基于仿真系統的變電站遠動信息離線驗證技術研究

王夢芝，朱鑫凱，張淦鋒，鐘智棟

（國網浙江省電力有限公司超高壓分公司，浙江 杭州 310000）

隨著國家電網公司調控一體化建設的不斷推進，大量500kV 變電站要求接入省調監控中心。同時，變電站的運行模式已逐漸由“有人值守”轉為“無人值班、遠程集中監控”模式。

數據通信網關機（即遠動裝置）作為主要的通信樞紐，對下與各變電站內間隔層設備進行數據交互，向上與各級調控主站系統進行通信，其正確性與可靠性對電網的運行至關重要。

遠動裝置因運行年限過長或模型容量無法滿足實際運行需要，需在不中斷正常遠動監控下，進行裝置升級更換。更換期間需要確保新舊遠動無縫過渡。新遠動在使用投運前，需進行遠動信息聯調。此項工作是核對新、老遠動裝置的遙測、遙信及遙控信息轉發的一致性，檢驗新遠動裝置與無人值班變電站自動化系統各個部分連接是否正確、規約是否一致、通信是否正常。通常對遙測、遙信及遙控信息點的核對多處是人工核對模式，效率低，容易出現誤操作。

本文針對該問題提出了一種基于仿真系統的變電站遠動信息離線驗證技術，解決了傳統遠動信息聯調驗證過程中遇到的聯調時間長，人員消耗大，信息核對不完善等難題。

1 傳統遠動信息聯調驗證模式

傳統的遠動信息聯調通常采用的驗證方式是不停電驗證，即將新、舊遠動同時接入變電站站控層以及調度通信網絡：遙控轉發表驗證時，調度主站分別對新、舊遠動發送開關的遙控指令，進口測控通過將筆記本連接測控裝置顯示遙控記進行比對判斷，國產測控裝置通過查看裝置面板上的遙控變位以及遙控報文比對判斷；遙測轉發表驗證采用調度端靜態核對；遙信轉發表驗證號采用人工觸發遙信，即短接測控裝置遙信正電源與遙信端子，調度主站監控人員核對遙信光字牌及報文一致性。該種模式下，完成遠動裝置的全部轉發表驗證核對工作需要30~35 個工作日。

圖1 傳統聯調工作原理示意圖

該聯調模式既要兼顧安全性，確保遙控不出口、遙信遙測等信息封鎖，又要降低對變電站實際運維的影響，對現場檢修人員開展工作提出了巨大挑戰。該種聯調模式存在以下問題。

（1）安全風險高。聯調前不僅需要將測控裝置遙控出口回路進行隔離，還需要在調度主站封鎖相應間隔數據，確保聯調時遙信遙測突變影響電網潮流估算。聯調時，檢修人員存在誤碰、誤操作等風險。

（2）周期長。調試工作涉及的內容繁多，調試工作量大。

（3）工作效率低。聯調工作涉及運維、檢修、調度三方。現若有其他檢修工作，會對聯調工作產生沖突、干擾。

針對上述問題，考慮可以通過仿真系統、模擬主站技術代替傳統人工整站聯調作業的方式，以減少聯調時間。

“對不起，這僅是故事中那個敘述者的說辭，盡管我懷疑也摻雜了轉述者亦即小說家的想法，但保證我作為此刻的復述者是客觀的，至少我保持中立。我本人對女性并無不恭。倘若你考慮到敘述者將S定位成一位耽于肉欲的、瘋狂的、近于變態的男人，這樣就好理解多了。還要繼續往下講嗎？”

2 基于仿真系統的變電站遠動信息離線驗證技術原理

遠動改造更換后，在整個監控系統中發生變化的僅在遠動這一環節，可將遠動裝置從整個系統中剝離出來進行離線驗證，以降低聯調工作對實際系統的影響和干擾。

圖2為基于仿真系統的變電站遠動信息離線驗證工作原理。與傳統聯調方式不同，這種方式借助虛擬主站、虛擬測控實現對調度主站、變電站間隔層測控裝置的模擬。虛擬主站其工作本質為規約仿真裝置，仿真遠動接收到的調度主站遙控操作命令，發送IEC-60870-5-104類型報文。遠動（新）和遠動（舊）接收到遙控操作命令后，將命令轉發給虛擬測控。虛擬測控仿真全站遙信遙測信號，發送西門子8FW 規約或IEC-60870-5-103 類型報文，經遠動（新）、遠動（舊）轉換為IEC-60870-5-104 類型報文，上送虛擬主站。報文鏡像捕捉及比對裝置，通過鏡像監聽新舊遠動的上行、下行數據通道，解析比對2 臺遠動通信報文的一致性。

圖2 基于仿真系統的遠動新消息聯調工作原理示意圖

3 變電站遠動信息離線驗證系統框架

參照圖2 工作原理圖，可以研制一套具備調度主站、變電站間隔層測控仿真功能，以及多通信通道鏡像采集解析、自動比對功能的變電站遠動信息離線聯調系統。該系統結構劃分為3 層，物理層用于數據的輸入輸出，支持網絡接口，支持自定義拓展其他類型接口；傳輸層可實現IEC-60870-5-103 規約、IEC-60870-5-104 規約的通信傳輸；應用層實現遙信、遙測、遙控報文的解析比對校核。

該系統具有遠動轉發表導入解析、仿真通道快速建立、遙測仿真、遙信仿真、遙控操作仿真、報文比對校核等功能，并可根據實際需要進行擴展。

（1）遠動轉發表的導入與解析。將遠動裝置的轉發表導入系統后，可自動提取遙信、遙測、遙控轉發表中的邏輯設備及信息點號。

（2）仿真通道建立。啟動103 規約、104 規約仿真程序，模擬調度主站及變電站測控，分別與新舊遠動建立通訊通道。

（3）遙信、遙測仿真。虛擬測控與遠動建立通道后，根據遠動轉發表解析得到的遙信、遙測數據表，逐一仿真遙測遙信信號上送至新舊遠動。

（5）報文比對校核。支持多通道報文的鏡像監聽、記錄、存儲、解析。根據SOE 時標、邏輯設備節點、點號，自動比對新舊遠動上行、下行數據一致性，并生成調試報告。遙測報文比對內容包括：遙測點號、信息名稱、遙測值；遙信報文比對內容包括：遙信點號、遙信名稱、遙信當前分合值；遙控比對內容包括：信息名稱、遙控點號、時標、遙控類型、命令、操作結果等。

4 基于仿真系統的變電站遠動信息離線驗證技術在實際工程中的應用

在實際遠動改造工作中，采用“前期離線驗證+現場典型間隔不停電聯調”的模式。下面以浙江某500kV變電站遠動改造實施過程為例進行闡述。

（1）自動生成新遠動轉發表。應用自動導庫工具將舊遠動配置文件轉換成新遠動適用的格式。在國電南瑞科技NS3000V8 系統中導入NSC300（舊遠動型號）轉換法表，自動匹配NSC300 和NS3000V8 邏輯設備表中的邏輯設備對應關系，生成的公用文件可供新遠動適用。

（2）搭建離線驗證測試網絡。將新舊遠動以及自動對點裝置、報文解析比對PC 機接入網絡，如圖3 所示。

圖3 遠動信息離線驗證網絡圖

（3）建立通信。自動對點裝置模擬主站、模擬測控與新舊遠動分別建立通信。

（4）啟動仿真。自動對點裝置啟動IEC-60870-5-103 規約、IEC-60870-5-104 規約仿真。

（5）報文解析比對。利用調度104client 仿真工具導出新舊遠動上送的遙信、遙測SOE 報文。在excel上編寫函數，將導出的新舊遠動遙信報文（50 個間隔4200 條遙信報文）用excel 宏進行比對，找出錯配、漏配的現象。遙控功能驗證則通過間隔層報文鏡像捕捉解析裝置進行捕捉比對。

（6）搭建現場調試驗證網絡。不停電調試驗證前，需完成全部安措隔離措施。將后臺、新遠動NSC332、舊遠動NSC300、自動對點裝置NSC300A 同時掛到新測試網絡，利用自動對點裝置NSC300A 分別對新的和舊的遠動裝置進行掃描核查，獲取轉發配置，進行新舊對比，保證遙信轉發配置的正確性。自動對點裝置入網后測試網絡圖如圖4 所示

圖4 自動對點裝置入網后測試網絡圖

（7）建立通信。啟動自動對點裝置2 個104 模擬軟件分別與NSC300 遠動和NSC332 遠動通訊。

（8）遙信仿真。在自動對點裝置NSC300A 仿真軟件上點擊設置部分典型間隔進行遙信的發送，遙信發生間隔時間設置為2000ms，實際測試中模擬整張轉發表時，選擇相應轉發表，右鍵單擊，選擇遙信啟動。

（9）遙信核對。不停電聯調驗證時，采用遙測靜態核對。調度主站人員在主站端核對新舊遠動上送遙測值。

（10）遙控驗證。根據專業管理要求，新遠動投運前需完成全部設備的實際遙控試驗。調度主站人員從主站端逐一進行設備遙控，現場檢修人員通過報文鏡像裝置進行核對。

5 結語

本文提供的基于快速對點的變電站遠動改造更換方法，用于解決傳統遠動改造更換過程中因遙信源分散、信號回路手動觸發慢、線纜標識圖實不符等原因導致改造更換耗時耗力的現象，擺脫了人工配合在線開展的工作約束，有效減少了校核工作中的人工作業部分，大大縮減了這項工作的調試周期和調試人員。

該方法已在500kV 變電站遠動改造更換過程中成功應用，可為老舊變電站監控系統改造更換提供參考。