智能變電站一體化信息平臺的設計

孫韜備

摘 要：隨著我國重工生產(chǎn)領域科學化發(fā)展的進程不斷加快，公共電力的分配問題開始引起了全社會的廣泛關注。文章簡要介紹了我國智能變電站一體化信息平臺發(fā)展所面臨的主要技術問題，并以此為基礎，重點強調(diào)了二次安防措施的策略，試圖為智能變電站一體化信息平臺設計提供可行方案。

關鍵詞：智能變電站；一體化；信息平臺

前言

目前我國智能變電站的數(shù)據(jù)采集功能與具體的業(yè)務職能范圍緊密結合，但是部門之間的工作相互獨立。所以不同的功能只能由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)獨立完成，例如變電站自動化系統(tǒng)、繼電保護系統(tǒng)以及故障信息管理子站系統(tǒng)等，因此很可能導致二次設備出現(xiàn)重復控制現(xiàn)象，以至于信息采集系統(tǒng)利用率不高、數(shù)據(jù)和信息不夠準確的情況出現(xiàn)。

1 一體化信息平臺發(fā)展所面臨的問題

從目前國內(nèi)的技術發(fā)展和應用現(xiàn)狀來分析，主要的硬件應用平臺已經(jīng)構建完成。但是與全站系統(tǒng)信息真正一體化還有一定的差距，尤其是站內(nèi)各系統(tǒng)信息的安全分區(qū)限制一直是阻礙一體化信息平臺發(fā)展難以克服的問題。我國的第一批智能變電站改造工程試點中一體化信息平臺應安排四個安全分區(qū)信息，在一定程度上減少了智能變電站一體化信息平臺的建設成本。與此同時，由于各個系統(tǒng)之間所采用的通訊標準有所差異，原有的單項隔離裝置難以實現(xiàn)對雙向通訊機制的處理。所以，如果按照原有的方式進行分區(qū)，那么各信息安全區(qū)之間的隔離措施將無法正常運行[1]。

2 智能變電站一體化新平臺建設方案及應用

2.1 平臺整合措施

根據(jù)我國現(xiàn)行的分區(qū)標準，將一體化信息平臺與數(shù)據(jù)檢查系統(tǒng)相整合，可以有效落實二次安全防護工作、減少后臺工作業(yè)務、實現(xiàn)大區(qū)信息的高度集成。平臺整合措施的實現(xiàn)在避免了生產(chǎn)大區(qū)安全風險的同時，其對數(shù)據(jù)監(jiān)測的完整性仍然值得人們深思。在該建設方案中，變電站一體化信息平臺適宜配置獨立的數(shù)據(jù)處理器，變電站各子系統(tǒng)通過統(tǒng)一的通訊標準進行數(shù)據(jù)傳輸，有效實現(xiàn)各服務器之間的數(shù)據(jù)互通。由于各服務器之間有較強的隔離能力，所以在具體的建設實踐過程中，應根據(jù)不同分區(qū)的數(shù)據(jù)，進行隔離保存[2]。

2.2 一體化信息平臺與保信子站功能整合的可行性分析

保信子站系統(tǒng)是變電站保護故障信息的主要手段。在一體化信息平臺與保信子站功能整合后，可以使保護網(wǎng)與監(jiān)控網(wǎng)之間不再互相干擾，而且各地區(qū)都有成熟的運營經(jīng)驗?，F(xiàn)在我國智能變電站數(shù)字化的二次設備均遵循國家統(tǒng)一的通訊協(xié)議。從理論依據(jù)上進行研究，各二次設備之間的直接通信已經(jīng)不存在明顯障礙，因此保護裝置以及故障信息將可以直接傳輸?shù)阶冸娬鞠到y(tǒng)網(wǎng)，從而確保信息獲得的有效性以及信息獲取速度。但是在具體的建設實踐中，由于各生產(chǎn)廠家的設備生產(chǎn)技術存在差異，各設備之間實現(xiàn)真正互聯(lián)仍存在許多問題，這就要求一線工作人員根據(jù)實際工作需要不斷完善和豐富設備運行和調(diào)配經(jīng)驗[3]。

在一體化信息平臺與保信子站功能整合完成后，將會有效控制日常工作中的數(shù)據(jù)傳播數(shù)量，信息量較大的數(shù)據(jù)經(jīng)常會被故障錄波設備所攔截。所以建設過程中應用100m以上的MMS網(wǎng)，在傳輸信息量較大的數(shù)據(jù)時避免網(wǎng)絡堵塞，造成不必要的麻煩。與此同時，通過優(yōu)化站內(nèi)故障信息攔截方案，可以避免故障錄波設備同時攔截兩個甚至兩個以上裝置文件，以至于造成短暫性網(wǎng)絡擁堵。

2.3 信息上傳問題解決方案

實現(xiàn)一體化信息平臺保信子站功能上傳主要有以下三種手段：（1）外加轉(zhuǎn)發(fā)器。利用轉(zhuǎn)發(fā)其實現(xiàn)信息保護以及直接傳輸；（2）擴展服務職能。通過在平臺服務器上增加服務功能來實現(xiàn)對信息的保護與傳輸。（3）安裝一體化信息平臺綜合遠動網(wǎng)開關。通過綜合遠動元開關可以實現(xiàn)與變電站內(nèi)相關設備與數(shù)據(jù)服務器的有效共同，從而進行包括數(shù)據(jù)上傳在內(nèi)的信息數(shù)據(jù)處理活動[4]。

3 智能變電站一體化信息平臺方案設計

3.1 面向應用結構設計

要想在職能變電站內(nèi)部實現(xiàn)應用信息的高度集成，必須將各種功能有機的結合起來，達到“1+1>2”的應用效果，在保證各部分職能高度集成的同時，也要確保各職能的靈活性。一體化信息平臺采用面向應用結構，將所有的應用智能作為服務對象，包括業(yè)務流程以及業(yè)務數(shù)據(jù)庫。此設計的優(yōu)點包括：（1）在不干涉其他平臺應用正常工作的情況下，可以將平臺上現(xiàn)存的應用進行合理增減，保證系統(tǒng)應用的靈活性。（2）在某一特定應用模型修改過程中不會對其他應用模型產(chǎn)生影響。（3）便于平臺數(shù)據(jù)實現(xiàn)共享。（4）各分區(qū)之間界限明確，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)與應用之間的高度封閉，從而確保數(shù)據(jù)的安全性。

3.2 平臺模型設計

在一體化信息平臺建設過程中，應該充分考慮變電站各種應急情況需求包括事故警報功能、事故原因分析功能以及降低誤差功能等，建立緊急情況應急機制。緊急情況應急機制的實質(zhì)是面向電網(wǎng)建模，與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)不同，緊急情況應急系統(tǒng)是通過對系統(tǒng)內(nèi)部異樣數(shù)據(jù)進行分析，查找原因，通過科學計算提供最優(yōu)處理方案。信息平臺一體化在模型建設過程中，對各設備之間的關系表達有很高的要求，各設備之間不僅要有明確的關系語義，還要為平臺提供高校檢索職能?？蓞⒖嫉膸追N數(shù)據(jù)關系表達：（1）一對一單純引用。在設備輸出端口進行有效的收接端指引。（2）一對一雙向簡單引用。在兩端之間進行對向引導，一端設備的修改不會影響另一端。（3）一對雙向共生引用，在兩端中間進行對向引導，但是對一端模型進行修改，另一端對象將不會存在。（4）一對多雙向共生引用，在設備輸出端儲存多個接收端的引導。設備輸出端被修改后，接受端將不會存在。（5）一對多雙向非共生引用，在設備輸出端儲存多個接受端的引導。設備輸出端被修改后，接受端設備不會手段影響。

3.3 安全隔離裝置設計

在本次設計中，智能變電站對安全的重視程度沒有絲毫減弱，嚴格遵照國家頒布的《電力二次系統(tǒng)安全防護總體方案》和《變電站二次系統(tǒng)安全方案》所提出的要求，系統(tǒng)進行安全分區(qū)和安全責任邊界設置，確保工作的安全性有效性。根據(jù)數(shù)據(jù)之間性質(zhì)和功能的差異，將安全隔離裝置的功能分為兩部分。（1）對于容易丟失的數(shù)據(jù)，對其進行事實在線同步，在不同的時間段將容易丟失的數(shù)據(jù)發(fā)送到代理系統(tǒng)中。（2）對離線信息進行跟蹤同步，由于平臺故障的不確定性，安全隔離裝置應建立數(shù)據(jù)緩存機制，在系統(tǒng)正常工作后，將數(shù)據(jù)完整的進行同步。

4 結束語

只有解決限制二次系統(tǒng)整合的技術問題，才能有效保證一體化信息平臺系統(tǒng)進一步優(yōu)化集成的可行性。文章以節(jié)約環(huán)保、優(yōu)化配置的設計理念為主旨，整合一線工作者的實踐經(jīng)驗，構建了一套科學、可行的一體化信息平臺設計方案，希望可以達到系統(tǒng)功能有機整合、無效功能徹底拋棄，加強系統(tǒng)內(nèi)部相互融合的目標。智能變電站智能的高度集成應用，對一體化信息平臺建設提出了更高的要求，包括平臺的集成能力、應用的靈活應變能力等。一體化信息平臺的建設為各應用的有機結合打下了良好的基礎。

參考文獻

[1]王化鵬，楊威，許智，等.智能變電站一體化信息平臺源端維護模型轉(zhuǎn)化技術[J].電力建設，2012，1（16）：27-31.

[2]楊臻，趙燕茹.一種智能變電站一體化信息平臺的設計方案研究[J].華北電力大學學報（自然科學版），2012，3（16）：59-64.

[3]宋璇坤，劉穎，孫佳，等.新一代智能變電站一體化信息平臺設計[J].電力建設，2013，9（16）：21-25.

[4]王冬霞，施廣德，鐘昀，等.智能變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)圖形平臺的設計與開發(fā)[J].華電技術，2014，7（16）：12-15+77.