基于設備信息一體化的監控信息點表管理

范杰 孫永花 王西超 肖志強

摘要： 本文從信息點表在變電站建設中的作用出發，研究各個階段需要的設備信息，搭建統一的設備信息庫。一體化設計的設備庫，使得設備廠家、設計院、檢修公司，以及調度中心各處室能夠各司其職，從各自專業的角度，完成相應部分設備信息的專業化管理。搭建設備信息庫的過程中，考慮不同的電壓等級、設備類型、接線方式包含不同的設備信息。本文包括一體化設備信息庫搭建、主站信息點表生成、信息點表的一體化審核流轉、一體化設備庫的擴展應用幾個模塊。本文打通了變電站建設過程中不同單位的關系，為變電站建設提供了一個統一的設備信息平臺。

Abstract： In this paper， from the effect of monitoring's signal in the substation construction， we study the equipment information needed in various stages， to build a unified equipment information database. The integrated design of the equipment database， making equipment manufacturers， design institutes， maintenance company and dispatch center offices to carry out their duties， from their professional perspective， complete the work of the corresponding part of the equipment information. In the process of building equipment information database， considering different voltage level， equipment type and connection mode， the information of equipment is different. This paper includes the integration of equipment information database， the monitoring's signal generation， the audit flow of monitoring's signal， the expansion of equipment information integration application modules. This paper has opened up the relationship between different units in the process of substation construction， and provides a unified equipment information platform for substation construction.

關鍵詞： 監控信息點表；設備信息庫；一體化管理

Key words： monitoring's signal；equipment information database；integrated management

中圖分類號：TM7 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）03-0095-04

0 引言

隨著電網規模的不斷擴大及集中監控管理模式的全面改革，設備監控的責任主體由站端轉移到各級調控中心，調控中心的工作量成倍增加，對監控數據的質量也提出了更高要求。隨著新建智能變電站的監視信號接入調控中心，監控信息的數量大幅增加，相應信息優化的工作量明顯加大，數據質量要求更高。為了規范信息點表的編制與使用，國網公司針對各個電壓等級的變電站，制定了相應的典型信息點表，并針對智能變電站進行了相應的補充。

盡管監控信息點表典型規范已發布，并完成對相關單位的宣貫，但在實際執行過程中，由于新投站調控信息表的編制和審核采用“一事一議”的方式，不同的人編制或審核的信息點表仍然差異較大。現場一、二次設備廠家、型號紛繁復雜，而主站端監控信息應力求統一和規范，存在信號合并或命名變更等情況，因此主站監控系統監控信息與站內后臺監控信息或裝置本身的信號往往不能完全對應。受編制質量的影響，調控信息審核周期較長，在實際執行中，流程往往出現反復，審核周期延長至10-20天，留給生產準備的時間大大縮水，威脅到調控信息接入安全。設計單位無法在針對變電站整體設計之前獲得完整的信息點表，容易造成設計時問題考慮不周，遺漏重要的設備信息，延誤變電站投運時間，甚至造成無法滿足監控信息點表上送需求的缺陷。

因此，需要對變電站設備信息進行一體化建設，解決不同的監控信息編制人員對采集規范的理解偏差、人員的專業背景局限性、監控信息表及對應表的臺賬管理等問題，優化調整監控信息接入調度自動化系統流程，充分發揮調控中心的主導作用，設計院及設備廠家的技術支撐作用，基建部、運檢部等部門的協同作用以及生產一線運行專家的監督把關作用。實現從設計、施工、調試、驗收、傳動、投入到歸檔等專業環節的全貫通。

1 信息點表維護存在的問題

近年來，推動監控信息點表規范化是調控運行人員的一個工作重點。變電站無人值守模式的推廣，一個重要的依賴條件就是變電站設備自動化水平的提高，監控信號的及時性、完整性、規范性，是保證電網安全穩定運行的重要技術支撐。為了保證各個地區監控信號的規范性、完整性，國網公司發布了各個電壓等級的《國家電網公司變電站設備監控信息管理規定》，并在2012年全面開展信息系統實用化“回頭看”的工作，取得了一定的成果。然而，監控信息點表的編制、審核以及應用存在著以下幾個方面的問題，沒有從根本上得到改善。

1.1 缺乏有效的臺賬及點表維護、管理工具

變電站建設過程中涉及到不同的電壓等級、接線方式，每個電壓等級里面又包含不同的間隔類型，每個間隔類型又包含眾多的間隔及對應的設備。面對數量眾多的設備以及紛繁復雜的廠家型號，因為沒有專業、有效的工具支撐，造成設備臺賬及點表維護經常出現錯誤或者遺漏，而且相應信息命名也不標準。以上情況造成遲遲無法得到準確的信息點表，甚至在驗收傳動過程中仍在改動，耽誤了變電站投運時間，甚至會給變電站正常運行帶來隱患。

1.2 和設計院、設備廠家之間工作脫節

施工藍圖作為變電站建設的直接依據，要能夠完成各個監控信號的生成、上送的過程，使得設備狀態能夠被準確的遠程監控；設計院作為變電站施工藍圖的設計單位，是監控信息點表的直接使用者，信息點表也就成為了施工藍圖是否滿足功能要求的驗證標準之一；設備廠家作為電力設備的生產廠家，掌握著設備運行原理的第一手資料。設計院和設備廠家，應該是信息點表生成與使用非常重要的關聯方。然而，在實際工作中，監控信息點表的編制、審核、使用過程中，和設計院、設備廠家之間工作脫節，無法發揮領域專家的優勢作用。

1.3 設備信息維護存在大量重復工作

變電站從設計施工、點表生成，到運行使用，都是圍繞一、二次設備開展工作的。因為沒有統一共享的一、二次設備庫，使得設計院、綜自廠家、檢修公司以及調控中心各處室對相關信息重復維護，增加了大量的工作，而且不利于信息的統一，給變電站運行工作帶來障礙。

2 一體化設備信息庫設計方案

圖1為一體化設備庫工作原理圖。

2.1 一體化設備信息庫包含內容

一體化設備信息庫搭建的目的是為了搭建一個變電站設備信息的數據中心，對相關信息進行統一的創建、維護、使用。設備信息庫的數據包含變電站基礎信息、一次設備信息、二次設備信息等。主要信息如表1。

在對設備庫進行建模的過程中，各類信息不是孤立存在的，而是建立了某種聯系。比如：

①變電站類型將會影響各類間隔包含的設備。智能站相比較常規站，增加了智能終端、合并單元等設備；而智能站又分為第一代智能站和第二代智能站，包含的設備也有所不同。

②接線方式會對各類間隔包含的設備有明顯的影響。比如單母線的線路間隔會有一個斷路器、兩個隔離開關，雙母線的線路間隔比單母線的線路間隔多一個母線側的隔離開關，雙母線+旁路的線路間隔比雙母線的線路間隔會多一個旁路隔離開關。

③接線方式的不同還會導致包含的間隔類型不同。比如雙母線+旁路的接線方式會比雙母線的接線方式多一類旁路間隔。

④電壓等級的不同，對設備庫模型的影響更多的體現在對間隔中繼電保護等相關設備的不同上。比如，220kV及以上的線路、母線、主變等保護，都成雙套配置，擁有兩套快速動作的主保護。

2.2 監控信息點表生成

圖2為監控信息點表生成的流程圖。

通過一體化設備信息庫的搭建，將變電站分成不同的電壓等級，每個電壓等級又根據接線方式的不同包含不同的間隔類型，每種間隔類型包含若干間隔，每個間隔包含若干設備。這樣，在設備信息庫中將變電站的全部設備按照這樣的層級關系管理起來。維護監控信息點表的目的是為了對變電站內設備的運行狀態監視起來，并進行有效的控制。因此，針對變電站內的每一個設備，如果信息點表能夠有效地反應其準確的運行狀態，那么得到的信息點表就是一份完整有效的信息點表。

通過對信號生成規則進行維護，針對不同廠家、型號的各類設備，建立臺賬庫，維護相應設備能夠發出的監控信號，并對信號命名進行規范，最終用于輔助生成信息點表。臺賬庫的搭建過程中，要考慮以下的情況：

①同一廠家、同一型號的保護，在不同電壓等級產生的信號可能不同；

②同樣的斷路器，用在線路間隔或者其他間隔（比如母聯間隔、分段間隔）產生的信號可能有所不同。

2.3 設備信息庫的使用

通過對變電站設備進行建模，建立一二次設備的信息庫，并根據臺賬庫規則自動生成監控信息點表之后，設備信息庫作為統一管理的設備中心，在多個單位及部門之間做到了數據共享、共同維護。

2.3.1 設計院

對于設計院來說，根據設備信息及三級信號生成規則庫自動生成的監控信息點表是進行變電站設計的依據之一，是相關設備在遙信、遙測、遙控方面必須達到的標準。設計院根據監控信息點表的要求，對一二次設備及布線方案進行藍圖設計。設計院遵照監控信息點表設計繪制施工藍圖的過程，也是對信息點表審核的過程，以便信息點表能夠適應變電站設備的更新換代。并且，設計院在依據信息點表進行設計的過程中，還可以對點表中的通用性錯誤進行規范化處置，促進對一體化設備庫結構及信息點表生成規則進行更新。

另外，設計院可以作為設備廠家和電力公司的橋梁，汲取設備廠家作為領域專家的最新知識，保證設備合理、穩定運行。

2.3.2 設備廠家

設備廠家包括斷路器、變壓器、電容器、繼電保護等一二次設備的生產廠家。作為相關領域的專家，掌握對應設備運行原理及參數最準確的資料。針對監控信息點表，無論是檢修公司，還是電力公司設備監控處，或者是設計院，考慮點表時主要是側重于站端信號或者是主站信號，針對三級信號中的設備信號，以及設備信號和站端信號或主站信號之間的關聯、合并關系，沒有準確的認識。設備廠家通過設計院的協調組織，將設備本身能夠發出的信號和信息點表中的站端信號、主站信號關聯起來，形成完整的信息點表三級信號。

2.3.3 電力公司相關部門、處室

設備信息庫是變電站建設及運行管理的核心，一體化的設備信息庫能夠保證各個部門之間的信息統一，在保證信息的完整、準確的同時，大大降低了相關信息維護的工作量。統一的設備信息庫可以在以下方便發揮作用：

①信息點表在檢修公司及調控中心各處室之間流轉、審核；

②針對信息點表進行相關的傳動實驗；

③和D5000系統進行對接，直接根據電壓等級、接線方式、間隔信息生成D5000的一次接線圖，并完善相關二次設備信息；

④作為OMS、PMS的信息源，為檢修申請、操作票、工作日志提供設備參數信息以及圖形化的操作界面。

3 系統功能實現

系統由一體化設備信息庫搭建、主站信息點表生成、信息點表的一體化審核流轉、一體化設備庫的擴展應用四大模塊組成，如圖3所示。

3.1 一體化設備信息庫搭建

系統通過對變電站電壓等級、接線方式進行分析，搭建了完整的一二次設備模型規則庫，輔助維護變電站設備信息，保證了信息規范的同時，提高了信息維護的工作效率。

變電站設備信息，最基礎的部分包括變電站類型、電壓等級，以及接線方式，這些信息，決定了變電站可能包含的間隔類型以及每類間隔可能包含的設備。在間隔信息維護過程中，會根據模型庫自動提醒維護的內容及方式，引導用戶對信息的正確填寫，保證了信息維護的規范性。整體的維護過程如下：

①維護變電站類型、電壓等級以及接線方式，模型規則庫自動生成各個電壓等級的框架（各個電壓等級包含的間隔類型）；

②根據變電站實際情況添加各個類型的間隔，模型規則庫自動生成各個間隔可能包含的設備信息；

③按照系統的引導，填寫規范化的設備相關信息；

④系統提供“相似間隔復制生成”的功能，輔助快速維護間隔信息。

考慮很多設計院無法連接到電力公司的內部網絡，提供接口，將規則信息及變電站設備信息可以通過離線方式對接的接口。

3.2 主站信息點表生成

國網公司發布的《國家電網公司變電站設備監控信息管理規定》，是針對不同的電壓等級、間隔類型的不同設備，需要處理的信號列表，是在變電站設計中必須滿足的基礎標準。通過臺賬庫的建立，考慮不同廠家、型號的不同類型的設備，在各個電壓等級、間隔類型下面對應的信息列表。由于間隔的設備信息是在系統的引導下按照規范進行填寫的，信號的生成過程也是符合規則庫規范的，所以系統能夠利用設備信息庫中設備的所屬廠家、型號信息，根據臺賬庫中各個廠家、型號的設備包含信號的規則，自動生成完整的監控信息點表。與傳統的手工編織信息點表的過程相比具有如下的優勢：

①根據設備信息庫自動生成點表，省時省力；

②信號描述根據標準命名規則自動生成，嚴格遵循命名標準；

③如果間隔設備信息或者生成信號標準有變化，只需要修改對應的設備信息或者信號生成標準，便于統一調整。

此階段生成的信息點表，主要是針對主站側及站端側的信息點表。

3.3 信息點表的一體化審核流轉

主站側、站端側監控信息點表生成之后，給各相關部門提供了基礎的點表標準，不同單位、部門的相關人員，圍繞著這個基礎信息點表開展工作。

①設備廠家：完善信息點表中的設備信號，并和站端信號、主站信號建立對應、合并關系，做到設備和應該具備的信號的無縫對接；

②設計院：組織設備廠家完善設備信號，參照信息點表進行變電站設計，并總結點表生成規則的缺陷，輔助對點表生成規則進行調整；

③檢修公司及調控中心各處室：針對相關設備對應的點表情況進行審核，并完成在線流轉。

審核流轉的過程是在線流轉的，避免了版本之間對比合并增加的工作量。在審核的過程中，針對不同的登錄用戶，根據其不同身份，自動篩選出其負責的設備范圍，自動聚焦工作范圍。

3.4 一體化設備庫的擴展應用

一體化設備信息庫，建立了包括變電站電壓等級、接線方式的模型框架，并對包含的各個間隔的具體信息進行了準確維護。利用技術手段，可將相應的信息重復利用：

①使用和D5000統一的設備模板，制定統一的繪圖標準，根據電壓等級、間隔類型、設備信息，自動完成D5000圖形的繪制，并完成模型定義。自動生成的圖形，減輕了工作量，并在繪制的規范性上得到最大程度的保證。

②信息點表相關信息，可以自動導入到D5000平臺，自動完成告警窗口的繪制、使用。

③建立了二次保護相關的模型，是對D5000、OMS、PMS信息的有力補充。

④自動生成的圖形，可在操作票、檢修申請、日志等系統上進行應用。

4 成果與效益

完整、規范的監控信息點表是變電站安全穩定運行的重要條件，國網公司也采取了很多措施提高信息點表的質量。然而，由于無法有效地協調電力公司、設計院、設備廠家的關系，監控信息點表在編制、審核及使用方面存在諸多問題：變電站設計階段沒有可用的信息點表，給設計工作帶來隱患；無法發揮各領域專家的作用，信息點表生成不規范；沒有統一、共享的信息庫，造成工作重復。

本系統從存在的問題出發，考慮到不同單位在信息點表使用過程中的不同角色，給出了一體化的解決方案：

4.1 根據信息點表典型規范，輔助生成監控信息點表

根據國網公司的統一要求，加上區域特點，形成監控信息點表生成規范，并根據變電站類型、電壓等級、接線方式及具體的間隔信息自動生成變電站信息點表，用于輔助設計院的設計工作。

4.2 發揮設計院作用，協調設備廠家，提高信息點表質量

充分發揮設計院在信息點表編制、審核、使用過程中的重要作用，協調設備廠家，對設備信號進行專業化處置，并和站端信號、主站信號正確關聯，使信息點表適應變電站設備的更新換代。在信息點表審核過程中，對點表生成規則進行差異化整理，輔助規則調整，提高點表質量。

4.3 建立一體化的設備信息庫，做到信息共享

在調控中心、檢修公司、設計院之間搭建統一共享的設備信息庫，共同維護變電站情況及相關設備的信息，并生成共享的信息點表，便于相關信息的一體化維護更新、查詢使用，并為D5000、OMS、EMS等系統提供了信息基礎。一體化的設備信息庫，既能提高工作的效率又能很好地保證工作的質量，并提升了電網的安全運行水平。

5 結論

本文通過搭建一體化的設備信息庫，建立起了監控信息點表生成、審核、使用的一體化平臺，并在信息點表審核的過程中，自動對信息點表生成的問題點進行智能梳理、總結，輔助對信息點表生成規則庫進行調整。一體化的設備庫的建立，將調控中心、檢修公司、設計院、設備廠家的工作有效串接起來，避免了重復工作，提高了工作效率與工作質量，保障了電網的安全、穩定運行。

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