新建集控中心信息核核系統(tǒng)建設(shè)

新建集控中心信息核核系統(tǒng)建設(shè)

天津高壓供電公司的新建供電是按無人模式建造的，有人壽的供電也是按照無人壽的模式重建的。隨著大量無人值守變電站的投運,原有集控中心的接入容量已接近理論極限,如何保證新建集控中心數(shù)據(jù)庫的遙信、遙測、遙控量與各個子站的遠(yuǎn)動機(jī)遠(yuǎn)傳碼表一致,并下達(dá)唯一正確的遙控命令,是新建集控中心投運前需要解決的一個難點。本文結(jié)合天津高壓供電公司實踐情況,選取比較有代表性的兩個廠家的監(jiān)控系統(tǒng)(帶前置機(jī)的DF1700監(jiān)控系統(tǒng)和全以太網(wǎng)的PS6000監(jiān)控系統(tǒng)),詳細(xì)闡述了新建集控中心“四遙”(遙測、遙信、遙控、遙調(diào))信息與站端的核對方法,其他廠家的監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與這兩種系統(tǒng)基本類似,“四遙”信息核對方法與這兩種系統(tǒng)也大致相同。1統(tǒng)一遠(yuǎn)傳系統(tǒng)目前,天津高壓供電公司各子站內(nèi)裝有兩臺遠(yuǎn)動裝置,分別通過調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)的實時子網(wǎng)連接集控中心的主備前置服務(wù)器。站內(nèi)兩臺遠(yuǎn)動裝置獨立運行,任意一臺遠(yuǎn)動都允許建立多個獨立TCP連接,分別與集控中心的主備服務(wù)器連接,從而保證遠(yuǎn)傳系統(tǒng)的高可靠性。網(wǎng)絡(luò)通道規(guī)約采用DL/T634.5104—2002(以下簡稱天津104)(標(biāo)準(zhǔn)DL/T634.5104—2002目前已被DL/T634.5104—2009替代——編者注),新建一條備用模擬通道,傳輸規(guī)約采用DL/T634.5101—2002(以下簡稱華北101),傳輸速率為1200bit/s。1.1間通信設(shè)備及應(yīng)用帶前置機(jī)的DF1700監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖1所示,DF1710、DF1710A為前置機(jī)。圖1(a)所示為測控裝置均為同一廠家生產(chǎn)的情況,包括DF1720、DF1721、DF1722、DF1725等,各個間隔測控裝置將采集到的“四遙”信息傳送給前置機(jī),然后由前置機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)后臺歷史服務(wù)器和遠(yuǎn)動工作站。其中間隔層與前置機(jī)之間采用的FDKBUS總線是東方電子公司自行開發(fā)的一種針對變電站綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)通信用的嵌入式網(wǎng)絡(luò),其特點是高速、對時精度高、可靠性高和成本低。CANBUS總線具有強有力的檢錯功能以及優(yōu)先權(quán)和仲裁功能,非常適合在高噪聲干擾環(huán)境中及需要快速實時處理的場合下使用。將兩者結(jié)合起來,以提高對系統(tǒng)突發(fā)事件的處理能力,保證數(shù)據(jù)通信的實時性和準(zhǔn)確性。各間隔測控裝置與前置機(jī)間通信規(guī)約為FDK規(guī)約或新FDK規(guī)約,前置機(jī)與后臺服務(wù)器及遠(yuǎn)動工作站通信規(guī)約為網(wǎng)絡(luò)DISA、SC1801等。圖1(b)中測控1至測控n為不同廠家的測控設(shè)備,如站控層采用DF1700、PS6000、CSC2000、NSC200、RCS9000等監(jiān)控系統(tǒng),間隔層采用DF系列、PSL系列、RCS系列、CSC系列或者西門子7SJ系列等保護(hù)測控裝置。規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置將各廠家設(shè)備采集的“四遙”信息轉(zhuǎn)換成站控層所用規(guī)約并傳動到后臺服務(wù)器和遠(yuǎn)動工作站,其余與圖1(a)所示情況相似。1.2基于雙以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)的“四遙”通信全以太網(wǎng)的PS6000監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖2(a)為測控裝置是同一廠家生產(chǎn)的情況,包括PSL641、PSL642、PSR651、PSR652、PSR660等,站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)采用雙以太網(wǎng)結(jié)構(gòu),保證信息的準(zhǔn)確傳輸。各個間隔測控裝置將采集到的“四遙”信息直接傳送給后臺服務(wù)器以及遠(yuǎn)動工作站,傳輸規(guī)約為基于IEC60870-5-103的南自以太網(wǎng)103。圖2(b)為測控裝置是不同廠家生產(chǎn)的情況,各廠家測控裝置的規(guī)約轉(zhuǎn)換功能及雙網(wǎng)冗余功能均由PSX643完成。1.3專網(wǎng)通道與專線通道天津高壓供電公司原有的集控中心采用DF8002監(jiān)控系統(tǒng),新建集控中心均采用OPEN3000監(jiān)控系統(tǒng)。新建集控中心有四臺前置服務(wù)器,兩臺用于數(shù)據(jù)專網(wǎng)通道,另兩臺用于專線通道。專網(wǎng)和專線的兩臺前置機(jī)分別互為主備關(guān)系,而專網(wǎng)通道和專線通道又互為主備關(guān)系。新建集控中心主干網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖3所示。2對集控中心的要求由于新老集控中心為不同廠家產(chǎn)品,軟硬件條件、組網(wǎng)方式等均有較大區(qū)別,所以新建集控中心數(shù)據(jù)庫無法借用老集控中心的數(shù)據(jù)庫,只能采用新建的方法。這使得新建集控中心與站端進(jìn)行“四遙”信息的核對顯得尤為重要和迫切。為了實現(xiàn)集控中心的監(jiān)視控制功能,所有信息量均需與站內(nèi)后臺核對,并且是在不影響站內(nèi)一次設(shè)備運行的前提下進(jìn)行。這就需要制定周密的組織措施、技術(shù)措施、安全措施以及認(rèn)真執(zhí)行兩票制度,其中技術(shù)措施,即核對方案的選擇非常重要。由于變壓器分接頭均采用遙控來執(zhí)行升、降、停的操作,所以需要核對的“四遙”量實際只有遙測、遙信和遙控,其中遙控功能的實現(xiàn),是新建集控中心可投入運行的一個非常重要的指標(biāo)。2.1合理確定遙感值的送出方式在切運前,新建集控中心的遠(yuǎn)傳接收點表已經(jīng)按照老集控中心制作完畢,切運后,集控端和站端遠(yuǎn)動點表中遙信點號、遙測點號和系數(shù)、遙控點號均保持不變。由于遠(yuǎn)動裝置轉(zhuǎn)發(fā)到新建集控中心的遙測量原碼值與后臺收到的遙測原碼值一樣,需要在集控端和站內(nèi)后臺乘上相應(yīng)系數(shù)轉(zhuǎn)換成一次值,而天津104規(guī)約規(guī)定遙測值是按照短浮點數(shù)直接上送一次值。為了解決這個問題,同時考慮到當(dāng)前測控裝置的準(zhǔn)確度等級,最后決定引用華北104在遙測值傳送上的規(guī)定,用類型標(biāo)識為09的報文以歸一化值傳送遙測原碼值。當(dāng)然,集控端遙測系數(shù)與站內(nèi)后臺必須保持嚴(yán)格一致。由于站內(nèi)所有間隔均帶電運行,遙測量只能采用實負(fù)載方式核對。集控端首先與站內(nèi)后臺核對所有遙測量的系數(shù)值,均正確后與站內(nèi)核對所有的遙測值。需要注意的是,理論上集控端與站端相應(yīng)間隔的遙測值應(yīng)該完全相同,但是由于遠(yuǎn)動機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)、規(guī)約碼值的轉(zhuǎn)換、集控中心前置服務(wù)器的處理等總會帶來一定的延遲,再加上遠(yuǎn)動機(jī)和前置服務(wù)器遙測閾值的限制,兩端數(shù)據(jù)可能不完全一致,但是應(yīng)該在規(guī)定允許的誤差范圍內(nèi)。2.2控制板運行模擬前站后動裝置測試遙信量包括站內(nèi)預(yù)告信號、斷路器和隔離開關(guān)的位置信號、保護(hù)動作信號等。為了確保集控中心遙信數(shù)據(jù)庫的正確,需要將所有的遙信量與站內(nèi)后臺核對。即,從間隔層測控裝置發(fā)送一個模擬信號,集控中心監(jiān)控畫面上出現(xiàn)的光字信號應(yīng)與站內(nèi)后臺完全相同,否則集控中心應(yīng)檢查畫面接連是否正確,以及核對數(shù)據(jù)庫中的遙信點號填寫是否正確。(1)對于采用圖1(a)所示網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的DF1700監(jiān)控系統(tǒng)的變電站,所有遙信量可以采用以下兩種方式核對。①使用一個備用的測控裝置(DF1720、DF1721、DF1722、DF1725選一),掛接在FDKBUS和CANBUS總線上。將需要核對遙信量的間隔測控網(wǎng)絡(luò)線斷開,備用測控裝置的地址設(shè)置成該間隔測控裝置的地址,然后用短接線依次短接對應(yīng)的遙信端子,產(chǎn)生該間隔的所有遙信量。同理,用該備用裝置依次模擬其它間隔的測控裝置,產(chǎn)生相應(yīng)的遙信量。實現(xiàn)集控中心所有遙信量與站內(nèi)后臺的核對。這種方法需要短時退出模擬間隔監(jiān)控功能,故運行人員應(yīng)該在退出監(jiān)控的這段時間內(nèi)加強對一次設(shè)備的巡視。②由于前置機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)站內(nèi)后臺以及遠(yuǎn)動裝置的遙信表完全相同,可以考慮使用一個備用的前置機(jī)(DF1710或DF1710A)模擬運行中的前置機(jī)其接線方法如圖4所示。由于當(dāng)前符合華北101或天津104規(guī)約要求,且能產(chǎn)生相應(yīng)遙信變位的模擬子站很容易就能找到,所以只需要模擬用的DF1710或者DF1710A能運行主站華北101或者天津104規(guī)約,即可收集模擬子站的遙信變位信息,然后分別轉(zhuǎn)發(fā)給后臺和遠(yuǎn)動。由于后臺和遠(yuǎn)動均是冗余配置的系統(tǒng),所以模擬前置機(jī)只需要接入一個后臺機(jī)和一個遠(yuǎn)動機(jī)即可,另一個后臺可以用于站內(nèi)設(shè)備的正常監(jiān)視和操作控制,同時老集控中心也可以通過另一臺遠(yuǎn)動裝置的轉(zhuǎn)發(fā)監(jiān)視站內(nèi)設(shè)備的運行情況。模擬前置機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)后臺和遠(yuǎn)動的地址、規(guī)約等均與實際前置機(jī)完全相同。由于DF1700監(jiān)控系統(tǒng)一般用于子站的監(jiān)控系統(tǒng)中,所以裝置的主站華北101以及天津104規(guī)約很少應(yīng)用。華北101規(guī)約自1997版推出至今已十多年,相對比較成熟,而天津104規(guī)約推出相對較晚,并且DF1700監(jiān)控系統(tǒng)的主站天津104規(guī)約沒有進(jìn)行過測試也沒有實際應(yīng)用的先例?？紤]到網(wǎng)絡(luò)速度肯定快于串口速度,天津高壓供電公司首先試驗用天津104規(guī)約傳送遙信變位到模擬前置機(jī),但是發(fā)現(xiàn)DF1700監(jiān)控系統(tǒng)的主站天津104規(guī)約程序存在很大的缺陷,為了盡量減少調(diào)試中的規(guī)約編程工作,決定采用DF1700監(jiān)控系統(tǒng)的主站華北101規(guī)約。華北101規(guī)約模擬子站通過串行接口連接到DF1710/1710A模擬前置機(jī)的串口,由模擬子站產(chǎn)生遙信變位生成COS和SOE報文,通過圖4所示測試系統(tǒng),分別轉(zhuǎn)發(fā)集控中心和站內(nèi)后臺系統(tǒng),集控中心與后臺進(jìn)行所有遙信量的核對。這一方法在該種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的實際傳動中應(yīng)用較多,且效果較好。(2)對于采用圖1(b)所示網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的DF1700監(jiān)控系統(tǒng)的變電站,既可以考慮采用模擬單個測控裝置的方法,也可以考慮模擬前置機(jī)、分處理器或者采用兩者相結(jié)合的方法。實現(xiàn)方法如(1)所述。(3)對于采用圖2(a)所示網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的PS6000監(jiān)控系統(tǒng)的變電站,所有遙信量可以采用以下兩種方式核對。①使用備用測控裝置(PSL641、PSL642、PSR651、PSR652、PSR660等),模擬方法同(1)中①部分,這里不再詳細(xì)介紹。②在遠(yuǎn)動裝置PSX610上直接置數(shù)。由于PS6000遠(yuǎn)傳系統(tǒng)軟件的配置中包括了全站所有測控裝置的信息,而不是如同DF1700遠(yuǎn)傳系統(tǒng)那樣只包含一個轉(zhuǎn)發(fā)表,所以可以在遠(yuǎn)動上直接置數(shù),集控中心與遠(yuǎn)傳裝置的站內(nèi)數(shù)據(jù)庫核對即可。這一方法在PS6000遠(yuǎn)傳系統(tǒng)上實現(xiàn)起來簡單、方便、快捷、安全、可靠,且應(yīng)用較多。(4)對于采用圖2(b)所示網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的PS6000監(jiān)控系統(tǒng)的變電站,可以考慮采用模擬單個測控裝置或模擬PSX643的方法,也可以考慮在遠(yuǎn)動PSX610上直接置數(shù),實現(xiàn)遙信量的核對。具體實現(xiàn)方法如(3)所述。2.3控制板前點號錯誤,需要核查遙控量包括斷路器、隔離開關(guān)、站內(nèi)信號復(fù)歸以及控制權(quán)的切換。由于變電站內(nèi)間隔層測控裝置有國產(chǎn)設(shè)備也有進(jìn)口設(shè)備,加之東西方遙控理念的不同,導(dǎo)致遙控流程也不盡相同。針對不同的間隔層設(shè)備,遙控量的核對方法略有不同,以下進(jìn)行詳述。(1)間隔層采用國產(chǎn)測控或者保護(hù)測控一體裝置的核對流程。對于國產(chǎn)裝置,一個完整的遙控流程一般分四個步驟來實現(xiàn),即遙控預(yù)置、遙控返校成功、遙控執(zhí)行(撤銷)、遙控執(zhí)行(撤銷)成功。站內(nèi)后臺的遙控功能在驗收時都進(jìn)行了實際傳動并且一直都處于運行狀態(tài),所以測控裝置以下的二次接線肯定是正確的。如果集控中心遙控預(yù)置成功,即集控中心到測控裝置之間的通信報文完全正確,那么集控中心的遙控執(zhí)行就不會有問題。所以保證集控中心遙控功能的正確性就是核對集控中心的遙控命令能否準(zhǔn)確無誤的到達(dá)對應(yīng)的測控裝置。如果做到這一點,則遙控點號正確,如果不能做到這一點,則遙控點號錯誤,需要核對修改。此外,考慮到絕大多數(shù)情況下若遙控預(yù)置成功,則遙控執(zhí)行肯定沒有問題,所以只要遙控預(yù)置命令是準(zhǔn)確的,遙控功能就能得到可靠保證。站內(nèi)需要將所有間隔斷路器柜上的遠(yuǎn)方就地開關(guān)切換到就地位置,將所有隔離開關(guān)的操作電源斷開,嚴(yán)格防止誤出口,確保絕對安全。對于上述四種網(wǎng)絡(luò)接線的變電站,都可以通過下列方法驗證遙控命令的正確性。即,集控端首先和站端遠(yuǎn)動裝置核對遙控點號,確保遙控點號與站內(nèi)遠(yuǎn)動裝置相同,然后只斷開一個間隔的測控裝置通信線(FDK/CAN、RJ45、RS485等接口),讓集控中心對該間隔進(jìn)行遙控預(yù)置,集控端應(yīng)該顯示預(yù)置超時或失敗。接下來將通信線恢復(fù),預(yù)置成功,則說明這個遙控點號存在且唯一,并且該遙控點號與測控裝置是完全對應(yīng)的。有的廠家測控裝置上帶有遠(yuǎn)方就地切換開關(guān)(PSL641、RCS9611等),當(dāng)測控裝置上的遠(yuǎn)方就地切換開關(guān)切換到遠(yuǎn)方位置時,集控中心能夠預(yù)置成功,切換到就地位置時,集控中心預(yù)置失敗。這樣也能核對集控中心遙控點號與測控裝置的一一對應(yīng)關(guān)系。(2)間隔層采用進(jìn)口測控裝置或者保護(hù)測控一體裝置的核對流程。對于進(jìn)口裝置,主要是應(yīng)用比較廣泛的西門子保護(hù)測控一體裝置7SJ63、測控單元6MB525和6MD63等。由于東西方對考慮遙控輸出問題的出發(fā)點不同,西方的遙控理念不同于我們,他們的遙控流程中沒有遙控預(yù)置、遙控返校,直接就是遙控執(zhí)行,但是我們的后臺或者集控中心是需要先進(jìn)行遙控預(yù)置、遙控返校之后才能進(jìn)行遙控執(zhí)行的。為了解決這個問題,一般都是國內(nèi)廠家采取技術(shù)措施去兼容國外廠家的設(shè)備,解決方法不外乎是由分處理器或者前置機(jī)等國產(chǎn)設(shè)備代替測控裝置去回答后臺或者集控中心的遙控預(yù)置報文,也就是說遙控返校報文是由相應(yīng)的分處理器或者前置機(jī)等國產(chǎn)設(shè)備生成的,而不是由間隔層測控裝置或者保護(hù)測控裝置生成的。當(dāng)后臺或者集控中心下遙控執(zhí)行報文時,分處理器或者前置機(jī)才會把報文轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)間隔的測控裝置去執(zhí)行,測控裝置在執(zhí)行完畢之后返回執(zhí)行結(jié)果。這樣,對于采用進(jìn)口測控裝置遙控量的核對就無法套用國產(chǎn)測控裝置遙控量的核對方法。大規(guī)模的停電傳動的確能驗證遙控功能是否能夠?qū)崿F(xiàn),但是這將影響變電站對外供電。天津高壓供電公司主要用測量遙控出口的方法來核對每個間隔的遙控量,即變電站內(nèi)仍然需要將所有間隔斷路器柜上的遠(yuǎn)方就地開關(guān)切換到就地位置,確保即使測控裝置出口也不會影響一次設(shè)備的運行。核對每一間隔遙控時,首先核對當(dāng)前斷路器位置,若當(dāng)前斷路器位置為合位,則集控中心只做遙控合,若當(dāng)前斷路器位置為分位時,集控中心只做遙控分。當(dāng)集控中心在遠(yuǎn)方進(jìn)行遙控執(zhí)行操作時,用萬用表測量測控裝置的出口,這樣可以確保每一個遙控的正確性,也不會導(dǎo)致誤控斷路器,實現(xiàn)了集控端遙控量的核對。3