廠站遠(yuǎn)動(dòng)裝置動(dòng)態(tài)延時(shí)響應(yīng)調(diào)度主站方法

武天龍 趙瑞鋒

摘要：傳統(tǒng)廠站遠(yuǎn)動(dòng)裝置采用固定延時(shí)響應(yīng)調(diào)度主站系統(tǒng)的模式存在嚴(yán)重的不足，難以滿足調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的高數(shù)據(jù)質(zhì)量的要求。針對(duì)該問(wèn)題提出了廠站遠(yuǎn)動(dòng)裝置動(dòng)態(tài)延時(shí)響應(yīng)調(diào)度主站方法，采用了動(dòng)態(tài)判斷與兜底時(shí)間相結(jié)合的機(jī)制，提高遠(yuǎn)動(dòng)裝置重啟時(shí)初始化效率，縮短初始化時(shí)間。通過(guò)應(yīng)用表明該方法能有效提升調(diào)度自動(dòng)化數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，保證了數(shù)據(jù)質(zhì)量并能提高現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工作效率。

關(guān)鍵詞：廠站;遠(yuǎn)動(dòng)裝置;調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng);動(dòng)態(tài)延時(shí);數(shù)據(jù)采集

0引言

在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，遠(yuǎn)動(dòng)裝置就是為了完成調(diào)度主站與變電站之間各種信息的采集并實(shí)時(shí)進(jìn)行自動(dòng)傳輸和交換的自動(dòng)裝置，是電力系統(tǒng)調(diào)度綜合自動(dòng)化的基礎(chǔ)，遠(yuǎn)動(dòng)裝置的穩(wěn)定性及數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性直接影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行[1，2]。

遠(yuǎn)動(dòng)裝置在重啟后需進(jìn)行數(shù)據(jù)初始化過(guò)程，初始化期間遠(yuǎn)動(dòng)裝置和站內(nèi)測(cè)控裝置建立通信并召喚數(shù)據(jù)[3]。在初始化未完成期間，遠(yuǎn)動(dòng)裝置數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)各遙測(cè)均為零，遙信為分位。若此時(shí)響應(yīng)調(diào)度主站總召喚，會(huì)造成誤遙信或數(shù)據(jù)跳變，嚴(yán)重影響調(diào)度自動(dòng)化數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，從而可能會(huì)導(dǎo)致誤調(diào)誤控，對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行存在極大的安全隱患[4，5]。針對(duì)該問(wèn)題，目前的解決方案是為遠(yuǎn)動(dòng)裝置設(shè)置固定初始化延時(shí)，即在此延時(shí)期間，遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)不響應(yīng)主站總召喚，待初始化延時(shí)結(jié)束后再響應(yīng)總召，以避免誤信號(hào)上送。此延時(shí)設(shè)置一般為經(jīng)驗(yàn)值，與站內(nèi)裝置的數(shù)量有關(guān)。按照目前廣東電網(wǎng)相關(guān)要求，針對(duì)使用IEC61850規(guī)約的變電站，少于200臺(tái)裝置初始化延時(shí)設(shè)置為3分鐘，大于200臺(tái)裝置設(shè)置為5分鐘。

根據(jù)實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)采用固定延時(shí)方法以規(guī)避初始化過(guò)程產(chǎn)生誤數(shù)據(jù)存在嚴(yán)重的不足與問(wèn)題：

1）變電站發(fā)生間隔層裝置的擴(kuò)建、退運(yùn)等，還需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況同步修改固定延時(shí)，不利于現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工作。

2）遠(yuǎn)動(dòng)裝置延時(shí)的經(jīng)驗(yàn)值并不準(zhǔn)確，如延時(shí)設(shè)置過(guò)小，會(huì)造成初始化未結(jié)束即響應(yīng)主站總召，部分還未初始化的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)上送調(diào)度端;延時(shí)設(shè)置過(guò)大，若恰好重啟期間發(fā)生遙信變位或事故跳閘，則可能無(wú)法及時(shí)反映實(shí)時(shí)狀態(tài)，甚至漏發(fā)信號(hào)。

在上述情況下可能導(dǎo)致電網(wǎng)誤調(diào)或誤控，會(huì)給電網(wǎng)帶來(lái)巨大的損失。因此，研究遠(yuǎn)動(dòng)裝置合理初始化延時(shí)方法，提高遠(yuǎn)動(dòng)裝置重啟時(shí)初始化效率，縮短初始化時(shí)間，減少對(duì)調(diào)度和電網(wǎng)的影響是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要亟待解決的問(wèn)題，且有重大的工程和使用價(jià)值。

本文根據(jù)廠站遠(yuǎn)動(dòng)裝置時(shí)響應(yīng)調(diào)度主站的實(shí)際情況，分析動(dòng)態(tài)判斷與兜底時(shí)間相結(jié)合的機(jī)制，提出了遠(yuǎn)動(dòng)裝置動(dòng)態(tài)判斷初始化延時(shí)技術(shù)，并通過(guò)實(shí)際運(yùn)行效果進(jìn)行分析。

1 遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)響應(yīng)調(diào)度主站分析

1.1遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間的組成

廠站遠(yuǎn)動(dòng)裝置啟動(dòng)時(shí)間可以分為硬件及底層軟件初始化、應(yīng)用軟件初始化、通信建庫(kù)三個(gè)階段。可以將啟動(dòng)時(shí)間t的組成分解為下列過(guò)程：

1）預(yù)留干預(yù)時(shí)間，是指為人工干預(yù)啟動(dòng)過(guò)程的預(yù)留時(shí)間，現(xiàn)在設(shè)為2s，主要用于系統(tǒng)軟件更新的下載等操作。

2）硬件和操作系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間，硬件和操作系統(tǒng)本身的啟動(dòng)時(shí)間是基本固定的，包括硬件初始化、操作系統(tǒng)加載、設(shè)備驅(qū)動(dòng)、磁盤檢查、操作系統(tǒng)啟動(dòng)、多板卡檢測(cè)協(xié)同管理等。

3）應(yīng)用基礎(chǔ)軟件初始化，是指MySql初始化、解析組態(tài)、rdb初始化等時(shí)間消耗。

4）應(yīng)用通信軟件初始化，是指對(duì)上對(duì)下通信規(guī)約的初始化，包括一些模型信息配置、通信接口配置、應(yīng)用參數(shù)初始化、轉(zhuǎn)發(fā)表的生成和注冊(cè)等。

5）通信建庫(kù)時(shí)間，開始和站內(nèi)裝置建立通信并收集數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫(kù)建庫(kù)完成的時(shí)間。

1.2 遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間分析

廠站遠(yuǎn)動(dòng)裝置在各個(gè)階段的啟動(dòng)時(shí)間是由自身的特性決定的：

1）預(yù)留干預(yù)時(shí)間，設(shè)計(jì)上固定的，一般時(shí)間很短，比如2秒，但是很有必要。

2）硬件和操作系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間，時(shí)間比較固定，當(dāng)前各廠家遠(yuǎn)動(dòng)一般為PPC或者X86架構(gòu)，采用linux系統(tǒng)，該時(shí)間一般需要消耗30-60秒。

3）應(yīng)用基礎(chǔ)軟件初始化，時(shí)間比較固定，一般為30秒左右。

4）應(yīng)用通信軟件初始化，和具體組態(tài)有關(guān)系，比如采用什么規(guī)約，調(diào)度通道個(gè)數(shù)等。一般采用IEC61850的較大規(guī)模站為30秒左右。

5）通信建庫(kù)時(shí)間，和采用什么方式判斷有關(guān)系。如采用動(dòng)態(tài)判斷一般可以在40秒內(nèi)完成，如采用固定延時(shí)一般要到150秒以上。

2? 動(dòng)態(tài)判斷與兜底時(shí)間相結(jié)合初始化邏輯

從遠(yuǎn)動(dòng)啟動(dòng)時(shí)間的組成和遠(yuǎn)動(dòng)啟動(dòng)時(shí)間的分析可以看到，“預(yù)留干預(yù)時(shí)間”“硬件和操作系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間”“應(yīng)用基礎(chǔ)軟件出事時(shí)間”“應(yīng)用通信軟件初始化時(shí)間”一般比較固定，由裝置軟硬件配置決定。通信建庫(kù)時(shí)間采用固定延時(shí)一般設(shè)置在150s以上，耗時(shí)比較長(zhǎng)，結(jié)合動(dòng)態(tài)判斷的時(shí)間結(jié)果，通信建庫(kù)時(shí)間的設(shè)定存在優(yōu)化空間。

2.1 通信建庫(kù)初始化機(jī)制

取消整體的軟件啟動(dòng)時(shí)間延時(shí)，對(duì)每臺(tái)裝置及每個(gè)遙信、遙測(cè)數(shù)據(jù)設(shè)置初始化標(biāo)志，開機(jī)時(shí)設(shè)置為未初始化。根據(jù)裝置上送的數(shù)據(jù)報(bào)文，更新每個(gè)遙信和遙測(cè)數(shù)據(jù)的初始化標(biāo)志;單個(gè)裝置的所有遙信和遙測(cè)數(shù)據(jù)都完成初始化的，則認(rèn)為裝置初始化結(jié)束;裝置通訊正常后45秒，也認(rèn)為裝置初始化結(jié)束，部分未刷新的數(shù)據(jù)，更新初始化標(biāo)志，同時(shí)品質(zhì)置為非當(dāng)前值。如果存在裝置通信不成功且多次（大于3次）鏈接都失敗的，則認(rèn)為裝置初始化結(jié)束，更新該裝置的所有遙信和遙測(cè)數(shù)據(jù)初始化標(biāo)志，同時(shí)品質(zhì)置為無(wú)效。所有裝置初始化結(jié)束，則認(rèn)為數(shù)據(jù)準(zhǔn)備完畢，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備完成后響應(yīng)調(diào)度通信，完成啟動(dòng)過(guò)程。

2.2 通信建庫(kù)時(shí)間動(dòng)態(tài)判斷邏輯

最佳的通信建庫(kù)時(shí)間動(dòng)態(tài)判斷應(yīng)該建立在轉(zhuǎn)發(fā)表的基礎(chǔ)上，因?yàn)檗D(zhuǎn)發(fā)表代表某個(gè)調(diào)度通道對(duì)數(shù)據(jù)采集的實(shí)際需求，如果這個(gè)通道下關(guān)心的轉(zhuǎn)發(fā)表數(shù)據(jù)就緒了，即使其他數(shù)據(jù)尚未采集到位，也可以開放該通道的對(duì)上通信了。因此，動(dòng)態(tài)判斷所遵循的基本邏輯如下：

1）“建庫(kù)完成的動(dòng)態(tài)判斷”和“兜底時(shí)間”相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)又快又準(zhǔn)開放對(duì)上通信;

2）數(shù)據(jù)庫(kù)模塊負(fù)責(zé)判斷測(cè)點(diǎn)建庫(kù)是否完成并能按測(cè)點(diǎn)逐個(gè)標(biāo)記;

3）遠(yuǎn)動(dòng)通道規(guī)約模塊（如IEC104規(guī)約）負(fù)責(zé)判斷該通道下所有轉(zhuǎn)發(fā)表關(guān)心的全部測(cè)點(diǎn)是否均建庫(kù)完成，并結(jié)合兜底時(shí)間決定是否對(duì)上開放通信。

通信建庫(kù)完成的判據(jù)過(guò)程：

1）測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)初始化，所有測(cè)點(diǎn)均為建庫(kù)未完成狀態(tài);

2）測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)如果被刷新，則該測(cè)點(diǎn)建庫(kù)完成;

3）測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)所在裝置如果超時(shí)不通，則該測(cè)點(diǎn)建庫(kù)完成;

兜底時(shí)間：

1）兜底時(shí)間按通道設(shè)置;

2）兜底時(shí)間的設(shè)置可以較長(zhǎng)，一般為200秒左右。

動(dòng)態(tài)判斷初始化完成的最終效果：遠(yuǎn)動(dòng)通道規(guī)約模塊在該通道下所有轉(zhuǎn)發(fā)表建庫(kù)完成即可立即開放對(duì)上通信，如果出現(xiàn)意外，則最遲在兜底時(shí)間開放對(duì)上通信。

3? 應(yīng)用與效果

本文提出的廠站遠(yuǎn)動(dòng)裝置動(dòng)態(tài)延時(shí)響應(yīng)調(diào)度主站方法，在廣東省電網(wǎng)公司陽(yáng)江供電局500kV回隆變電站，采用PCS-9799遠(yuǎn)動(dòng)裝置進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。

PCS-9799型遠(yuǎn)動(dòng)通信裝置動(dòng)態(tài)判斷初始化延時(shí)功能有效，其與固定延時(shí)的配合方式為：當(dāng)遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)初始化尚未完成但已到達(dá)兜底設(shè)定時(shí)間，立即響應(yīng)主站連接，尚未初始化的數(shù)據(jù)帶無(wú)效品質(zhì)響應(yīng)主站總召;當(dāng)遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)已完成初始化但尚未到兜底設(shè)定時(shí)間，立即響應(yīng)主站連接，所有數(shù)據(jù)均有效。簡(jiǎn)言之，“遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)初始化完成”和“兜底”這二者構(gòu)成“或”關(guān)系，只要有其中一者滿足條件，即可響應(yīng)主站連接。

PCS-9799型遠(yuǎn)動(dòng)通信裝置對(duì)通信中斷的間隔層裝置處理方式為：等待一定時(shí)間，在等待時(shí)間里不響應(yīng)主站連接;確定間隔層裝置通信為“中斷”狀態(tài)后即開放連接。

采用動(dòng)態(tài)判斷初始化延時(shí)功能后，響應(yīng)主站延時(shí)大約80s，較以往固定設(shè)置180秒，縮短了100秒，為原來(lái)的44%。

4? 結(jié)語(yǔ)

變電站遠(yuǎn)動(dòng)裝置動(dòng)態(tài)判斷初始化延時(shí)方法及系統(tǒng)，采用了動(dòng)態(tài)判斷與兜底時(shí)間相結(jié)合的機(jī)制，提高遠(yuǎn)動(dòng)裝置重啟時(shí)初始化效率，縮短初始化時(shí)間;能有效避免因經(jīng)驗(yàn)值設(shè)置不當(dāng)引起的各種負(fù)面影響，數(shù)據(jù)錯(cuò)發(fā)和信號(hào)漏發(fā)，提高了調(diào)度自動(dòng)化數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，保證了數(shù)據(jù)質(zhì)量;同時(shí)避免變電站發(fā)生間隔層裝置的擴(kuò)建、退運(yùn)等現(xiàn)場(chǎng)情況同步修改固定延時(shí)，提高現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工作效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]張瑞娟. 雙機(jī)冗余的變電站遠(yuǎn)動(dòng)通訊系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D]. 成都：電子科技大學(xué)，2001.

[2]柳永智，劉曉川.電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2006.

[3]王明俊，于爾鏗，劉廣一.變電站系統(tǒng)自動(dòng)化及其發(fā)展（一）～（七）電網(wǎng)技術(shù)[J]，1996（7）～1997（1）：117-124，69-80

[4]俞壽南，陳飛，呂曉峰.綜合自動(dòng)化變電站設(shè)計(jì)中若干技術(shù)據(jù)問(wèn)題探討[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，1995（10）：102-120

[5]夏敏. 變電站遠(yuǎn)動(dòng)通道中斷的檢測(cè)方法[J]. 自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2013：32（11）：115-117.

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