千伏變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計方案優(yōu)化及標準界面規(guī)范工作總結(jié)報告文件

PAGE1220千伏變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計優(yōu)化及標準界面規(guī)范工作總結(jié)報告上海市電力公司超高壓輸變電公司中國電力科學討論院2010-04-16目錄TOC\o”1-3"\h\z_Toc259542433"1.1討論背景及目的 11。2國內(nèi)討論情況 2HYPERLINK\l”_Toc259542435”2 主要討論內(nèi)容 2HYPERLINK\l”_Toc259542436"3 討論工作過程 4HYPERLINK\l”_Toc259542437”4 技術(shù)關(guān)鍵與創(chuàng)新點 7HYPERLINK\l”_Toc259542438”4.1技術(shù)關(guān)鍵 7HYPERLINK\l”_Toc259542439”4.2主要創(chuàng)新點 7HYPERLINK\l”_Toc259542440”（1）標準規(guī)范的細化與創(chuàng)新 7HYPERLINK\l”_Toc259542441”（2)多功能實時分類報警窗口 8HYPERLINK\l"_Toc259542442”5 主要討論成果 8HYPERLINK\l”_Toc259542443”6 成果應(yīng)用情況及效益分析 9HYPERLINK\l”_Toc259542444”7 結(jié)論 10-概述1.1討論背景及目的隨著我國經(jīng)濟規(guī)模的不斷擴大，用電量和負荷急劇上升,變電站的數(shù)量和規(guī)模也不斷的增加和擴大.由此帶來了變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)的不斷進步，但是由于沒有對監(jiān)控系統(tǒng)進行統(tǒng)一的規(guī)范和總結(jié)，盡管在功能上實現(xiàn)了對用戶需求的滿意，可是實現(xiàn)方法和顯示接口不盡相同。格外是在不同的自動化廠商之間，其表現(xiàn)尤為明顯。對220千伏變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)界面進行規(guī)范制定和軟件優(yōu)化，是依據(jù)上海電網(wǎng)自動化技術(shù)原則和超高壓公司相關(guān)文件中的相關(guān)規(guī)定，對框架原則進行補充，對監(jiān)控軟件的功能、畫面進行優(yōu)化設(shè)計，取消一些不必要的功能,對接線圖、光字牌、報表、曲線等界面進行規(guī)范，以及對監(jiān)控軟件所能實施的各種功能進行規(guī)定，照實現(xiàn)告警信號分級等等。研制此項目，可轉(zhuǎn)變目前各廠家自動化監(jiān)控系統(tǒng)畫面功能不統(tǒng)一的局面，對今后入網(wǎng)設(shè)備進行規(guī)范,為公司的大集控模式制造條件.通過開展本項目，以一家自動化廠家為試點，對其自動化監(jiān)控系統(tǒng)軟件進行重新設(shè)計，對其功能、界面等整合、優(yōu)化,并逐步推廣到目前全部的自動化廠家，在今后新建、改造站內(nèi)推廣，使我公司所管轄變電站的自動化監(jiān)控系統(tǒng)功能模塊化、規(guī)范化，轉(zhuǎn)變目前各廠家監(jiān)控系統(tǒng)功能畫面不統(tǒng)一的局面，對今后入網(wǎng)設(shè)備進行規(guī)范，為公司實現(xiàn)大集控模式制造條件.1。2國內(nèi)討論情況變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)自其誕生以來,始終處于技術(shù)飛速提升之中，為電力系統(tǒng)的集成化、規(guī)?；M展起到了至關(guān)重要的作用。并且，國家電網(wǎng)公司提出的建設(shè)智能電網(wǎng)的宏偉目標,與整個電網(wǎng)的自動化進展程度息息相關(guān)。而國內(nèi)涌現(xiàn)出的眾多自動化廠家技術(shù)水平各有千秋,其自主研發(fā)出的自動化監(jiān)控系統(tǒng)軟件都各有特色,并且，在《上海電網(wǎng)220千伏集控和受控站自動化技術(shù)原則》的指導下，有肯定的規(guī)范性和統(tǒng)一性。但是，由于原則不行能對各項模塊功能均有所規(guī)定，而各廠家對原則的理解也不盡相同,因此長期以來，各種自動化監(jiān)控系統(tǒng)軟件在界面功能細節(jié)設(shè)計方面稍有欠缺。通過開展本項目的討論,可起到對技術(shù)原則的補充作用，對自動化監(jiān)控系統(tǒng)軟件的優(yōu)化、自動化工程調(diào)試施工以及日常管理工作大有裨益.主要討論內(nèi)容本項目以功能有用、界面清楚為主要原則，主要目的為規(guī)范220千伏變電站監(jiān)控系統(tǒng)界面繪制以及菜單、告警等相關(guān)設(shè)置，并實現(xiàn)了告警信號分級。通過這個項目,能夠轉(zhuǎn)變目前各變電站習慣不全都、界面不統(tǒng)一的現(xiàn)狀，避開了自動化改造驗收工程施工期間對界面反復(fù)修改的情況，為工作人員節(jié)省大量的時間和精力，有利于自動化專業(yè)的統(tǒng)一規(guī)范管理。簡略的討論內(nèi)容包括:（1）規(guī)范了自動化監(jiān)控系統(tǒng)主功能畫面,確定了其中必須包含的一次接線圖、實時數(shù)據(jù)、光字牌圖、遙測一覽、遙信一覽、歷史曲線、報表一覽、溝通系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、系統(tǒng)工況等十個項目。(2）規(guī)范了全站一次接線圖界面，需要反映全站電系接線情況和一次設(shè)備實時狀態(tài)，標注各線路名稱及母線、母聯(lián)、分段等設(shè)備的調(diào)度命名，為使畫面清楚美觀，全站一次接線圖上不再顯示遙測量。（3）強化了防誤操作功能,通過圖形分層和動態(tài)對象屬性等技術(shù)手段，對全系統(tǒng)全部畫面進行操作限制，即：在自動化監(jiān)控后臺系統(tǒng)中，將封鎖全站一次接線圖、電壓等級分圖上的遙控、掛牌等操作功能.當值班人員需要掌握某一對象時，需進入到本回路的接線圖內(nèi)才能進行.這樣，既避開了因圖元密度過大造成的誤操作，又能夠使值班人員更清楚地了解本對象的運行情況。（4）新增“實時數(shù)據(jù)”菜單，可顯示變電站全部重要遙測量,包括各母線電壓、頻率、主變油溫、線溫、220千伏線路電流等。在大型集控站內(nèi),將其所轄各受控站數(shù)據(jù)集中顯示在此菜單中。便于值班員日常監(jiān)視.(5）完善了遙信一覽、遙測一覽功能,取消了原有的混合排列方式，采納按回路劃分的形式,只顯示本間隔接入信息，從而避開了信息誤讀，便于調(diào)試。(6）取消了傳統(tǒng)的電壓棒圖，規(guī)范了相關(guān)報表格式,增加了母線電壓日報等報表，依據(jù)公司要求的格式，便于進行統(tǒng)計匯總工作。（7）規(guī)范全站事故總和事故推畫面功能，全站事故總信號發(fā)出的條件判定為“開關(guān)非正常分閘”，當全站事故總信號發(fā)生時系統(tǒng)推全站一次接線圖.（8)制定了告警信號分級規(guī)范,設(shè)計出基于此規(guī)范的告警窗口.將變電站告警信號分為事故告警、預(yù)報告警、一般告警三級,通過信號定義時的類別屬性和管理軟件對實時數(shù)據(jù)庫的高速訪問性，利用進程間的聞名管道（FIFO）交換方式，在信號進入到報警子系統(tǒng)之時預(yù)先對信息進行類別過濾、分類和依據(jù)自動化技術(shù)原則進行預(yù)推斷。將經(jīng)過預(yù)處理后的信息分別顯示在報警窗口的不同功能頁面上，并依據(jù)信息的優(yōu)先級進行類別音響提示。這樣，當發(fā)生信號變化時，運行人員可依據(jù)音響提示和運行規(guī)程，分級別有選擇地進行報警事項內(nèi)容查看.討論工作過程220千伏變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計優(yōu)化及標準界面規(guī)范項目由上海市電力公司超高壓輸變電公司擔當，在中國電力科學討論院的大力協(xié)作下，歷時一年多，經(jīng)過多次商量和相互溝通，協(xié)作雙方共同努力,眾多規(guī)范化建議得以實現(xiàn)，研發(fā)工作按預(yù)期目標順利展開。全部完成了項目確定的討論任務(wù).其主要討論工作過程如下：標準化功能規(guī)劃調(diào)研，確定主要討論工作內(nèi)容。通過對上海市電力公司超高壓輸變電公司所轄的多個220千伏變電站實際調(diào)研，與運行值班人員及自動化檢修調(diào)試人員進行溝通，并結(jié)合中國電力科學討論院在國內(nèi)其他地區(qū)的技術(shù)閱歷，比較了各自動化監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點和功能，分析了其缺點和不足，確定了項目的主要討論方向和工作內(nèi)容，使其更好地為將來大集控模式服務(wù)。設(shè)計及規(guī)劃將調(diào)研成果結(jié)合相關(guān)技術(shù)原則和運行規(guī)范進行梳理和深度分析，制定功能塊，提出標準化要求,并融合了多個合理化建議，商量并初步規(guī)定軟件設(shè)計功能要求，制定出220千伏變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)標準界面規(guī)范。建模及軟件設(shè)計以設(shè)計和規(guī)劃成果為依據(jù)，項目討論組的軟件設(shè)計人員建立了相應(yīng)的對象數(shù)學模型，并用軟件工程的視角進行功能化模塊拆分，采納分布式模塊化思想，分為以下子功能模塊：中心數(shù)據(jù)庫(實時庫)交換和管理模塊此為監(jiān)控系統(tǒng)核心模塊，主要負責調(diào)度和管理各個功能的運行和建立實時數(shù)據(jù)分發(fā)交換規(guī)章。數(shù)據(jù)收集及管理模塊(前置模塊）通過約定的自動化通訊協(xié)議向自動化設(shè)備收集各類數(shù)據(jù),并匯合給核心模塊圖元及繪圖模塊負責圖形界面(MMI）的繪制和子圖元的創(chuàng)建畫面顯示及光子牌模塊負責圖形界面(MMI）及光字牌的顯示、調(diào)用和閃爍報警窗及信號分類模塊負責建立信號報警隊列和分類過濾顯示及音響觸發(fā)歷史數(shù)據(jù)庫及分類查詢模塊負責建立歷史數(shù)據(jù)庫并進行存儲和歷史查閱表單模塊負責各類報表的建立和顯示操作掌握功能模塊負責遙控、掛牌、掛/拆接地線、代路和人工置數(shù)等工作擴展函數(shù)公式模塊向用戶供應(yīng)使用簡潔便利但功能強大的功能函數(shù)運行值班管理模塊負責運行值班人員交接班管理時鐘同步模塊負責同步監(jiān)控系統(tǒng)時鐘系統(tǒng)集成及軟件測試在各子功能代碼編制完成和測試通過后,研發(fā)小組對各分功能塊進行了系統(tǒng)集成和接口整合，并通過一系列軟件仿真手段對所規(guī)定的系統(tǒng)要求、軟件功能和穩(wěn)定性能進行了嚴格測驗，經(jīng)過不懈的努力，成功地實現(xiàn)了預(yù)期的設(shè)計要求和標準規(guī)劃。整理討論成果整理討論成果，發(fā)表論文，標準規(guī)范文檔定稿，同時以某一示范站圖形為原型，以標準化界面規(guī)范為參考，進行系統(tǒng)圖形實現(xiàn)和美化.撰寫報告并結(jié)題撰寫報告并結(jié)題，提交評估結(jié)果技術(shù)關(guān)鍵與創(chuàng)新點4。1技術(shù)關(guān)鍵1）標準規(guī)范的技術(shù)創(chuàng)新;2）多功能實時分類報警窗口；3）強化的防誤操作功能；4）分布式軟件設(shè)計體系；5）強大簡潔的用戶功能函數(shù);4。2主要創(chuàng)新點（1）標準規(guī)范的細化與創(chuàng)新《220千伏變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)標準界面規(guī)范》的研制依據(jù)為《上海電網(wǎng)220kV集控站和受控站技術(shù)原則》，對原則的部分內(nèi)容進行了細化和補充，新增了一些更有利于運行值班人員使用的功能,如增加了實時數(shù)據(jù)功能、增加部分統(tǒng)計報表、實現(xiàn)了告警信號分級；研發(fā)了更加清楚明白的遙信遙測一覽功能，便于檢修人員調(diào)試;最終合理化統(tǒng)一了自動化監(jiān)控系統(tǒng)的全部圖形界面，并輔以大量圖片，使本規(guī)范更便于理解執(zhí)行。（2）多功能實時分類報警窗口在變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)中,實時報警窗口是運行人員在緊急情況發(fā)生時最直接的簡略信息獲得對象。它能將緊急情況時所發(fā)生的全部信號都顯示在彈出式窗體內(nèi),并加以顏色閃爍，便利緊急處理方案的準時制定。然而正是由于其所具有的強化優(yōu)先提示特性,在緊急情況發(fā)生時，故障動作信號往往伴隨著大量幫助預(yù)報信息同時發(fā)生,眾多信號在短時間內(nèi)不斷列入顯示隊列并在報警窗口持續(xù)閃爍，反而干擾了運行人員的正常故障處理，不但影響了查看故障依據(jù)（信號）的正確性，還降低了應(yīng)急處理工作的效率，產(chǎn)生了適得其反的效果。在分析了以上現(xiàn)象的影響和可能產(chǎn)生的嚴重后果之后，通過不斷的探究和結(jié)合實際運行閱歷，項目討論人員提出了多功能實時分類報警的思想,它通過信號定義時的類別屬性，通過管理軟件對實時數(shù)據(jù)庫的高速訪問性,利用進程間的聞名管道（FIFO)交換方式，在信號進入到報警子系統(tǒng)之時預(yù)先對信息進行類別過濾，分類和依據(jù)自動化技術(shù)原則進行預(yù)推斷。將經(jīng)過預(yù)處理后的信息分別顯示在報警窗口的不同功能頁面上，并依據(jù)信息的優(yōu)先級進行類別音響提示。這樣，當發(fā)生信號變化時，運行人員可依據(jù)音響提示和運行規(guī)程，分級別有選擇地進行報警事項內(nèi)容查看。信息分級為:事故告警，預(yù)報告警，一般告警，全部信息可依據(jù)實際需求進行檢索和過濾。主要討論成果1)制定了《220千伏變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)標準界面規(guī)范》，對上海電網(wǎng)自動化技術(shù)原則進行了補充,對自動化監(jiān)控系統(tǒng)的畫面、功能進行優(yōu)化設(shè)計，如：對接線圖、光字牌、報表、曲線等界面進行了規(guī)范；取消了一些不必要的功能，增加了一些有用性功用，實現(xiàn)了告警信號分級。研制此項目，可轉(zhuǎn)變目前各廠家自動化監(jiān)控系統(tǒng)畫面功能不統(tǒng)一的局面，對今后入網(wǎng)設(shè)備進行規(guī)范，為公司大集控模式的實現(xiàn)制造條件。2）依據(jù)《220千伏變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)標準界面規(guī)范》,選用中國電力科學討論院的自動化監(jiān)控系統(tǒng)軟件，開發(fā)出了一套完整、規(guī)范的自動化監(jiān)控系統(tǒng)，可立即運用于將來新建和改造變電站中。3）為各廠家自動化監(jiān)控系統(tǒng)供應(yīng)了模板和技術(shù)參考,使我公司的自動化專業(yè)管理更加標準化、規(guī)范化。成果應(yīng)用情況及效益分析近年來，上海電網(wǎng)正處于飛速進展建設(shè)中,我公司年平均投運220kV變電站10座，500kV變電站1－2座。由于變電站數(shù)量飛快增加，籌建籌備時間日益緊迫，平均一個站的投運籌備時間不足一個月，改造站則時間更短。要在如此短暫的工期內(nèi)完成各項驗收工作可謂任務(wù)困難。如果期間還要為監(jiān)控界面的畫面設(shè)置耗費大量時間進行商量，對緊張的驗收工作可謂雪上加霜.因此,本項目的討論有利于提高工作效率，解放生產(chǎn)力,為自動化調(diào)試人員和運行人員節(jié)省大量的時間和精力。另外,由于本項目首次實現(xiàn)了多功能實時分類報警窗口,對運行值班人員日常監(jiān)盤將大有助益，一旦獲得推廣應(yīng)用,對我公司所轄變電站以及整個上海電網(wǎng)的平平穩(wěn)定運行,具有重大的意義和明顯的效果。結(jié)論隨著信息技術(shù)的高速進展，在變電站自動化程度不斷提高的同時，自動化設(shè)備的供應(yīng)者也如雨后春筍般不斷增多，由于技術(shù)水平和研發(fā)思路的多樣化，使得各種變電站自動化系統(tǒng)盡管功能接近，但是實現(xiàn)手段和操作方式