基于電網(wǎng)智能調(diào)度控制D5000系統(tǒng)的全邏輯控制功能及應(yīng)用研究

引言

隨著我國電力行業(yè)發(fā)展,"建設(shè)具有中國特色國際領(lǐng)先的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)"的目標(biāo)逐步推進(jìn),強(qiáng)化電網(wǎng)數(shù)字化管控將是以后工作的重點(diǎn),數(shù)字化管控的基礎(chǔ)在于對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行方式進(jìn)行遠(yuǎn)程干預(yù)和控制,因此,保證遙控功能正常成為實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管控的關(guān)鍵一環(huán),經(jīng)常性地對(duì)設(shè)備的可控狀態(tài)進(jìn)行檢查,全面掌握設(shè)備遙控可用狀態(tài)顯得尤為重要。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(shí)性、準(zhǔn)確性要求越來越高,而突發(fā)性遙控故障通常只在實(shí)際操作時(shí)才會(huì)被發(fā)現(xiàn),這一問題必將影響電網(wǎng)調(diào)度數(shù)字化管控水平,必須采用技術(shù)手段準(zhǔn)確、全面獲取設(shè)備監(jiān)控信息。

(2)監(jiān)控信息數(shù)量日益龐大,在當(dāng)前技術(shù)條件下,要全面、及時(shí)獲取設(shè)備遙控可用狀態(tài)需進(jìn)行大量重復(fù)性工作,實(shí)際操作難度高。

(3)智能電網(wǎng)的發(fā)展對(duì)現(xiàn)實(shí)電網(wǎng)調(diào)度和監(jiān)控能力提出了更高的要求。現(xiàn)實(shí)電網(wǎng)調(diào)度和監(jiān)控能力與智能電網(wǎng)的發(fā)展要求還有差距。

為加快電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,夯實(shí)調(diào)度數(shù)字化管控基礎(chǔ),立足于監(jiān)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(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)控制系統(tǒng)內(nèi)所有遙控點(diǎn)進(jìn)行預(yù)先批量測(cè)試,達(dá)到遙控功能診斷的目的,提高系統(tǒng)遙控功能檢查的速度,讓監(jiān)控人員能更為及時(shí)地掌握設(shè)備遙控可用狀態(tài):同時(shí)也節(jié)省了運(yùn)維人員的工作時(shí)間,提高了遙控故障處理響應(yīng)速度,能防止因電網(wǎng)運(yùn)行方式調(diào)整不及時(shí)造成電網(wǎng)事故擴(kuò)大化,全面提高用戶用電可靠性,提升優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平。

1技術(shù)路線

遙控功能診斷的技術(shù)是通過電網(wǎng)智能調(diào)度控制系統(tǒng)D5000平臺(tái)的消息總線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)報(bào)文分析及二次設(shè)備邏輯判斷功能結(jié)果來實(shí)現(xiàn)的。在電網(wǎng)智能調(diào)度控制系統(tǒng)D5000平臺(tái)上建立一個(gè)獨(dú)立的功能模塊,立足于監(jiān)控人員的日常工作,以智能調(diào)度D5000系統(tǒng)為基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)對(duì)可控設(shè)備遙控功能的批量檢查。

該程序結(jié)合運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),總結(jié)出影響遙控類操作的幾大類因素,包括主站側(cè)遙控檢查從"廠站遙控封鎖""廠站非集控點(diǎn)""遙信禁止控制"等維度來檢查操作對(duì)象能否進(jìn)行遙控:再對(duì)站端遙控功能進(jìn)行檢查,從二次測(cè)保裝置上讀取控制回路和測(cè)保裝置內(nèi)部狀態(tài)的邏輯結(jié)果:最后用兩個(gè)檢查策略的正則運(yùn)算結(jié)果,得出最終的判斷結(jié)論。

2功能實(shí)現(xiàn)

2.1軟件環(huán)境

地調(diào)智能電網(wǎng)調(diào)度D5000系統(tǒng)主要分3個(gè)安全區(qū),即I區(qū)、Ⅱ區(qū)及Ⅲ區(qū),其中I區(qū)主要負(fù)責(zé)承載電網(wǎng)實(shí)時(shí)調(diào)度監(jiān)控相關(guān)業(yè)務(wù),是D5000系統(tǒng)的最核心環(huán)節(jié)。而SCADA服務(wù)器又稱為數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制服務(wù)器,可實(shí)現(xiàn)D5000系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、參數(shù)計(jì)算、告警統(tǒng)計(jì)、界面展示等功能,為D5000系統(tǒng)I區(qū)最核心的運(yùn)行節(jié)點(diǎn),如圖1所示。批量遙控診斷工具便部署在SCADA服務(wù)器中。

圖1  程序運(yùn)行環(huán)境

2.2程序部署

遙控功能診斷工具(BATCHCT一RCHLCE)部署于D5000系統(tǒng)K區(qū)SCADA應(yīng)用,整體的部署環(huán)節(jié)主要包括以下兩個(gè)部分:

(1)數(shù)據(jù)表建立。

程序的正常運(yùn)行離不開數(shù)據(jù)的存儲(chǔ),D5000系統(tǒng)的正常運(yùn)行也需要具有大存儲(chǔ)空間的數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)支撐。在遙控功能診斷工具(BATCHCT一RCHLCE)運(yùn)行的過程中,主要需建立兩個(gè)數(shù)據(jù)表進(jìn)行數(shù)據(jù)寫入及讀取,分別為遙控診斷表BATCHCT一RCHLCE及模板儲(chǔ)存表I一G0PCHLCEMGDLR。

這兩個(gè)數(shù)據(jù)表均建立于系統(tǒng)底層數(shù)據(jù)庫中,為該程序在運(yùn)行過程中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀寫提供存取服務(wù)。其中遙控診斷表BATCHCT一RCHLCE主要負(fù)責(zé)讀取系統(tǒng)內(nèi)所有廠站一次設(shè)備的數(shù)字控制表,當(dāng)用戶選擇具體需要進(jìn)行診斷的設(shè)備后,該程序便可通過指令對(duì)數(shù)字控制表進(jìn)行篩選,并將篩選后的遙控信息存至遙控診斷表BATCHCT一RCHLCE中,遙控診斷執(zhí)行完畢后,該表中內(nèi)容將自動(dòng)刪除,不會(huì)影響下一次執(zhí)行診斷后的數(shù)據(jù)寫入:而模板儲(chǔ)存表I一G0PCHLCEMGDLR主要用于存儲(chǔ)用戶所設(shè)置的遙控模板,不同于遙控診斷表的是,模板不會(huì)在執(zhí)行診斷后直接刪除,而是進(jìn)行保存,直到用戶在前臺(tái)界面手動(dòng)刪除該模板。

(2)源碼編譯。

執(zhí)行數(shù)據(jù)表建立后,便可對(duì)BATCHCT一RCHLCE進(jìn)行編譯了,由于D5000系統(tǒng)I區(qū)核心為SCADA服務(wù)器,故該系統(tǒng)I區(qū)源碼機(jī)即為該SCADA服務(wù)器。作為源碼機(jī),SCADA服務(wù)器可對(duì)運(yùn)行在該系統(tǒng)內(nèi)的其他擴(kuò)展應(yīng)用及程序的源代碼進(jìn)行編譯。一般來說,源碼機(jī)中提供了統(tǒng)一的源代碼存儲(chǔ)路徑,該路徑一般為該服務(wù)器的bin目錄。首先將BATCHCT一RCHLCE程序的源代碼投放到該路徑下,并執(zhí)行源碼編譯:將源代碼編譯完成后,便會(huì)在相應(yīng)路徑下生成該源碼對(duì)應(yīng)的可執(zhí)行文件:生成的可執(zhí)行文件會(huì)被投放到系統(tǒng)用戶側(cè)的工作站內(nèi),一般來說,會(huì)根據(jù)用戶數(shù)量進(jìn)行可執(zhí)行文件的投放。

至此,該程序的系統(tǒng)部署工作便完成了,用戶可通過可執(zhí)行文件執(zhí)行該程序前臺(tái)的開啟關(guān)閉,并在程序測(cè)試環(huán)節(jié)對(duì)該程序進(jìn)行測(cè)試和配置調(diào)整。

3實(shí)施效果

3.1批量遙控預(yù)置診斷原理

批量遙控預(yù)置診斷工具在運(yùn)行過程中主要分為3個(gè)環(huán)節(jié),即點(diǎn)位選取、遙控診斷和結(jié)果導(dǎo)出。

在點(diǎn)位選取時(shí),可以根據(jù)用戶需求,選擇需要進(jìn)行遙控測(cè)試的點(diǎn)位。當(dāng)用戶選擇某一廠站時(shí),程序會(huì)自動(dòng)讀取需要進(jìn)行診斷的遙控點(diǎn)。此外,程序?yàn)橛脩籼峁┡窟b控預(yù)置模板,可將涉及重要用戶、線路檢修的開關(guān)設(shè)備遙控點(diǎn)位導(dǎo)入模板進(jìn)行定期診斷。

確定后,便可通過下發(fā)批量預(yù)置命令進(jìn)行遙控點(diǎn)檢查。該程序的遙控診斷環(huán)節(jié)主要分為兩個(gè)方面,一是主站側(cè)點(diǎn)位診斷,在D5000系統(tǒng)的實(shí)時(shí)庫內(nèi)具備數(shù)字控制表,表內(nèi)維護(hù)了所有的遙控點(diǎn),每一個(gè)遙控點(diǎn)都關(guān)聯(lián)了相應(yīng)的模型ID。在進(jìn)行主站側(cè)診斷時(shí),會(huì)通過該模型ID進(jìn)行設(shè)備表查詢,定位具體的開關(guān)設(shè)備,并判斷定位到的開關(guān)設(shè)備測(cè)點(diǎn)狀態(tài)是否滿足遙控要求。若該開關(guān)設(shè)備的測(cè)點(diǎn)信息為"廠站遙控封鎖""設(shè)備禁止控制""間隔告警抑制"等狀態(tài),程序會(huì)默認(rèn)該設(shè)備不可實(shí)現(xiàn)控制,返回結(jié)果"不通過"。此外,程序還會(huì)讀取該廠站前置信息的下行遙控表,并對(duì)下行遙控點(diǎn)位進(jìn)行校驗(yàn),若該間隔內(nèi)某個(gè)勾選的開關(guān)并非遙控點(diǎn),或該遙控點(diǎn)點(diǎn)號(hào)維護(hù)錯(cuò)誤,則均會(huì)返回結(jié)果"不通過"。

二是廠站側(cè)診斷方面,主要是向廠站遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備下發(fā)遙控預(yù)置報(bào)文,并等待廠站遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備的報(bào)文響應(yīng)。若廠站返回的響應(yīng)報(bào)文為"通過",則證明該設(shè)備預(yù)置成功。在104規(guī)約的遙控報(bào)文中,主站下達(dá)遙控預(yù)置命令時(shí),會(huì)向廠站遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備發(fā)送一個(gè)類型標(biāo)識(shí)為2e(不帶時(shí)標(biāo)的雙位遙控)、傳輸原因?yàn)?006H(激活)的下行預(yù)置報(bào)文,此時(shí),若廠站端控制回路無問題,則會(huì)回復(fù)一條類型標(biāo)識(shí)為2e、傳輸原因?yàn)?007H(激活確認(rèn))的上行報(bào)文,表示廠站該點(diǎn)可控,主站前置判定預(yù)置成功:若站端遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備故障、點(diǎn)位配置錯(cuò)誤或者測(cè)控裝置故障、開關(guān)設(shè)備未在遠(yuǎn)方位置,則該設(shè)備無法實(shí)現(xiàn)遙控。主站下發(fā)預(yù)置報(bào)文后,廠站端會(huì)返回一個(gè)傳輸原因?yàn)?047H(拒絕響應(yīng)預(yù)置)的上行報(bào)文,主站前置判定預(yù)置失敗。

在診斷執(zhí)行過程中,程序?qū)?huì)按照遙控點(diǎn)順序進(jìn)行遙控測(cè)試,并返回每一個(gè)點(diǎn)位的診斷結(jié)果,再將診斷結(jié)果以.cSv格式另存到指定路徑。

3.2批量遙控預(yù)置診斷工具的圖形界面及功能

3.2.1遙控點(diǎn)批量選擇界面

遙控點(diǎn)批量選擇界面主要分為左右兩部分,分別為功能選擇區(qū)及檢查對(duì)象區(qū),如圖2所示。

功能選擇區(qū)位于遙控點(diǎn)批量選擇界面左側(cè),主要可以實(shí)現(xiàn)模板的編輯/保存及刪除、按照間隔選取遙控點(diǎn)以及執(zhí)行檢查三項(xiàng)功能。當(dāng)選擇"按間隔選擇"時(shí),程序后臺(tái)根據(jù)當(dāng)前用戶所登錄的責(zé)任區(qū),按照"責(zé)任區(qū)一廠站一間隔"形成選擇樹,選擇要檢查的間隔后,雙擊間隔會(huì)展開該間隔下可以進(jìn)行遙控檢查的設(shè)備名稱,即可進(jìn)行選擇。

檢查對(duì)象區(qū)位于界面右側(cè),當(dāng)用戶按照模板和間隔選擇設(shè)備之后,所選的設(shè)備都會(huì)顯示在檢查對(duì)象模板的列表中:點(diǎn)擊"保存模板",可以將選定的對(duì)象保存成新的模板或者覆蓋已經(jīng)存在的模板。

3.2.2遙控點(diǎn)檢查結(jié)果輸出

點(diǎn)擊"遙控檢查"后,程序后臺(tái)會(huì)對(duì)被勾選的遙控點(diǎn)進(jìn)行主站側(cè)檢查,并將批量遙控點(diǎn)位發(fā)送給前置程序,依次下發(fā)遙控預(yù)置命令,再根據(jù)返回報(bào)文判斷預(yù)置是否成功,檢查結(jié)果包括遙控點(diǎn)總數(shù)、檢查通過數(shù)和未檢查通過數(shù),此外會(huì)將每一個(gè)遙控點(diǎn)的檢查結(jié)果、未通過原因羅列在下方。該程序具備遙控結(jié)果導(dǎo)出功能,以.cSv格式另存到指定路徑。

3.3批量遙控預(yù)置診斷工具創(chuàng)新點(diǎn)

(1)實(shí)現(xiàn)了批量遙控診斷功能從無到有。在電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)視的整體過程中,突發(fā)性遙控故障通常只在實(shí)際操作時(shí)才會(huì)被發(fā)現(xiàn),也就是說,若沒有設(shè)備操作的需要,設(shè)備的可遙控性是無法被調(diào)度員觀測(cè)到的。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了批量遙控功能可用性檢查,是一個(gè)"化零為整"的質(zhì)的飛越。

(2)基于原生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境,獲取最可信賴的遙控診斷結(jié)果。從"廠站遙控封鎖""廠站非集控點(diǎn)""遙信禁止控制""遙信工況退出""遙信非實(shí)測(cè)"等維度來檢查操作對(duì)象能否進(jìn)行遙控,再從站端遙控檢查直接由二次測(cè)保裝置上讀取控制回路和測(cè)保裝置內(nèi)部狀態(tài)的邏輯結(jié)果,最后用兩個(gè)檢查策略的邏輯結(jié)果進(jìn)行運(yùn)算,得出最可信賴的判斷結(jié)論。

4結(jié)語

批量遙控功能診斷工具的引入彌補(bǔ)了以往監(jiān)控人員無法全面掌握設(shè)備可遙控性的弊端,極大地簡化了批量遙控檢查煩瑣重復(fù)的操作步驟,提高了系統(tǒng)遙控可用性檢查的速度,實(shí)現(xiàn)了批量遙控檢查與預(yù)置功能。監(jiān)控人員能更及時(shí)、全面地掌握設(shè)備當(dāng)前的可遙控狀態(tài),縮短遙控故障的發(fā)現(xiàn)時(shí)間:運(yùn)維人員能及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并找出遙控失敗的原因,迅速處理遠(yuǎn)程控制失敗的故障,防止因電網(wǎng)運(yùn)行方式調(diào)整不及時(shí)造成電網(wǎng)事故擴(kuò)大化,從根本上解決日常狀態(tài)下無法發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行支持系統(tǒng)存在問題的安全隱患。