基于電網智能調度控制D 5000系統的全邏輯控制功能及應用研究

陳思旭 范宇航 宋 璟 李 奧

（國網天津市電力公司薊州供電分公司，天津 301900）

0 引言

隨著我國電力行業發展，“建設具有中國特色國際領先的能源互聯網企業”的目標逐步推進，強化電網數字化管控將是以后工作的重點，數字化管控的基礎在于對電網的運行方式進行遠程干預和控制[1]，因此，保證遙控功能正常成為實現數字化管控的關鍵一環，經常性地對設備的可控狀態進行檢查，全面掌握設備遙控可用狀態顯得尤為重要[2]。目前，在保障遙控功能方面存在如下問題：

（1）遙控類操作及時性、準確性要求越來越高，而突發性遙控故障通常只在實際操作時才會被發現，這一問題必將影響電網調度數字化管控水平，必須采用技術手段準確、全面獲取設備監控信息[3]。

（2）監控信息數量日益龐大，在當前技術條件下，要全面、及時獲取設備遙控可用狀態需進行大量重復性工作，實際操作難度高。

（3）智能電網的發展對現實電網調度和監控能力提出了更高的要求。現實電網調度和監控能力與智能電網的發展要求還有差距。

為加快電網數字化轉型，夯實調度數字化管控基礎，立足于監控員日常工作開展遙控功能診斷研究顯得尤為必要[4]。批量遙控功能可以實現對電網控制系統內所有遙控點進行預先批量測試，達到遙控功能診斷的目的，提高系統遙控功能檢查的速度，讓監控人員能更為及時地掌握設備遙控可用狀態；同時也節省了運維人員的工作時間，提高了遙控故障處理響應速度，能防止因電網運行方式調整不及時造成電網事故擴大化，全面提高用戶用電可靠性，提升優質服務水平[5]。

1 技術路線

遙控功能診斷的技術是通過電網智能調度控制系統D5000平臺的消息總線技術、網絡報文分析及二次設備邏輯判斷功能結果來實現的。在電網智能調度控制系統D5000平臺上建立一個獨立的功能模塊，立足于監控人員的日常工作，以智能調度D5000系統為基礎，實現對可控設備遙控功能的批量檢查。

該程序結合運行經驗，總結出影響遙控類操作的幾大類因素，包括主站側遙控檢查從“廠站遙控封鎖”“廠站非集控點”“遙信禁止控制”等維度來檢查操作對象能否進行遙控；再對站端遙控功能進行檢查，從二次測保裝置上讀取控制回路和測保裝置內部狀態的邏輯結果；最后用兩個檢查策略的正則運算結果，得出最終的判斷結論。

2 功能實現

2.1 軟件環境

地調智能電網調度D5000系統主要分3個安全區，即Ⅰ區、Ⅱ區及Ⅲ區，其中Ⅰ區主要負責承載電網實時調度監控相關業務，是D5000系統的最核心環節。而SCADA服務器又稱為數據采集與監視控制服務器，可實現D5000系統數據采集、設備控制、參數計算、告警統計、界面展示等功能，為D5000系統Ⅰ區最核心的運行節點，如圖1所示。批量遙控診斷工具便部署在SCADA服務器中。

圖1 程序運行環境

2.2 程序部署

遙控功能診斷工具（BATCH_CTRL_CHECK）部署于D5000系統Ⅰ區SCADA應用，整體的部署環節主要包括以下兩個部分：

（1）數據表建立。

程序的正常運行離不開數據的存儲，D5000系統的正常運行也需要具有大存儲空間的數據庫作為數據支撐。在遙控功能診斷工具（BATCH_CTRL_CHECK）運行的過程中，主要需建立兩個數據表進行數據寫入及讀取，分別為遙控診斷表BATCH_CTRL_CHECK及模板儲存表GROUP_CHECK_MODEL。

這兩個數據表均建立于系統底層數據庫中，為該程序在運行過程中實現數據讀寫提供存取服務。其中遙控診斷表BATCH_CTRL_CHECK主要負責讀取系統內所有廠站一次設備的數字控制表，當用戶選擇具體需要進行診斷的設備后，該程序便可通過指令對數字控制表進行篩選，并將篩選后的遙控信息存至遙控診斷表BATCH_CTRL_CHECK中，遙控診斷執行完畢后，該表中內容將自動刪除，不會影響下一次執行診斷后的數據寫入；而模板儲存表GROUP_CHECK_MODEL主要用于存儲用戶所設置的遙控模板，不同于遙控診斷表的是，模板不會在執行診斷后直接刪除，而是進行保存，直到用戶在前臺界面手動刪除該模板。

（2）源碼編譯。

執行數據表建立后，便可對BATCH_CTRL_CHECK進行編譯了，由于D5000系統Ⅰ區核心為SCADA服務器，故該系統Ⅰ區源碼機即為該SCADA服務器。作為源碼機，SCADA服務器可對運行在該系統內的其他擴展應用及程序的源代碼進行編譯。一般來說，源碼機中提供了統一的源代碼存儲路徑，該路徑一般為該服務器的bin目錄。首先將BATCH_CTRL_CHECK程序的源代碼投放到該路徑下，并執行源碼編譯；將源代碼編譯完成后，便會在相應路徑下生成該源碼對應的可執行文件；生成的可執行文件會被投放到系統用戶側的工作站內，一般來說，會根據用戶數量進行可執行文件的投放。

至此，該程序的系統部署工作便完成了，用戶可通過可執行文件執行該程序前臺的開啟關閉，并在程序測試環節對該程序進行測試和配置調整。

3 實施效果

3.1 批量遙控預置診斷原理

批量遙控預置診斷工具在運行過程中主要分為3個環節，即點位選取、遙控診斷和結果導出。

在點位選取時，可以根據用戶需求，選擇需要進行遙控測試的點位。當用戶選擇某一廠站時，程序會自動讀取需要進行診斷的遙控點。此外，程序為用戶提供批量遙控預置模板，可將涉及重要用戶、線路檢修的開關設備遙控點位導入模板進行定期診斷。

確定后，便可通過下發批量預置命令進行遙控點檢查。該程序的遙控診斷環節主要分為兩個方面，一是主站側點位診斷，在D5000系統的實時庫內具備數字控制表，表內維護了所有的遙控點，每一個遙控點都關聯了相應的模型ID。在進行主站側診斷時，會通過該模型ID進行設備表查詢，定位具體的開關設備，并判斷定位到的開關設備測點狀態是否滿足遙控要求。若該開關設備的測點信息為“廠站遙控封鎖”“設備禁止控制”“間隔告警抑制”等狀態，程序會默認該設備不可實現控制，返回結果“不通過”。此外，程序還會讀取該廠站前置信息的下行遙控表，并對下行遙控點位進行校驗，若該間隔內某個勾選的開關并非遙控點，或該遙控點點號維護錯誤，則均會返回結果“不通過”。

二是廠站側診斷方面，主要是向廠站遠動設備下發遙控預置報文，并等待廠站遠動設備的報文響應。若廠站返回的響應報文為“通過”，則證明該設備預置成功。在104規約的遙控報文中，主站下達遙控預置命令時，會向廠站遠動設備發送一個類型標識為2e（不帶時標的雙位遙控）、傳輸原因為0006H（激活）的下行預置報文，此時，若廠站端控制回路無問題，則會回復一條類型標識為2e、傳輸原因為0007H（激活確認）的上行報文，表示廠站該點可控，主站前置判定預置成功；若站端遠動設備故障、點位配置錯誤或者測控裝置故障、開關設備未在遠方位置，則該設備無法實現遙控。主站下發預置報文后，廠站端會返回一個傳輸原因為0047H（拒絕響應預置）的上行報文，主站前置判定預置失敗。

在診斷執行過程中，程序將會按照遙控點順序進行遙控測試，并返回每一個點位的診斷結果，再將診斷結果以.csv格式另存到指定路徑。

3.2 批量遙控預置診斷工具的圖形界面及功能

3.2.1 遙控點批量選擇界面

遙控點批量選擇界面主要分為左右兩部分，分別為功能選擇區及檢查對象區，如圖2所示。

圖2 遙控點批量選擇界面

功能選擇區位于遙控點批量選擇界面左側，主要可以實現模板的編輯/保存及刪除、按照間隔選取遙控點以及執行檢查三項功能。當選擇“按間隔選擇”時，程序后臺根據當前用戶所登錄的責任區，按照“責任區—廠站—間隔”形成選擇樹，選擇要檢查的間隔后，雙擊間隔會展開該間隔下可以進行遙控檢查的設備名稱，即可進行選擇。

檢查對象區位于界面右側，當用戶按照模板和間隔選擇設備之后，所選的設備都會顯示在檢查對象模板的列表中；點擊“保存模板”，可以將選定的對象保存成新的模板或者覆蓋已經存在的模板。

3.2.2 遙控點檢查結果輸出

點擊“遙控檢查”后，程序后臺會對被勾選的遙控點進行主站側檢查，并將批量遙控點位發送給前置程序，依次下發遙控預置命令，再根據返回報文判斷預置是否成功，檢查結果包括遙控點總數、檢查通過數和未檢查通過數，此外會將每一個遙控點的檢查結果、未通過原因羅列在下方。該程序具備遙控結果導出功能，以.csv格式另存到指定路徑。

3.3 批量遙控預置診斷工具創新點

（1）實現了批量遙控診斷功能從無到有。在電網運行監視的整體過程中，突發性遙控故障通常只在實際操作時才會被發現，也就是說，若沒有設備操作的需要，設備的可遙控性是無法被調度員觀測到的。該技術實現了批量遙控功能可用性檢查，是一個“化零為整”的質的飛越。

（2）基于原生態系統環境，獲取最可信賴的遙控診斷結果。從“廠站遙控封鎖”“廠站非集控點”“遙信禁止控制”“遙信工況退出”“遙信非實測”等維度來檢查操作對象能否進行遙控，再從站端遙控檢查直接由二次測保裝置上讀取控制回路和測保裝置內部狀態的邏輯結果，最后用兩個檢查策略的邏輯結果進行運算，得出最可信賴的判斷結論。

4 結語

批量遙控功能診斷工具的引入彌補了以往監控人員無法全面掌握設備可遙控性的弊端，極大地簡化了批量遙控檢查煩瑣重復的操作步驟，提高了系統遙控可用性檢查的速度，實現了批量遙控檢查與預置功能。監控人員能更及時、全面地掌握設備當前的可遙控狀態，縮短遙控故障的發現時間；運維人員能及時發現故障并找出遙控失敗的原因，迅速處理遠程控制失敗的故障，防止因電網運行方式調整不及時造成電網事故擴大化，從根本上解決日常狀態下無法發現電網運行支持系統存在問題的安全隱患。