武天龍 趙瑞鋒

摘要：傳統(tǒng)廠站遠動裝置采用固定延時響應(yīng)調(diào)度主站系統(tǒng)的模式存在嚴重的不足，難以滿足調(diào)度自動化系統(tǒng)的高數(shù)據(jù)質(zhì)量的要求。針對該問題提出了廠站遠動裝置動態(tài)延時響應(yīng)調(diào)度主站方法，采用了動態(tài)判斷與兜底時間相結(jié)合的機制，提高遠動裝置重啟時初始化效率，縮短初始化時間。通過應(yīng)用表明該方法能有效提升調(diào)度自動化數(shù)據(jù)準確性，保證了數(shù)據(jù)質(zhì)量并能提高現(xiàn)場維護工作效率。

關(guān)鍵詞：廠站;遠動裝置;調(diào)度自動化系統(tǒng);動態(tài)延時;數(shù)據(jù)采集

0引言

在變電站綜合自動化系統(tǒng)中，遠動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時進行自動傳輸和交換的自動裝置，是電力系統(tǒng)調(diào)度綜合自動化的基礎(chǔ)，遠動裝置的穩(wěn)定性及數(shù)據(jù)準確性直接影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行[1，2]。

遠動裝置在重啟后需進行數(shù)據(jù)初始化過程，初始化期間遠動裝置和站內(nèi)測控裝置建立通信并召喚數(shù)據(jù)[3]。在初始化未完成期間，遠動裝置數(shù)據(jù)庫內(nèi)各遙測均為零，遙信為分位。若此時響應(yīng)調(diào)度主站總召喚，會造成誤遙信或數(shù)據(jù)跳變，嚴重影響調(diào)度自動化數(shù)據(jù)準確性，從而可能會導(dǎo)致誤調(diào)誤控，對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行存在極大的安全隱患[4，5]。針對該問題，目前的解決方案是為遠動裝置設(shè)置固定初始化延時，即在此延時期間，遠動機不響應(yīng)主站總召喚，待初始化延時結(jié)束后再響應(yīng)總召，以避免誤信號上送。此延時設(shè)置一般為經(jīng)驗值，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，針對使用IEC61850規(guī)約的變電站，少于200臺裝置初始化延時設(shè)置為3分鐘，大于200臺裝置設(shè)置為5分鐘。

根據(jù)實際電網(wǎng)運行經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)采用固定延時方法以規(guī)避初始化過程產(chǎn)生誤數(shù)據(jù)存在嚴重的不足與問題：

1）變電站發(fā)生間隔層裝置的擴建、退運等，還需根據(jù)現(xiàn)場情況同步修改固定延時，不利于現(xiàn)場維護工作。

2）遠動裝置延時的經(jīng)驗值并不準確，如延時設(shè)置過小，會造成初始化未結(jié)束即響應(yīng)主站總召，部分還未初始化的錯誤數(shù)據(jù)上送調(diào)度端;延時設(shè)置過大，若恰好重啟期間發(fā)生遙信變位或事故跳閘，則可能無法及時反映實時狀態(tài)，甚至漏發(fā)信號。

在上述情況下可能導(dǎo)致電網(wǎng)誤調(diào)或誤控，會給電網(wǎng)帶來巨大的損失。因此，研究遠動裝置合理初始化延時方法，提高遠動裝置重啟時初始化效率，縮短初始化時間，減少對調(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題，且有重大的工程和使用價值。

本文根據(jù)廠站遠動裝置時響應(yīng)調(diào)度主站的實際情況，分析動態(tài)判斷與兜底時間相結(jié)合的機制，提出了遠動裝置動態(tài)判斷初始化延時技術(shù)，并通過實際運行效果進行分析。

1 遠動機響應(yīng)調(diào)度主站分析

1.1遠動機啟動時間的組成

廠站遠動裝置啟動時間可以分為硬件及底層軟件初始化、應(yīng)用軟件初始化、通信建庫三個階段?？梢詫訒r間t的組成分解為下列過程：

1）預(yù)留干預(yù)時間，是指為人工干預(yù)啟動過程的預(yù)留時間，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)啟動時間，硬件和操作系統(tǒng)本身的啟動時間是基本固定的，包括硬件初始化、操作系統(tǒng)加載、設(shè)備驅(qū)動、磁盤檢查、操作系統(tǒng)啟動、多板卡檢測協(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初始化等時間消耗。

4）應(yīng)用通信軟件初始化，是指對上對下通信規(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)表的生成和注冊等。

5）通信建庫時間，開始和站內(nèi)裝置建立通信并收集數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫建庫完成的時間。

1.2 遠動機啟動時間分析

廠站遠動裝置在各個階段的啟動時間是由自身的特性決定的：

1）預(yù)留干預(yù)時間，設(shè)計上固定的，一般時間很短，比如2秒，但是很有必要。

2）硬件和操作系統(tǒng)啟動時間，時間比較固定，當前各廠家遠動一般為PPC或者X86架構(gòu)，采用linux系統(tǒng)，該時間一般需要消耗30-60秒。

3）應(yīng)用基礎(chǔ)軟件初始化，時間比較固定，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）通信建庫時間，和采用什么方式判斷有關(guān)系。如采用動態(tài)判斷一般可以在40秒內(nèi)完成，如采用固定延時一般要到150秒以上。

2? 動態(tài)判斷與兜底時間相結(jié)合初始化邏輯

從遠動啟動時間的組成和遠動啟動時間的分析可以看到，“預(yù)留干預(yù)時間”“硬件和操作系統(tǒng)啟動時間”“應(yīng)用基礎(chǔ)軟件出事時間”“應(yīng)用通信軟件初始化時間”一般比較固定，由裝置軟硬件配置決定。通信建庫時間采用固定延時一般設(shè)置在150s以上，耗時比較長，結(jié)合動態(tài)判斷的時間結(jié)果，通信建庫時間的設(shè)定存在優(yōu)化空間。

2.1 通信建庫初始化機制

取消整體的軟件啟動時間延時，對每臺裝置及每個遙信、遙測數(shù)據(jù)設(shè)置初始化標志，開機時設(shè)置為未初始化。根據(jù)裝置上送的數(shù)據(jù)報文，更新每個遙信和遙測數(shù)據(jù)的初始化標志;單個裝置的所有遙信和遙測數(shù)據(jù)都完成初始化的，則認為裝置初始化結(jié)束;裝置通訊正常后45秒，也認為裝置初始化結(jié)束，部分未刷新的數(shù)據(jù)，更新初始化標志，同時品質(zhì)置為非當前值。如果存在裝置通信不成功且多次（大于3次）鏈接都失敗的，則認為裝置初始化結(jié)束，更新該裝置的所有遙信和遙測數(shù)據(jù)初始化標志，同時品質(zhì)置為無效。所有裝置初始化結(jié)束，則認為數(shù)據(jù)準備完畢，數(shù)據(jù)準備完成后響應(yīng)調(diào)度通信，完成啟動過程。

2.2 通信建庫時間動態(tài)判斷邏輯

最佳的通信建庫時間動態(tài)判斷應(yīng)該建立在轉(zhuǎn)發(fā)表的基礎(chǔ)上，因為轉(zhuǎn)發(fā)表代表某個調(diào)度通道對數(shù)據(jù)采集的實際需求，如果這個通道下關(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上通信了。因此，動態(tài)判斷所遵循的基本邏輯如下：

1）“建庫完成的動態(tài)判斷”和“兜底時間”相結(jié)合，實現(xiàn)又快又準開放對上通信;

2）數(shù)據(jù)庫模塊負責判斷測點建庫是否完成并能按測點逐個標記;

3）遠動通道規(guī)約模塊（如IEC104規(guī)約）負責判斷該通道下所有轉(zhuǎn)發(fā)表關(guān)心的全部測點是否均建庫完成，并結(jié)合兜底時間決定是否對上開放通信。

通信建庫完成的判據(jù)過程：

1）測點數(shù)據(jù)庫初始化，所有測點均為建庫未完成狀態(tài);

2）測點數(shù)據(jù)如果被刷新，則該測點建庫完成;

3）測點數(shù)據(jù)所在裝置如果超時不通，則該測點建庫完成;

兜底時間：

1）兜底時間按通道設(shè)置;

2）兜底時間的設(shè)置可以較長，一般為200秒左右。

動態(tài)判斷初始化完成的最終效果：遠動通道規(guī)約模塊在該通道下所有轉(zhuǎn)發(fā)表建庫完成即可立即開放對上通信，如果出現(xiàn)意外，則最遲在兜底時間開放對上通信。

3? 應(yīng)用與效果

本文提出的廠站遠動裝置動態(tài)延時響應(yīng)調(diào)度主站方法，在廣東省電網(wǎng)公司陽江供電局500kV回隆變電站，采用PCS-9799遠動裝置進行實際應(yīng)用。

PCS-9799型遠動通信裝置動態(tài)判斷初始化延時功能有效，其與固定延時的配合方式為：當遠動機初始化尚未完成但已到達兜底設(shè)定時間，立即響應(yīng)主站連接，尚未初始化的數(shù)據(jù)帶無效品質(zhì)響應(yīng)主站總召;當遠動機已完成初始化但尚未到兜底設(shè)定時間，立即響應(yīng)主站連接，所有數(shù)據(jù)均有效。簡言之，“遠動機初始化完成”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型遠動通信裝置對通信中斷的間隔層裝置處理方式為：等待一定時間，在等待時間里不響應(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。

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

4? 結(jié)語

變電站遠動裝置動態(tài)判斷初始化延時方法及系統(tǒng)，采用了動態(tài)判斷與兜底時間相結(jié)合的機制，提高遠動裝置重啟時初始化效率，縮短初始化時間;能有效避免因經(jīng)驗值設(shè)置不當引起的各種負面影響，數(shù)據(jù)錯發(fā)和信號漏發(fā)，提高了調(diào)度自動化數(shù)據(jù)準確性，保證了數(shù)據(jù)質(zhì)量;同時避免變電站發(fā)生間隔層裝置的擴建、退運等現(xiàn)場情況同步修改固定延時，提高現(xiàn)場維護工作效率。

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