基于規則的變電站設備臺賬校核系統設計研究

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變電站的設備狀況，是統計企業各種類型變電站設備的數量、設備分布情況及其折舊變動情況的重要依據[1]。電網公司管轄的設備數量和種類越來越多，使得電網公司對設備的管理難度不斷增大。隨著社會的不斷發展，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和分配過程必須精準控制[2]。在電力系統中，變電站安裝有各種設備，用于滿足電能分配和輸送等需要，且可以實現對各種設備的監視、測量、保護等操作。由于變電站設備臺賬的數據量較為龐大，通過人工核查的方式，變電站臺賬數據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據質量、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，在現有智能變電站的通信協議和特有的結構下，對二次設備軟壓板數據采集，利用KMP 算法將采集到的數據存儲，依據儲存數據結果校核，校核完成后識別狀態，依據判定規則建模完成智能變電站二次設備軟壓板校核系統設計。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，利用網絡通信模式采集二次安措數據，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，設計了一種基于規則的變電站設備臺賬校核系統。

1 系統設計

1.1 系統總體架構

基于規則的變電站設備臺賬校核系統設計的總體架構如圖1 所示。

圖1 總體架構

由圖1 可知，基于規則的變電站設備臺賬校核系統包含數據存儲模塊、數據處理模塊和數據傳輸模塊[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，系統會將設備的各種信息存入數據庫中，并通過數據傳輸模塊實現新增設備的信息同步[7-8]。根據系統總體架構，分別對變電站設備臺賬校核系統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，基于規則的變電站設備臺賬校核系統的硬件結構主要包括數據庫服務器、應用服務器、Web 服務器和客戶端等[9-10]。Web 服務器主要實現變電站設備臺賬數據的同步傳輸，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]。系統允許多個操作客戶端的人員同時登錄系統，實現對變電站設備臺賬信息的校核等管理。

圖3 系統硬件結構圖

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。根據變電站設備臺賬數據的特點，基于規則，通過字段的方式對變電站設備臺賬數據開展校核工作。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，將校核規則分為兩大類：分別為單字段和多字段[14]。校核規則如下：

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

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

在字段上下限規則中，變電站設備臺賬參數中的某些單個字段數據應該滿足的條件如下：

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

在字段正則表達式規則中，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數據中，某些單個字段數據應該滿足的條件為：

式（3）中，yt代表單個字段數據，代表yt從屬的數據格式，代表正則表達式。

多字段規則為字段關聯規則[16]。在變電站設備臺賬參數數據中，多字段數據應該滿足的條件為：

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

利用上述規則，將需要校核的變電站設備臺賬數據作相應的分類，以實現對變電站設備臺賬數據的校核[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

以某地區的變電站臺賬數據為例，將提出的基于規則的變電站設備臺賬校核系統與文獻[3]方法、文獻[4]方法作對比，以驗證提出的基于規則的變電站設備臺賬校核系統是否可以縮短變電站設備臺賬數據的校核時間。

2.1 實驗過程

首先，搭建實驗環境，基于規則的變電站設備臺賬校核系統的部分相關配置及參數如表2 所示。

表2 系統配置及參數

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

圖7 系統穩定性測試結果

從圖7 中可以看出，同時登錄人數為30 人時，基于規則的變電站設備臺賬校核系統仍能維持的運行時間可達95 h，說明系統有較好的穩定性。在測試通過后，將提出的基于規則的變電站設備臺賬校核系統與文獻[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

采用提出的基于規則的變電站設備臺賬校核系統、文獻[3]方法、文獻[4]方法，分別對該地區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。采用提出的基于規則的變電站設備臺賬校核系統，對該地區變電站設備臺賬開展校核所需時間為4～5 s。通過對比發現，基于規則的變電站設備臺賬校核系統，通過設置相應的校核規則，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

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