變電站監控信息點表快速生成技術研究與應用

顧春華 徐司聰

（國網江蘇省電力有限公司鹽城供電分公司，江蘇鹽城224005）

0 引言

監控信息點表是開展變電站集中監控工作的基礎[1]。在變電站監控系統的建設工程和日常維護作業中，監控信息接入主站智能電網調度控制系統過程主要包括監控信息點表的設計、審核、接入（變更）申請、調試與驗收等環節。首先，由設計院、設備廠家設計，變電站運維單位編輯并提供Excel格式的監控信息點表，然后，提交調度二次系統管理專職審核，再由自動化運維人員錄入主站調度控制系統，最終進入聯合調試驗收。

在監控信息點表設計階段，設計單位需要對各類規范文件和廠商眾多設備進行全面了解，根據設備特點和工程要求，人工編寫監控信息點表，由于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、檢修信息不對稱以及監控信息點數量多等原因，再加上工期集中的情況，會造成監控信息點表編制質量不高，并給后續調控信息審核造成較大壓力，在實際執行中，流程往往出現反復，審核周期延長，留給生產準備的時間大大縮水，嚴重影響變電站監控信息接入的驗收工期。因此，有必要開展變電站監控信息點表快速生成技術研究與應用，提升監控信息點表設計的規范性和效率，同時減輕調控信息審核工作負擔。

1 技術現狀

根據國家電網公司“大運行”建設要求，變電站集中監控業務調整到調控中心后，需要具備集中監控功能的技術系統進行業務支持。智能電網調度控制系統（D5000）中設備監控功能模塊提供了遠方監視和控制功能，作為實現監視和控制功能基礎的監控信息表如何編制和規范化，一直是調度部門監控信息管控的重點。國內電網公司針對監控信息規范性管理的措施主要是不斷編制完善信息表命名規范文稿，例如國調、冀北以及江蘇省調都發文針對各等級變電站監控信息進行了規范[2-6]。其中，江蘇省調發的文搭建了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。

受益于監控信息點表典型規范的發布，監控信息編制人員在編制監控信息點表時有了參考對象，有助于監控信息命名規范性的提升。但由于缺乏有效的工具支撐，在實際執行過程中，人工編制帶來的低效、遺漏、錯誤等問題未能從根本上得到解決。

2 設計思路

針對上述情況，本研究提出了一種基于監控信息點表典型規范的變電站監控信息點表快速生成方案，該方案借鑒IEC 61850（電力系統自動化領域通用標準，實現了智能變電站的工程運作標準，使得智能變電站的工程實施變得規范、統一和透明）面向對象建模的思想，首先將監控信息點表典型規范模型化，形成規范模板庫，然后將規則模板庫與監控信息點表建立映射關系，最后通過選定模型對象，輔以特定配置，即可快速生成規范的監控信息點表。

2.1 建立規范模板庫

規范模板庫建立的目的是搭建一個變電站規范監控信息點表的數據存儲中心，對相關信息進行統一的創建、維護和使用。規范模板庫的內容包括變電站信息、一次設備信息、二次設備信息等，如表1所示。

表1 規范模板庫包含內容

在對監控信息點表典型規范進行建模的過程中，各類信息不是孤立存在而是具有級聯關系的。例如：

（1）變電站類型影響間隔所包含的設備。相比較常規站，智能站增加了智能終端、合并單元等設備。

（2）接線方式的不同會導致包含的間隔類型不同。比如雙母+旁路的接線方式會比雙母接線方式多一類旁路間隔。

（3）電壓等級對模型的影響更多體現在間隔中繼電保護等相關設備上。例如，220 kV及以上線路、母線、主變等保護，都成雙套配置，擁有兩套主保護。

2.2 建立監控信息與模型映射關系

監控信息規范模板建立以后，為實現規范監控信息表自動生成，還需對監控信息和規范模板建立映射關系，通過對模板中模型對象的選定，根據映射規則，映射生成監控信息表模板，以遙信信息映射規則為例，如表2所示。

（1）遙信監控信息模板內“點號”需根據變電站實際情況進行分配，因此其生成方式為錄入，即監控信息表生成后再錄入；

表2 遙信映射規則

（2）規范模板內“間隔”“設備”“信息描述”和“信息分類”可直接映射到遙信監控信息模板內“間隔名稱”“信號類型”“信息描述”和“信息分類”，其生成方式為映射生成；

（3）遙信監控信息模板內“設備名稱”“信息描述”生成方式分別為配置和映射+配置，將在下一節進行詳細說明；

（4）對于遙信監控信息模板內“設備類型”映射規則，設備類型按大類可分為設備類和保護信號類，其中設備類又細分為斷路器、刀閘和接地刀閘，每種設備類型映射規則參考表3。

表3 設備類型映射規則

2.3 監控信息點表生成

2.3.1 監控信息規范模板生成

建立監控信息與規范模板的映射關系之后，按照變電站、電壓等級、間隔、設備的順序選定模型對象，根據映射規則，生成監控信息表模板。以遙信信息表模板的生成為例，某些間隔的設備（信號類型）存在互斥關系，互斥關系的設備只能選擇其中一個。例如間隔M內有信號類型A和信號類型B存在互斥關系，則在選擇模型對象時，若選中間隔M，則A和B只能二者選其一。

2.3.2 監控信息表生成

生成的監控信息規范模板內“信息描述”仍是規范名稱，如“××2966線603保護出口”，為生成正式信息表，需根據變電站實際情況對監控信息規范模板，以上述220 kV線路保護出口信號為例，其中“××”為線路名稱，“2966”為開關編號，“603”為保護編號，則對220 kV線路模板需要加上設備名稱、開關編號、保護編號等配置，如實際情況有多條線路，則進行多組配置。最后用配置項替換規范名稱內對應位置，同時根據配置項生成對應“設備名稱”，即可生成正式的監控信息點表，如圖1所示。

圖1 監控信息點表生成流程圖

3 應用分析

本研究提出的變電站監控信息點表快速生成方法已實際應用于某地區供電公司，開發建立了變電設備接入全過程管控系統，完成該地區不同電壓等級所有變電站新建、改（擴）建工程所涉及的監控信息點表設計與生成。圖2、圖3分別展示了監控信息規范模板創建與監控信息（遙信）點表生成結果。

圖2 監控信息規范模板創建

圖3 監控信息遙信點表

通過對變電站監控信息點表典型規范進行建模，建立監控信息規范模板庫，并根據監控信息和規范模板映射規則生成監控信息規范模板，再通過對規范模板的配置，實現監控信息點表自動生成。由于間隔信息、設備信息（包括數量、名稱、編號等）是在系統的引導下進行選擇或按照規范進行配置的，信號名稱是由符合規范的監控信息規范模板配合配置項觸發的，所以系統能夠自動生成完整的監控信息點表。與傳統的手工編制監控信息點表的方式相比，本研究提出的監控信息點表快速生成方案具有以下優勢：

（1）根據監控信息規范模板庫自動生成監控信息點表，效率高、節省人工；

（2）信息描述根據標準命名規則自動生成，嚴格遵循命名規范，減少了后期調控信息審核壓力；

（3）監控信息規范模型化管理，便于統一調整并實現多單位及部門間數據共享。

4 結語

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[7]，國內電網公司通過編制完善信息表命名規范文稿等措施加強監控信息規范性管理，提高信息點表的質量。但由于缺乏有效的工具支撐，無法有效地協調電力公司、設計院、設備廠家的關系，在監控信息點表編制方面，存在人工編制帶來的低效、遺漏、錯誤、不規范等問題。本系統從存在的問題出發，基于面向對象建模的思想，提出將監控信息點表典型規范模型化，形成規范模板庫，通過選定模型對象，輔以特定配置，快速生成規范的監控信息點表的解決方案，提高了監控信息點表設計工作效率與工作質量，提升了電網的安全運行水平。