目前,呼和浩特供电局多个变电站远动设备使用北京四方继保自动化股份有限公司研制的CSM-320E系列网络信息管理与控制装置,实现数据采集、设备控制、数据测量及信号报警等各项远动功能[1-2]。由于没有相应的数据维护软件,数据维护时只能采用人工方式手动编辑遥测、遥信、遥控等数据,速度慢、可靠性低,数据错误时有发生,干扰对电网状态的判断,从而产生决策错误,甚至错误遥控断路器,直接影响电网的安全运行。针对上述问题,本文设计开发了一种基于CSM-320E型信息管理与控制装置(即RTU)的CSM-320EA型远动数据解析系统,以加强对远动数据的维护与管理,同时为调度自动化系统运行管理提供技术支持。
1 CSM-320EA型远动数据解析系统设计1.1 数据特点CSM-320E系列网络信息管理与控制装置是一种新型的变电站自动化信息管理与控制设备,可用作各种电压等级的变电站自动化系统中的远动和通信管理机,其作为分布式RTU,与远动调度端通信可实现多个远动通道、多种远动协议同时运行,支持DL 451—1991(CDT)、DL/T 634—2002.5101(idtIEC60870-5-101)、DL/T 634—2002.5104(idtIEC 60870-5-104)等常用远动协议[3]。
通过CSM-320EA型远动数据库可实现多路远动通信,通过设置规约协议、通信介质、工作方式、传送数据类型等,各远动通道可与多个调度主站通过不同的规约进行通信,每个远动通道对应1个调度主站,且支持多个逻辑RTU,远动通道间互相独立。远动数据主要由遥信、遥控、遥测数据构成[4]。
(1)遥测数据。遥测数据有各段母线电压,线路电压、电流、有功功率、无功功率,主变压器的电流、有功功率、无功功率,电容器的电流、无功功率,馈出线的电流、电压、功率以及功率因数等,此外还有主变压器油温、直流电源电压、站用变压器电压等。遥测数据的结构如图 1所示。
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图 1 遥测数据的结构 |
(2)遥信数据。遥信数据有断路器状态、隔离开关状态、有载调压变压器分接头位置、同期检测状态、继电保护动作信号、运行告警信号等。遥信数据的结构如图 2所示。
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图 2 遥信数据的结构 |
(3)遥控数据。接收远方的遥控操作命令,执行远方对断路器和隔离开关的分、合操作,对变压器分接头开关位置进行调节,对电容器进行投、切控制。遥控数据的结构如图 3所示。
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图 3 遥控数据的结构 |
数据ID是远动数据的唯一标识,通过数据ID来表示与之相应的功能。远动数据的准确性是电力安全生产的保障,在CSM-320EA型远动数据库中的数据ID具有唯一性和正确性。由于远动数据结构无法直接识别,造成维护远动数据时辨识困难,因此CSM-320EA型远动数据解析系统重点关注数据ID准确辨识的问题。CSM-320EA型远动数据解析系统采用模块化设计,每个功能模块相对独立,以并行计算进行标准化建模,因此数据模型采用服务器+逻辑设备+逻辑节点+数据的分层结构[5]。共分为3层(见图 4),分别为人机会话层、过程层、数据层。人机会话层作为用户交互平台,对过程层发出控制命令。过程层封装了远动数据分析的各类算法及存储结构。数据层由数据备份、数据同步、事件记录、存储管理等模块组成。
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图 4 分层结构数据模型 |
CSM-320EA型远动数据解析系统满足功能完整、操作简单、数据真实有效的基本原则,并具有较高的集成度及针对新设备的良好兼容性。具体可归纳为以下几点:
(1)安全性。系统符合信息安全技术、信息系统安全等级保护的基本要求,核心算法及数据结构的自主设计开发满足自主、可控、可信的原则。
(2)可靠性。采取安全的技术或协议,但不增加变电站综合自动化系统的负载,不影响设备的正常运行。
(3)开放性。支持新设备的数据接入和旧设备的数据淘汰。
(4)可扩展性。支持二次开发,以实现用户特定的管理功能,支持标准的数据交互接口,实现数据交互。
2 系统功能CSM-320EA型远动数据解析系统主要功能是解析RTU中的遥测、遥信、遥控远动数据,通过计算分析远动数据中的RTU序号、点号、数据ID,并对数据ID标记描述,以便于维护远动数据。数据解析流程如图 5所示。
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图 5 远动数据解析系统流程图 |
分析远动数据中的RTU序号、数据ID等结点数据,若出现异常数据,说明该数据无效,可将该结点数据进行标注提示,确保远动数据的准确性。
2.2 重复数据分析扫描远动数据中的数据ID等结点数据,发现重复数据时,将此类数据进行标注提示,保证远动数据的可靠性。
2.3 远动数据解析由于数据ID是远动数据的唯一索引,根据数据ID对远动数据进行解析,标记该结点所描述的数据信息。当发现数据ID异常时,将此类信息标注提示为异常结点。
3 应用效果目前,CSM-320EA型远动数据解析系统在呼和浩特供电局所管辖的220 kV乌素图变电站等15座变电站开始使用。通过该系统的使用,避免了以往远动设备维护困难、工作效率低等问题,远动设备缺陷检出的灵敏度和数据的可靠性显著提高。远动数据解析系统的遥测数据如图 3所示,遥测数据解析报告如图 4所示。
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图 3 遥测数据 |
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图 4 遥测数据解析报告 |
呼和浩特供电局采用的CSM-320EA型远动数据解析系统可自动解析遥测、遥信、遥控等数据,提高了数据的准确性,满足变电站综合自动化运行要求,为完善调度自动化管理提供了技术支撑,实现了调度自动化系统运行的标准化管理,经验可供其他相关类型设备维护参考。
[1] | 丁书文, 黄训诚, 胡启宙. 变电站综合自动化原理及应用[M]. 北京: 中国电力出版社, 2002: 7-20. |
[2] | 魏庆海, 赵建中, 杨好忠, 等. 现代电网运行与控制[M]. 北京: 中国电力出版社, 2010: 408-432. |
[3] | 北京四方继保自动化股份有限公司. CSM-320EW网络信息管理与控制装置硬件说明书[M]. 北京: 北京四方继保自动化股份有限公司, 2011: 1-2. |
[4] | 北京四方继保自动化股份有限公司. CSM-300E系列通信管理软件使用说明书[Z]. 北京: 北京四方继保自动化股份有限公司, 2010: 23-26. |
[5] | 谭文恕. 电力系统无缝通信系统体系[J].电力自动化设备, 2001, 21(11): 1–2. DOI:10.3969/j.issn.1006-6047.2001.11.001 |