提高廠站接入主站調(diào)試效率的方法

石文江，李 論，洪一云

（國網(wǎng)大連供電公司，遼寧 大連 116011）

提高廠站接入主站調(diào)試效率的方法

石文江，李 論，洪一云

（國網(wǎng)大連供電公司，遼寧 大連 116011）

針對新建變電站與調(diào)度主站之間自動化系統(tǒng)聯(lián)調(diào)時間不足和現(xiàn)場軟報文信號難以模擬等影響調(diào)試驗(yàn)收質(zhì)量和效率問題，提出了應(yīng)用便攜式模擬調(diào)度主站進(jìn)行新建廠站的離線調(diào)試，實(shí)現(xiàn)正式通道提供后新建變電站與調(diào)度主站之間只需要進(jìn)行信號抽檢驗(yàn)證工作，大幅壓縮了主廠站在線聯(lián)調(diào)時間；另外還提出了基于報文重放原理的軟信號端子排技術(shù)實(shí)現(xiàn)軟報文信號的重復(fù)模擬，大幅提高了廠站與多個調(diào)度主站間的遠(yuǎn)動規(guī)約信息點(diǎn)表的對試效率。

調(diào)度自動化系統(tǒng)；智能變電站；GOOSE；遠(yuǎn)動規(guī)約；遙信

隨著接入調(diào)度主站的廠站數(shù)量增多，尤其是智能變電站和大量配電自動化終端的接入，造成主站圖庫制作及“四遙”（遙信、遙測、遙控、遙調(diào)）的傳動試驗(yàn)工作量急劇增加，而新建廠站的遠(yuǎn)動通道提供的時間又較晚，例如：基于OPGW光纖通信的遠(yuǎn)動通道需要等到站外線路形成后才能開通，也就是遠(yuǎn)動通道形成的時間已臨近變電站的送電時間，這留給主廠站聯(lián)調(diào)時間很短。另外智能變電站采用GOOSE報文進(jìn)行信號傳遞，由于缺少常規(guī)變電站的二次接線端子排，不能采用端子排短接方式產(chǎn)生所需的信號，導(dǎo)致智能站在與多個調(diào)度主站間的重復(fù)信號傳遞試驗(yàn)也不得不依靠一二次設(shè)備的實(shí)際動作來觸發(fā)所需要的信號，因此智能站的試驗(yàn)環(huán)節(jié)復(fù)雜，周期長。如何有效地提高新建廠站接入調(diào)度主站的調(diào)試效率，大幅壓縮調(diào)試時間，同時保證施工質(zhì)量，不給運(yùn)行階段留下隱患，是當(dāng)前調(diào)度自動化系統(tǒng)在接站調(diào)試中需要解決的迫切問題。文獻(xiàn)［1-3］分別闡述了智能變電站GOOSE報文實(shí)時在線解析方法和調(diào)度主站報警實(shí)時分類指示的一種方式，文獻(xiàn)［4］總結(jié)了101遠(yuǎn)動規(guī)約在工程應(yīng)用中的互操作經(jīng)驗(yàn)；文獻(xiàn)［5］介紹了104遠(yuǎn)動規(guī)約在集控中心中的應(yīng)用；文獻(xiàn)［6］探討了GOOSE報文的過濾方法；文獻(xiàn)［7］提出了基于WINPCAP網(wǎng)絡(luò)開發(fā)包開發(fā)GOOSE報文捕獲工具的方法，本文在這些文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出了依據(jù)實(shí)錄報文進(jìn)行特定信號報文重放的方法實(shí)現(xiàn)軟信號端子排功能來提高信號重復(fù)試驗(yàn)的效率，并減少一次設(shè)備實(shí)際動作的次數(shù)；采用便攜式模擬調(diào)度主站進(jìn)行新建廠站的離線調(diào)試，在線對試時只需進(jìn)行信號抽檢驗(yàn)證工作，在保證調(diào)試質(zhì)量的前提下減少了主站和廠站間的在線聯(lián)調(diào)時間。

1 調(diào)度自動化系統(tǒng)施工調(diào)試特點(diǎn)

1.1 廠站端

廠站端綜合自動化系統(tǒng)（以下簡稱綜自）的典型調(diào)試流程如下：①綜自系統(tǒng)硬件環(huán)境搭建（如：組屏、電纜連接、網(wǎng)絡(luò)連接、上電等）；②設(shè)備單體配置與調(diào)試（如：總控、間隔測控、后臺機(jī)等的配置）；③后臺機(jī)圖庫制作；④后臺機(jī)與間隔設(shè)備聯(lián)調(diào)；⑤綜自與其它一二次設(shè)備的傳動試驗(yàn)、信息正確性驗(yàn)證；⑥綜自網(wǎng)關(guān)機(jī)（如：總控、遠(yuǎn)動機(jī)等）與各調(diào)度主站（如：省調(diào)、地調(diào)、集控中心、縣調(diào)等）進(jìn)行遠(yuǎn)動通道調(diào)試、遠(yuǎn)動規(guī)約調(diào)試、四遙信息點(diǎn)表對試、一二次設(shè)備遙控傳動試驗(yàn)。

1.2 主站端

主站端圖庫生成與測試的典型流程如下：①在數(shù)據(jù)庫中建新站；②進(jìn)行圖形、圖元編輯，并將圖與新站關(guān)聯(lián)；③錄入圖元（如斷路器等）的屬性，圖形編輯器將這些屬性寫入數(shù)據(jù)庫（如Oracle）的主表（如設(shè)備表），圖元自動與數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)；④由圖元間的連接關(guān)系形成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系并存入數(shù)據(jù)庫；⑤由數(shù)據(jù)庫觸發(fā)器基于主表生成遙信與遙控的關(guān)系表、前置測點(diǎn)遙信表、前置測點(diǎn)遙測表及其它關(guān)系表；⑥修改通信參數(shù)和配置規(guī)約，設(shè)置遙信、遙測、遙控信息點(diǎn)表的收發(fā)序號；⑦與廠站端進(jìn)行規(guī)約調(diào)試及遙信、遙測對試和遙控傳動試驗(yàn)。

1.3 主站與廠站聯(lián)調(diào)

隨著廠站端自動化水平的提高和無人值班管理，廠站上傳主站的信號量激增，一座25個間隔的常規(guī)綜自變電站的信號量通常為1 000～2 000條，遙測量100～200條，遙控點(diǎn)數(shù)20～80個，智能變電站的信號量會更多。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，1座智能站的調(diào)試驗(yàn)收工作往往需要1周左右的時間才能完成遙信信號逐點(diǎn)對試和每個遙測精度的加量校核工作，而這些工作以往均需要在主站與廠站間的聯(lián)調(diào)過程中才能完成，而新建廠站遠(yuǎn)動通道的提供時間往往難以滿足這一要求，導(dǎo)致在現(xiàn)實(shí)工作中許多信號試驗(yàn)不能全面進(jìn)行，有些問題甚至被留到新站送電后繼續(xù)解決，這顯然不利于電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2 提高主廠站聯(lián)調(diào)效率的方法

2.1 便攜式模擬調(diào)度主站

2.1.1 技術(shù)優(yōu)勢

由于調(diào)度自動化主站的前置系統(tǒng)投運(yùn)后其通信程序?qū)㈤L時間保持不變，否則會涉及在運(yùn)廠站的重新調(diào)試問題，因此搭建一個便攜式模擬調(diào)度主站用于新建廠站在遠(yuǎn)動通道形成前的離線調(diào)試將會取得事半功倍的效果，既能保證充足的調(diào)試時間，又能有效減少主廠站間在線聯(lián)調(diào)時間，并且1臺筆記本電腦可實(shí)現(xiàn)多個調(diào)度自動化主站的模擬，使用起來很方便。

2.1.2 實(shí)現(xiàn)的方法

最佳方法是在調(diào)度自動化主站系統(tǒng)建設(shè)的時候能夠同步提供模擬調(diào)度主站的前置通信軟件包，并隨系統(tǒng)的升級而更新。模擬調(diào)度主站需要嚴(yán)格復(fù)制真實(shí)主站的兩大功能：遠(yuǎn)動規(guī)約通信程序、入庫文件的參數(shù)及圖形效驗(yàn)程序，并同步提供簡單的規(guī)約配置、點(diǎn)表對試、遙控命令下發(fā)、效驗(yàn)結(jié)果輸出的調(diào)試界面。具體做法是：將實(shí)際在運(yùn)的主站前置系統(tǒng)遠(yuǎn)動規(guī)約處理程序移植到筆記本電腦中，用于廠站的離線調(diào)試，驗(yàn)證信息點(diǎn)表的正確性。另外，模擬調(diào)度主站的筆記本電腦需支持串口和網(wǎng)絡(luò)兩種通信方式，因?yàn)槟壳爸髁鬟h(yuǎn)動通信規(guī)約主要是串口101和網(wǎng)絡(luò)104（IEC 60870-5標(biāo)準(zhǔn)），其中101規(guī)約的功能集主要有：總召、分組召、對時、讀點(diǎn)、鏈路控制等，101規(guī)約通信參數(shù)設(shè)置主要有：奇偶校驗(yàn)、波特率、站地址等；104規(guī)約的主要參數(shù)有：IP地址、端口號、傳送原因字節(jié)數(shù)、信息體公共地址字節(jié)數(shù)等。遙信類型主要有：單點(diǎn)、雙點(diǎn)、SOE，遙測類型主要有：歸一化值、短浮點(diǎn)數(shù)，遙控類型主要有：單點(diǎn)、雙點(diǎn)。由于在主廠站聯(lián)調(diào)過程中如果發(fā)現(xiàn)通信規(guī)約和文件校核中出現(xiàn)問題往往需要廠站端修改程序，這類問題往往需要較長時間才能解決，所以這類問題必須及早發(fā)現(xiàn)和處理，這也是采用模擬調(diào)度主站的優(yōu)勢所在。當(dāng)新建廠站與模擬調(diào)度主站完成規(guī)約調(diào)試及信息點(diǎn)表校核后，再通過正式的遠(yuǎn)動通道與實(shí)際調(diào)度主站對接時只需進(jìn)行信號的抽檢及遙控實(shí)際傳動驗(yàn)收工作，廠站與主站之間的在線聯(lián)調(diào)時間將顯著減少，1天時間就足夠完成這些工作。

2.2 軟信號試驗(yàn)端子排

2.2.1 技術(shù)優(yōu)勢

隨著變電站自動化程度的提高，信號量越來越大，傳統(tǒng)采用二次電纜和端子排的信號接入方式（硬接點(diǎn)）由于屏體的數(shù)量和尺寸大小的限制難以適應(yīng)這一發(fā)展，因此廠站端的信號接入方式越來越多地采用串口103、網(wǎng)絡(luò)104和網(wǎng)絡(luò)GOOSE規(guī)約報文，俗稱軟信號，軟信號的容量巨大，如網(wǎng)絡(luò)104規(guī)約可容納16 383個遙信，但它也給現(xiàn)場調(diào)試帶來一個大問題：看不見、摸不著，不能像傳統(tǒng)硬接點(diǎn)信號可通過在端子排上短接的方法觸發(fā)所需要的信號，在大量重復(fù)進(jìn)行的信號傳動試驗(yàn)中，軟信號的對試?yán)щy且周期長的問題十分突出。因此采用軟信號試驗(yàn)端子排來模擬傳統(tǒng)端子排的功能會給現(xiàn)場的調(diào)試驗(yàn)收工作帶來方便。

2.2.2 軟件實(shí)現(xiàn)方法

基于已有實(shí)錄報文由獨(dú)立軟件模擬生成特定信號的檢修報文。下面給出一個具體實(shí)例——智能變電站GOOSE報文動態(tài)在線解析與重放軟件，它的功能模塊見圖1，該軟件將需要模擬的特定信號與歷史試驗(yàn)記錄相比對，確認(rèn)有其試驗(yàn)成功記錄后讀取實(shí)錄報文，再進(jìn)行該信號的GOOSE測試報文重放。GOOSE報文重放的最終目的是產(chǎn)生特定信號的遠(yuǎn)動規(guī)約報文并上傳調(diào)度主站，為了保證變電站安全，報文中測試TEST標(biāo)志設(shè)置為TRUE，即重放的報文為檢修狀態(tài)的測試報文以別于正常運(yùn)行報文，同時將報文頭和信號的發(fā)生時間替換為當(dāng)前時間，將重放的GOOSE報文中特定信號狀態(tài)設(shè)置為“1”，其它信號狀態(tài)設(shè)置為“0”，以便于調(diào)度端進(jìn)行信號對試，提高對試效率。

圖1 GOOSE報文動態(tài)在線解析與重放軟件功能模塊圖

2.2.3 硬件實(shí)現(xiàn)方法

具體實(shí)例見圖2。裝置采用單片機(jī)、LED矩陣、輕觸按鍵矩陣實(shí)現(xiàn)體積和面積小且容量大的軟信號調(diào)試端子排，通過按鍵向單片機(jī)產(chǎn)生中斷，并由LED燈指示序號，再由單片機(jī)通過串口和光隔向軟信號發(fā)出裝置傳遞特定信號的模擬試驗(yàn)請求，由軟信號發(fā)出裝置產(chǎn)生該信號的檢修測試報文。該方法特別適于在新建廠站中推廣。

圖2 一種軟信號試驗(yàn)端子排原理圖

3 結(jié)束語

便攜式模擬調(diào)度主站可以有效解決新建變電站在正式遠(yuǎn)動通道提供前的主廠站離線聯(lián)調(diào)問題，保證了施工質(zhì)量，壓縮了在線聯(lián)調(diào)試間；軟信號端子排技術(shù)為智能變電站的信號調(diào)試提供了一種高效的手段，將來該項(xiàng)技術(shù)會被智能電子設(shè)備IED裝置廣泛采用。

［1］ 石文江，隋 珺，朱亮亮.GOOSE實(shí)例報文解析及過程層調(diào)試要點(diǎn)［J］.東北電力技術(shù)，2012，33（3）：33-37.

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A Method to Improve the Debugging Efficiency of Station?Access?Master in Dispatching Automation System

SHI Wen?jiang，LI Lun，HONG Yi?yun
（Dalian Electric Power Supply Company，Dalian，Liaoning 116011，China）

A portable dispatching master simulation station is used for off-line joint debugging to resovle the poor efficiency that exists in new stations accessing master station，when the formal communication channel is provided，there is only signal sampling inspection work remained.A kind of message signal simulation terminal board is introduced to message signal's simulation.These methods can im?prove the joint debugging efficiency between new stations and master station significantly.

Dispatching automation system；Intelligent substation；GOOSE；Telecontrol protocol；Telesignalling

TM63；TM76

A

1004-7913（2015）06-0024-03

石文江（1970—），男，碩士，高級工程師，從事自動化運(yùn)檢專責(zé)工作。

2015-03-20）