機制、一體人機展示系統等核心功能。可有效提高電網運行和監控運行水平、適應調度監控一體化運行體系建設的需要。

參考文獻

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