新建集控中心信息核核系统建设

新建集控中心信息核核系统建设

天津高压供电公司的新建供电是按无人模式建造的，有人寿的供电也是按照无人寿的模式重建的。随着大量无人值守变电站的投运,原有集控中心的接入容量已接近理论极限,如何保证新建集控中心数据库的遥信、遥测、遥控量与各个子站的远动机远传码表一致,并下达唯一正确的遥控命令,是新建集控中心投运前需要解决的一个难点。本文结合天津高压供电公司实践情况,选取比较有代表性的两个厂家的监控系统(带前置机的DF1700监控系统和全以太网的PS6000监控系统),详细阐述了新建集控中心“四遥”(遥测、遥信、遥控、遥调)信息与站端的核对方法,其他厂家的监控系统网络结构与这两种系统基本类似,“四遥”信息核对方法与这两种系统也大致相同。1统一远传系统目前,天津高压供电公司各子站内装有两台远动装置,分别通过调度数据专网的实时子网连接集控中心的主备前置服务器。站内两台远动装置独立运行,任意一台远动都允许建立多个独立TCP连接,分别与集控中心的主备服务器连接,从而保证远传系统的高可靠性。网络通道规约采用DL/T634.5104—2002(以下简称天津104)(标准DL/T634.5104—2002目前已被DL/T634.5104—2009替代——编者注),新建一条备用模拟通道,传输规约采用DL/T634.5101—2002(以下简称华北101),传输速率为1200bit/s。1.1间通信设备及应用带前置机的DF1700监控系统组网结构如图1所示,DF1710、DF1710A为前置机。图1(a)所示为测控装置均为同一厂家生产的情况,包括DF1720、DF1721、DF1722、DF1725等,各个间隔测控装置将采集到的“四遥”信息传送给前置机,然后由前置机转发后台历史服务器和远动工作站。其中间隔层与前置机之间采用的FDKBUS总线是东方电子公司自行开发的一种针对变电站综合自动化监控系统通信用的嵌入式网络,其特点是高速、对时精度高、可靠性高和成本低。CANBUS总线具有强有力的检错功能以及优先权和仲裁功能,非常适合在高噪声干扰环境中及需要快速实时处理的场合下使用。将两者结合起来,以提高对系统突发事件的处理能力,保证数据通信的实时性和准确性。各间隔测控装置与前置机间通信规约为FDK规约或新FDK规约,前置机与后台服务器及远动工作站通信规约为网络DISA、SC1801等。图1(b)中测控1至测控n为不同厂家的测控设备,如站控层采用DF1700、PS6000、CSC2000、NSC200、RCS9000等监控系统,间隔层采用DF系列、PSL系列、RCS系列、CSC系列或者西门子7SJ系列等保护测控装置。规约转换装置将各厂家设备采集的“四遥”信息转换成站控层所用规约并传动到后台服务器和远动工作站,其余与图1(a)所示情况相似。1.2基于双以太网结构的“四遥”通信全以太网的PS6000监控系统组网结构如图2所示。图2(a)为测控装置是同一厂家生产的情况,包括PSL641、PSL642、PSR651、PSR652、PSR660等,站内通信网络采用双以太网结构,保证信息的准确传输。各个间隔测控装置将采集到的“四遥”信息直接传送给后台服务器以及远动工作站,传输规约为基于IEC60870-5-103的南自以太网103。图2(b)为测控装置是不同厂家生产的情况,各厂家测控装置的规约转换功能及双网冗余功能均由PSX643完成。1.3专网通道与专线通道天津高压供电公司原有的集控中心采用DF8002监控系统,新建集控中心均采用OPEN3000监控系统。新建集控中心有四台前置服务器,两台用于数据专网通道,另两台用于专线通道。专网和专线的两台前置机分别互为主备关系,而专网通道和专线通道又互为主备关系。新建集控中心主干网络结构如图3所示。2对集控中心的要求由于新老集控中心为不同厂家产品,软硬件条件、组网方式等均有较大区别,所以新建集控中心数据库无法借用老集控中心的数据库,只能采用新建的方法。这使得新建集控中心与站端进行“四遥”信息的核对显得尤为重要和迫切。为了实现集控中心的监视控制功能,所有信息量均需与站内后台核对,并且是在不影响站内一次设备运行的前提下进行。这就需要制定周密的组织措施、技术措施、安全措施以及认真执行两票制度,其中技术措施,即核对方案的选择非常重要。由于变压器分接头均采用遥控来执行升、降、停的操作,所以需要核对的“四遥”量实际只有遥测、遥信和遥控,其中遥控功能的实现,是新建集控中心可投入运行的一个非常重要的指标。2.1合理确定遥感值的送出方式在切运前,新建集控中心的远传接收点表已经按照老集控中心制作完毕,切运后,集控端和站端远动点表中遥信点号、遥测点号和系数、遥控点号均保持不变。由于远动装置转发到新建集控中心的遥测量原码值与后台收到的遥测原码值一样,需要在集控端和站内后台乘上相应系数转换成一次值,而天津104规约规定遥测值是按照短浮点数直接上送一次值。为了解决这个问题,同时考虑到当前测控装置的准确度等级,最后决定引用华北104在遥测值传送上的规定,用类型标识为09的报文以归一化值传送遥测原码值。当然,集控端遥测系数与站内后台必须保持严格一致。由于站内所有间隔均带电运行,遥测量只能采用实负载方式核对。集控端首先与站内后台核对所有遥测量的系数值,均正确后与站内核对所有的遥测值。需要注意的是,理论上集控端与站端相应间隔的遥测值应该完全相同,但是由于远动机转发、规约码值的转换、集控中心前置服务器的处理等总会带来一定的延迟,再加上远动机和前置服务器遥测阈值的限制,两端数据可能不完全一致,但是应该在规定允许的误差范围内。2.2控制板运行模拟前站后动装置测试遥信量包括站内预告信号、断路器和隔离开关的位置信号、保护动作信号等。为了确保集控中心遥信数据库的正确,需要将所有的遥信量与站内后台核对。即,从间隔层测控装置发送一个模拟信号,集控中心监控画面上出现的光字信号应与站内后台完全相同,否则集控中心应检查画面接连是否正确,以及核对数据库中的遥信点号填写是否正确。(1)对于采用图1(a)所示网络结构的DF1700监控系统的变电站,所有遥信量可以采用以下两种方式核对。①使用一个备用的测控装置(DF1720、DF1721、DF1722、DF1725选一),挂接在FDKBUS和CANBUS总线上。将需要核对遥信量的间隔测控网络线断开,备用测控装置的地址设置成该间隔测控装置的地址,然后用短接线依次短接对应的遥信端子,产生该间隔的所有遥信量。同理,用该备用装置依次模拟其它间隔的测控装置,产生相应的遥信量。实现集控中心所有遥信量与站内后台的核对。这种方法需要短时退出模拟间隔监控功能,故运行人员应该在退出监控的这段时间内加强对一次设备的巡视。②由于前置机转发站内后台以及远动装置的遥信表完全相同,可以考虑使用一个备用的前置机(DF1710或DF1710A)模拟运行中的前置机其接线方法如图4所示。由于当前符合华北101或天津104规约要求,且能产生相应遥信变位的模拟子站很容易就能找到,所以只需要模拟用的DF1710或者DF1710A能运行主站华北101或者天津104规约,即可收集模拟子站的遥信变位信息,然后分别转发给后台和远动。由于后台和远动均是冗余配置的系统,所以模拟前置机只需要接入一个后台机和一个远动机即可,另一个后台可以用于站内设备的正常监视和操作控制,同时老集控中心也可以通过另一台远动装置的转发监视站内设备的运行情况。模拟前置机转发后台和远动的地址、规约等均与实际前置机完全相同。由于DF1700监控系统一般用于子站的监控系统中,所以装置的主站华北101以及天津104规约很少应用。华北101规约自1997版推出至今已十多年,相对比较成熟,而天津104规约推出相对较晚,并且DF1700监控系统的主站天津104规约没有进行过测试也没有实际应用的先例。考虑到网络速度肯定快于串口速度,天津高压供电公司首先试验用天津104规约传送遥信变位到模拟前置机,但是发现DF1700监控系统的主站天津104规约程序存在很大的缺陷,为了尽量减少调试中的规约编程工作,决定采用DF1700监控系统的主站华北101规约。华北101规约模拟子站通过串行接口连接到DF1710/1710A模拟前置机的串口,由模拟子站产生遥信变位生成COS和SOE报文,通过图4所示测试系统,分别转发集控中心和站内后台系统,集控中心与后台进行所有遥信量的核对。这一方法在该种网络结构的实际传动中应用较多,且效果较好。(2)对于采用图1(b)所示网络结构的DF1700监控系统的变电站,既可以考虑采用模拟单个测控装置的方法,也可以考虑模拟前置机、分处理器或者采用两者相结合的方法。实现方法如(1)所述。(3)对于采用图2(a)所示网络结构的PS6000监控系统的变电站,所有遥信量可以采用以下两种方式核对。①使用备用测控装置(PSL641、PSL642、PSR651、PSR652、PSR660等),模拟方法同(1)中①部分,这里不再详细介绍。②在远动装置PSX610上直接置数。由于PS6000远传系统软件的配置中包括了全站所有测控装置的信息,而不是如同DF1700远传系统那样只包含一个转发表,所以可以在远动上直接置数,集控中心与远传装置的站内数据库核对即可。这一方法在PS6000远传系统上实现起来简单、方便、快捷、安全、可靠,且应用较多。(4)对于采用图2(b)所示网络结构的PS6000监控系统的变电站,可以考虑采用模拟单个测控装置或模拟PSX643的方法,也可以考虑在远动PSX610上直接置数,实现遥信量的核对。具体实现方法如(3)所述。2.3控制板前点号错误,需要核查遥控量包括断路器、隔离开关、站内信号复归以及控制权的切换。由于变电站内间隔层测控装置有国产设备也有进口设备,加之东西方遥控理念的不同,导致遥控流程也不尽相同。针对不同的间隔层设备,遥控量的核对方法略有不同,以下进行详述。(1)间隔层采用国产测控或者保护测控一体装置的核对流程。对于国产装置,一个完整的遥控流程一般分四个步骤来实现,即遥控预置、遥控返校成功、遥控执行(撤销)、遥控执行(撤销)成功。站内后台的遥控功能在验收时都进行了实际传动并且一直都处于运行状态,所以测控装置以下的二次接线肯定是正确的。如果集控中心遥控预置成功,即集控中心到测控装置之间的通信报文完全正确,那么集控中心的遥控执行就不会有问题。所以保证集控中心遥控功能的正确性就是核对集控中心的遥控命令能否准确无误的到达对应的测控装置。如果做到这一点,则遥控点号正确,如果不能做到这一点,则遥控点号错误,需要核对修改。此外,考虑到绝大多数情况下若遥控预置成功,则遥控执行肯定没有问题,所以只要遥控预置命令是准确的,遥控功能就能得到可靠保证。站内需要将所有间隔断路器柜上的远方就地开关切换到就地位置,将所有隔离开关的操作电源断开,严格防止误出口,确保绝对安全。对于上述四种网络接线的变电站,都可以通过下列方法验证遥控命令的正确性。即,集控端首先和站端远动装置核对遥控点号,确保遥控点号与站内远动装置相同,然后只断开一个间隔的测控装置通信线(FDK/CAN、RJ45、RS485等接口),让集控中心对该间隔进行遥控预置,集控端应该显示预置超时或失败。接下来将通信线恢复,预置成功,则说明这个遥控点号存在且唯一,并且该遥控点号与测控装置是完全对应的。有的厂家测控装置上带有远方就地切换开关(PSL641、RCS9611等),当测控装置上的远方就地切换开关切换到远方位置时,集控中心能够预置成功,切换到就地位置时,集控中心预置失败。这样也能核对集控中心遥控点号与测控装置的一一对应关系。(2)间隔层采用进口测控装置或者保护测控一体装置的核对流程。对于进口装置,主要是应用比较广泛的西门子保护测控一体装置7SJ63、测控单元6MB525和6MD63等。由于东西方对考虑遥控输出问题的出发点不同,西方的遥控理念不同于我们,他们的遥控流程中没有遥控预置、遥控返校,直接就是遥控执行,但是我们的后台或者集控中心是需要先进行遥控预置、遥控返校之后才能进行遥控执行的。为了解决这个问题,一般都是国内厂家采取技术措施去兼容国外厂家的设备,解决方法不外乎是由分处理器或者前置机等国产设备代替测控装置去回答后台或者集控中心的遥控预置报文,也就是说遥控返校报文是由相应的分处理器或者前置机等国产设备生成的,而不是由间隔层测控装置或者保护测控装置生成的。当后台或者集控中心下遥控执行报文时,分处理器或者前置机才会把报文转发到相应间隔的测控装置去执行,测控装置在执行完毕之后返回执行结果。这样,对于采用进口测控装置遥控量的核对就无法套用国产测控装置遥控量的核对方法。大规模的停电传动的确能验证遥控功能是否能够实现,但是这将影响变电站对外供电。天津高压供电公司主要用测量遥控出口的方法来核对每个间隔的遥控量,即变电站内仍然需要将所有间隔断路器柜上的远方就地开关切换到就地位置,确保即使测控装置出口也不会影响一次设备的运行。核对每一间隔遥控时,首先核对当前断路器位置,若当前断路器位置为合位,则集控中心只做遥控合,若当前断路器位置为分位时,集控中心只做遥控分。当集控中心在远方进行遥控执行操作时,用万用表测量测控装置的出口,这样可以确保每一个遥控的正确性,也不会导致误控断路器,实现了集控端遥控量的核对。3