一種變電站告警信號直傳信息活化處理方法

胡少強　黃國政　黃康乾　李永樂　陳興堯　梁德平

摘要：文章對國內普遍應用的變電站告警直傳功能存在的問題進行研究，針對直傳信息沒有分域存儲，無法靈活處理的問題，提出了新的告警直傳傳輸格式和處理方法，采用分域存儲和主站端數據互補的方式活化直傳告警信息，使它從只具備單一的消息顯示功能模塊變成可分類查詢、匯總、統計、運算等功能模塊。

關鍵詞：變電站；告警直傳；防漏機制；分區分流；量測類型 文獻標識碼：A

中圖分類號：TN915 文章編號：1009-2374（2017）02-0014-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.02.007

1 概述

近年來，隨著電力調度自動化技術的不斷發展，為了能夠更具體地了解變電站的告警情況，不少變電站都采用了告警直傳技術，應用該技術可把變電站監控系統的告警信息直接以文本方式上傳給主站端，主站端可以消息方式顯示上傳的內容。雖然該技術可作為調度自動化系統遠動直采信息不全的補充，但是其直傳到主站端的告警信息由于沒有分域（即字段）貯存，無法方便地對這些數據進行查詢、匯總、統計、運算，同時這些信息包含的數據不夠完整，這些數據也無法參與數據挖掘。為了更好地應用告警直傳技術，我們對該技術的傳輸格式、字段生成和存貯方式進行了優化，在不改變該技術的規約流程的前提下，把原來傳輸內容的五段式格式擴充成八段式格式，把原來不分字段存儲變成分為八字段存儲。這樣直傳的告警信號便于查詢、匯總、統計、運算，可為其他應用提供基礎信息，為調度自動化信息維護提供更加便捷的手段。

2 傳統告警直傳存在的問題

2.1 直傳架構問題

圖1 告警直傳的技術架構示意圖

傳統告警直傳需要增加的軟件模塊有：在變電站監控系統增加“告警轉發模塊”，主站系統增加“告警采集模塊”“告警處理模塊”和應用服務功能；需要增加的硬件模塊有部署在變電站側的數據網關機，接入站內監控系統，負責數據處理和上送調度端。架構示意如圖1所示。

2.1.1 信息處理流程。

第一，變電站監控系統產生告警信息，并將站內告警信息轉換為帶廠站名和設備名的標準告警信息，再傳輸給主站。

第二，主站告警采集模塊解析接收的報文，并發消息給告警處理模塊。

第三，主站告警處理模塊對收到的告警直傳信息進行處理。

2.1.2 存在問題。在傳統的告警直傳里，調度主站的告警采集模塊和告警處理模塊界限十分模糊，二者都附屬于前置系統。告警采集模塊解析規約得到直傳告警的描述信息，即一個字符串。由于告警采集模塊解規約只得到一個字符串，告警處理模塊很難對直傳告警作進一步的處理，只是簡單地將字符串寫入告警總線，生成告警信息，因此直傳的告警很難做到分級和分區分流。此外，該流程沒有機制判斷變電站監控系統上送的告警信息是否完整，即由于某種原因造成通信中斷，引起部分該上送的告警信息沒有上送主站，造成告警直信息漏送的缺陷。

2.2 告警直傳內容及儲存

目前采用的告警直傳分為五個字段，具體格式如下：

告警級別<空格>告警時間<空格>設備名稱<空格>告警內容<空格>告警原因

2.2.1 直傳格式內容說明。

第一，告警級別：根據告警的嚴重程度分為事故、異常、越限、變位、告知，分別用0～4五個值來表示。無告警原因上送空格。

第二，告警時間：該時間指告警發生時的時間，采用值與站端監控系統的保持一致，一般采用以下格式：YYYY-MM-DD HH∶MM∶SS.mmm

第三，設備名稱：標識產生告警事件的設備，格式如下：

設備名稱：廠站.電壓等級.間隔.設備

其中，小數點“.”為層次分隔符

第四，告警內容：告警內容是告警的具體內容，用字符串描述，長度不超過16個字符。

第五，告警原因：告警原因是對告警具體內容的補充說明，用字符串描述，長度不超過32個字符。

以上每段內容分別取自站端監控系統告警信息的不同字段，與監控系統的告警窗顯示的內容相同，通過DL476規約上送主站系統，所有字段內容形成一條記錄以文本方式上送。例如：當XX站.220kV.#1主變.201開關發生事故跳閘告警信息時，站端監控系統會發出“2016-09-12 20∶12∶23.099 XX站.220kV.#1主變.201開關 事故跳閘‘”，而形成上送的記錄為：

2.2.2 存在問題。

第一，主站系統收到直傳的告警信息報文后，整條記錄以一個字段文本方式存儲，這樣這些告警信息無法得到進一步利用。

第二，變電站監控系統上傳的信息只有“設備名稱”“告警內容”“告警時間”“告警級別”和“告警原因”，無法滿足信息的進一步應用。

3 告警直傳技術的創新架構

如圖2所示，告警直傳的技術架構中增加了RDBS模塊，該模塊為數據管理中心模塊，負責對所采集的數據進行集中處理。

3.1 告警直傳格式及儲存創新

告警直傳信息采用八段格式，去掉了“告警原因”，同時增加了“事項編號”“責任區”“量測類型”“設備編碼”等字段，字段的數據由站端上送和主站生成兩種方式，所形成的信息記錄獨立以表的格式存儲在數據庫中。信息格式具體如下：

八段式：事項編號<空格>告警時間<空格>設備名稱<空格>告警內容<空格>告警級別<空格>責任區<空格>量測類型<空格>設備編碼

事件編號：該值由變電站端告警轉發模塊自動產生，用于告警上送的防漏用，取值范圍為0～9999，每上送一條編號遞增1，最大值增加1后返回0。

告警時間：該值由變電站端上傳，格式為“年（4位）-月（2位）-日（2位） 時：分：秒（精確到毫秒）” ，如：2012-09-12 20∶12∶23.099。

設備名稱：該值由變電站端上傳，與站內監控系統顯示的名稱相同，如站內監控系統顯示的名稱不規范，則應參照“電壓等級+間隔+設備+部件+屬性”進行規范。具體說明如下：

“電壓等級”指電力設備的電壓等級，單位為kV。

“間隔”指變電站或發電廠內的結線間隔名稱，或稱串。

“設備”指所描述的電力系統設備名稱，可分多層描述。

“部件”指構成設備的部件名稱，可分多層描述。

“屬性”指部件的屬性名稱（如：P、Q等），由應用根據需要進行定義和解釋。

以上各項可根據對象進行取舍，如：“110kV群雙線122開關”。

告警內容：該值由變電站端上傳，告警（事件）的具體內容。

告警級別：該值由主站端生成，表示告警的級別，可分別為事故、異常、越限、變位、告知，主站根據從站端收到的告警內容，判斷該信息的告警級別，并把判斷的結果回填到記錄中（詳見3.2）。

責任區：該值由主站端生成，用于告警信息分區顯示，主站根據從站端收到的設備名稱，判斷該信息是屬于哪些責任區，用8個字節表示，并把判斷的結果回填到記錄中（詳見3.2）。

量測類型：該值由主站端生成，用于告警信息分區顯示，主站根據從站端收到的設備名稱，判斷該信息屬于哪些責任區，用8個字節表示，并把判斷的結果回填到記錄中（詳見3.2）。

設備編碼：該值由主站端生成，主站根據從站端收到的設備名稱，從主站現有設備編碼數據中尋找出對應的設備編碼，如無匹配設備名稱，則把該記錄的設備名稱保存在主站建立的表單中。

3.2 信息互補

在告警直傳信息中，如果八個字段都由站端上送，部分字段在站端監控后臺設置和日后維護會比較麻煩，因此考慮八個字段分別從站端直傳上送和從主站端獲取，其中事項編號、告警時間、設備名稱、告警內容四個字段內容從站端直傳上，

告警級別、責任區、量測類型、設備編碼四個字段內容從主站端獲取。具體考慮如下：

3.2.1 在主站系統建立兩張比較完善的變電站設備類型表單B1、B2和一張無設備編碼的設備名稱記錄表B3，其中表單B1由字段“電壓等級”“設備類型”和“責任區”組成；表單B2由字段 “告警類型”“告警級別”和“量測類型”組成。B3由八個字段組成。

3.2.2 站端直傳的信息中包括“事項編號”“告警時間”“設備名稱”“告警內容”四個字段內容，主站端對收到的每條記錄，根據其“設備名稱”字段內容與表單B1的“電壓等級”和“設備類型”字段內容匹配關系，找出其對應的“責任區”內容；同時根據 “設備名稱”字段內容從主站設備編碼數據表單找出對應的設備編碼；數據根據其“告警內容”字段內容與表單B2的“告警類型”字段內容匹配關系，找出其對應的“告警級別”和“量測類型”內容。這樣將得到每條記錄的八字段完整內容。

3.2.3 如在上述的B1和B2表中沒有找到對應的其“告警級別”“責任區”“量測類型”，主站告警直傳模塊把該記錄的“告警級別”定為最低級別，“責任區”為所有區域、“量測類型”為空。

3.2.4 如主站無法完整找到“告警級別”“責任區”“量測類型”“設備編碼”四個字段內容。則把該記錄保存在B3表單中，主站系統維護人員定期檢查B3表單內容，及時進行處理。

3.3 信息防漏機制

為保證直傳信息無漏送，本方法增加了告警直傳的防漏機制，漏傳的事項由檢查機制檢查出來，并重新發送；同時通道停止等原因導致未上傳的信息在通道恢復后應能重新上送。

3.3.1 告警直傳時，變電站發送一條告警給主站，主站要給出確認；變電站收不到主站確認，要重新發送。

3.3.2 通道停止時，變電站緩存（數據庫、文件、存儲隊列）未發送成功的所有告警信息，待通道投運后重新發送。

3.3.3 變電站每生成一條告警，都有一個獨一無二的事項編號。事項編號是連續的，也發送給主站，主站據此檢查是否漏發事項。“事項編號”的取值范圍建議為：0～9999，當該值達到9999時，下一條告警的事項編號為0，重新計算。

3.3.4 召喚漏發事項，流程如圖3所示：

4 直傳告警信息展示

4.1 建立獨立的窗口

在主站系統建立直傳告警信息的接收窗口，該窗口獨立于現有告警窗，可顯示所有站點的直采信息，具備過濾功能，過濾事項可根據需要設定，該窗口信息不需要確認。

4.2 在告警窗口顯示

直傳告警信息經設置后可在主站系統現有告警窗顯示，并能根據用戶角色分區顯示。展示方法：在現有告警窗增加一個“告警直傳”的TAB，配置直傳告警信息進入這個TAB。直傳告警信息帶有分區（責任區）信息，因此能夠與直采告警信息一樣實現分區分流，即不同的值班人員登錄，只能看到自己管轄范圍內的直傳告警信息。

4.3 通過智能告警顯示

直傳告警信息可作為數據源參與主站系統智能告警的邏輯運算，以智能告警運算結果的方式展現。

江門備調智能告警系統是用告警類型（即量測類型）來設置告警規則。新直傳告警信息帶有量測類型，因此智能告警系統能夠利用直傳告警信息的量測類型來設置告警規則，對直傳告警信息完成規則推理，在智能告警窗口展示。直傳告警信息的量測類型也可以與直采告警信息的量測類型一起編輯規則，實現直采告警信息和直傳告警信息的混合推理。

5 結語

傳統的告警直傳信息經過該技術處理后，可拓寬它的應用范圍，提高直傳告警信息的應用效率，如可應用于變電自動化系統、變電站環境監測系統、變電設備狀態監測系統、二次系統運維系統等，通過告警直傳技術變電站各個二次系統的信息可直送到調度自動化主站系統進行智能化處理，全面反映變電站運行、環境等情況，為電網調控一體化變電站遠程監視提供有力的技術支撐。

參考文獻

[1] 遠動通信規約國際標準（IEC60870-5-101：2002）[S].

[2] 遠動通信規約國際標準（IEC60870-5-104：2002）[S].

[3] 地區電網數據采集與監控系統通用技術條件[S].

作者簡介：胡少強（1964-），男，廣東順德人，廣東電網有限責任公司江門供電局工程師，研究方向：電力調度自動化；黃國政（1965-），男，廣東陽江人，廣東電網有限責任公司江門供電局高級工程師，工程碩士，研究方向：電力調度自動化系統的安裝、設計和技術管理；黃康乾（1989-），男，廣東廣州人，廣東電網有限責任公司江門供電局助理工程師，研究方向：變電站自動化；李永樂（1976-），男，廣東江門人，廣東電網有限責任公司江門供電局高級工程師，研究方向：電力調度自動化系統；陳興堯（1981-），男，海南人，廣東電網有限責任公司江門供電局工程師，研究方向：變電站自動化專業管理；梁德平（1985-），男，廣東江門人，廣東電網有限責任公司江門供電局工程師，研究方向：變電站自動化。

（責任編輯：黃銀芳）