變電站站端自動統計技術的研究與應用

貴州電網有限責任公司電力調度控制中心 劉曉放 陳 勝

江蘇金智科技股份有限公司 楊雁飛

變電站站端自動統計技術的研究與應用

貴州電網有限責任公司電力調度控制中心 劉曉放 陳 勝

江蘇金智科技股份有限公司 楊雁飛

針對變電站自動化系統在線監測需求，闡述了廠站端自動統計的重要性。在遠動裝置和監控主機的角度對自動統計的指標進行分析，對各項指標的實時統計方法和指標量化采集的關鍵問題進行了說明，結合具體實例探討了在遠動裝置端把采集到的指標數據上送給調度主站的過程。

IEC61850；在線監測；自動統計

0 引言

自上世紀末以來，隨著計算機和通信技術突飛猛進的發展，各行各業都在向自動化和智能化發展，而電力系統自動化技術也逐步從局部的、單一功能的自動化，向系統的綜合自動化發展，調度自動化是其中必不可少的一環。概括來講，調度自動化是利用以電子計算機為核心的控制系統和遠動技術實現電力系統調度的自動化，它包括安全監控、安全分析、狀態估計、在線負荷預測、自動發電控制、自動經濟調度等項內容。調度自動化是電力系統綜合自動化的重要部分，它可幫助值班調度人員提高運行管理水平，使電力系統隨時處于安全、經濟運行狀態，保證向用戶提供優質電能[1]。

為了進一步提高站端設備運行效率，貴州電網制定了站端自動化統計技術的實施綱要，具體運行指標包括：遠動終端月平均在線率、遙控使用率、遙控成功率、遙信動作正確率等。如何正確的采集站端自動化統計的指標并傳送給主站，是當前亟需解決的問題。

1 站端自動化統計技術指標

貴州電網對自動化統計運行指標進行了分解，對于廠站端的遠動機和監控主機來說，其上送給主站的指標包括：

（1）遠動裝置平均可用率，監控主機通過和遠動裝置的通信是否中斷來判斷遠動裝置的通信中斷時間，上送給調度主站即遠動裝置的在線時間，通過公式換算即為遠動裝置的平均可用率；

（2）遙控正確動作率，通過監控后臺采集遠動裝置收到的主站遙控命令，并對遙控成功與否實行監控再通過遠動裝置上送給主站，即可實現遙控使用率和遙控成功率兩項指標的收集；

（3）事故遙信正確動作率，監控后臺的合成事故遙信上送給遠動裝置，再通過遠動裝置上送給調動主站，即可以采集到遙信動作正確率。

2 站端自動化指標實時統計方法

站端自動化指標自動統計項目可以實現在調度遠方對遠動裝置的運行工況、監控主機和遠動對裝置的遙控執行狀況、事故遙信的正確動作率進行實時監控，并可以把這些信息長期保存，通過跟蹤上述指標并對其量化分析，在調度端就可以得到遠動裝置和監控主機的健康狀況的量化指標、裝置對遙控命令的執行成功率、以及事故遙信的正確率，有助于調度遠方清楚的了解各自動化變電站的實際運行情況。貴州電網對各項指標的要求如下：

2.1 遠動裝置平均可用率

（1）遠動機與監控主機間通過心跳報文通信。

（2）監控主機通過心跳，判斷各遠動機的工作狀態。一旦某臺遠動機心跳報文中斷，則認為該遠動異常。心跳報文恢復時，認為該遠動恢復正常工作。

（3）監控機實時統計每臺遠動的中斷累計時間，以及全站遠動中斷時間（各遠動同時中斷累計時間之和），精確到分鐘。過24時后，累計值清零，重新統計。

（4）監控機將前天A機中斷時間、前天B機中斷時間、前天雙機同時中斷時間、昨天A機中斷時間、昨天B機中斷時間、昨天雙機同時中斷時間，通過報文交付遠動機。

（5）遠動機在送調度中心的遙測信息中加入六個點，分別為監控機送來的六個中斷時間，由遠動機上送主站。

（6）主站計算前一天遠動裝置可用率，并可按周、月等周期統計。

（7）心跳報文中斷或異常的時間門檻統一按5min設置。

2.2 遙控正確動作率

（1）參與遙控統計的設備包括全站開關、刀閘。

（2）遠動機接收到各主站遙控命令后，將遙控執行指令信息轉通知監控后臺。

（3）監控后臺立即對遠方遙控是否正確動作進行監視。監控后臺分析當前遠動遙控信息，通過監控系統中遙控與遙信的關聯關系，獲得該遙控設備對應的位置遙信。若位置按預期變化，則認為遠方遙控成功，否則認為遠方遙控失敗。

（4）監控后臺發出遙控命令后，通過設備相關信息判斷遙控是否成功。

（5）監控后臺匯總遠方遙控信息，以及從監控后臺發起的遙控信息。對本站遙控次數、遙控正確次數進行實時統計。過24時后，累計值清零，重新統計。

（6）監控將前天遙控次數、前天遙控正確次數、昨天遙控次數、昨天遙控正確次數，通過報文，交付各遠動機。

（7）遠動機在送調度中心的遙測信息中加入四個點，分別為監控機送來的四個次數，由遠動機上送主站。

(8）主站計算前一天遙控正確動作率，并可按周、月等周期統計。

2.3 事故總遙信正確動作率

（1）事故遙信，采用多源生成原則。

（2）站內兩臺監控主機，分別合成事故遙信，上送給遠動裝置。

（3）裝置本身也合成計算一個事故遙信點，同時接受來自兩臺監控主機的事故遙信點信息。

（4) 遠動機將這三個不同源計算產生的事故遙信點，上送給主站，主站可以根據三取其二認為是正確事故遙信點的原則，結合遠動機的自身產生的事故遙信點，來統計事故遙信的正確動作率。

2.4 其他問題

（1）數據更新周期：監控主機送遠動機的數據每30min更新一次。

（2）統計結果在監控機當地保存三個月。

3 站端自動化指標采集的實現方案

為了實現站端自動化指標的自動統計的目的，首先需要制定監控主機和遠動裝置的通信方案，以及遠動裝置上送給調度統計指標所使用的規約。另外，遠動和監控主機對遙控命令是否執行成功，通過關聯的遙信點來加以判斷，并實現主備機的數據同步。最后，監控主機要把主機的事故遙信點送給遠動裝置，遠動裝置把自己的事故遙信點同監控主機和備機的事故遙信點同時上送給調度。

遠動裝置和監控主機通信時，我們都假設對方為一臺虛裝置，通過IEC61850標準規約通信。遠動裝置的CID包括今天、昨天和前天的遙控次數和遙控正確次數，并把這些信息交付給監控主機統計，遠動裝置的CID文件如下：

把需要統計的遙控數據打包入一個數據集，通過報告控制塊送給監控主機[2]。

由于要統計遠動裝置的平均可用率，所以監控主機要實時監視遠動裝置和自己的通信鏈路，當通信斷開時就把斷開的時間累加，精確到分鐘，并把這些時間送給遠動裝置；同時，監控主機還要把自己的遙控次數及遙控正確次數和遠動裝置送達的相應數據累加求和，同時上送自己的遙信事故總信號，把這些數據通過數據集打包送給遠動裝置，監控主機的CID文件如下：

監控主機把數據送給遠動裝置，就實現了遠動裝置和監控主機互為虛裝置的功能[3]。當遠動裝置和監控主機下發遙控命令時，不論遙控命令執行成功，可以通過關聯的遙信位置是否變位來判斷，遙控成功或者失敗都可以把結果加入到相應的統計數據中。

自動化變電站往往是主備機同時運行，執行遙控命令的遠動裝置是主機，所以這里要實現主備機對統計數據的同步，避免因為主機重啟而數據丟失的問題，同時，監控主機和監控備機也存在這個問題。這里解決的方法是把統計數據保存到外部文件中，可以隨時讀取重寫，并在數據變化后把該文件同步到備機，這樣就解決了雙機數據同步問題。

最后遠動機上送整合的數據給調度時，我們采用在IEC104規約中加入相應的遙測和遙信點的方法，這樣既不會破壞以前的通訊鏈路，也達到了數據上送的目的，對正在運行的變電站的影響降到了最低。

4 總結

通過對站端自動化運行指標進行實時統計，可以為調度人員提供更加智能的監測手段，為運行維護人員提供技術參考與維護依據，運維人員可以及時發現問題，迅速進行排查消缺并通報搶修人員，有效減少故障排查時間，提高故障解決能力，為調度自動化系統今后的高質量運行提供了有效的技術支持，進而提高了供電安全水平和調度自動化管理水平。

[1]金湘力．GPS對時功能在電力自動化中的應用[J]．電力科學與工程,2010,26(4):41-44．

[2]王德文,閻春雨．變電站在線監測系統的一體化建模與模型維護[J]．電力系統自動化,2013,37(23):78-82．

[3]朱林,王鵬遠,石東源．智能變電站通信網絡狀態監測信息模型及配置描述[J]．電力系統自動化,2013,37(11):87-91．

Research and Application of Automatic Statistics Technology For Power System

LIU Xiao-fang①,CHEN sheng①,YANG Yan-fei②
（①Power Dispatch Center of Guizhou Power Grid Co.，Ltd Guizhou Guiyang 550002;②Wiscom System Co.，Ltd Jiangsu Nanjing 210000）

The importance of automatic statistics is expounded based on online monitoring requirement of integrated automation system for power system. Several factors about real-time statistical and index collection are analyzed ，which is based on telecontrol equipment and surveillance system. The whole process of data acquisition and transmission to the power dispatch center is discussed ，combining with real case.

IEC61850；online monitoring；automatic statistics