一体化EMS系统技术的深化应用与运维分析

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(江西九江供电公司,江西 九江 332000)

1 引言

随着大运行体系的推进，“横向集成、纵向贯通”的自动化新格局，已基本形成。九江电网采用了东方电子df8003E系统作为智能电网技术支持系统，为电网调度、监控提供更充分有效的数据、画面、事项信息和技术支持手段。

相对过去而言，一体化自动化系统功能和架构发生了极大的变化，所承载的安全职责与级别、工作范围、技术领域、标准要求都发生了极大的跳变，这些变化所带来的新要求、新特点体现在：

(1)监测响应前端——变电站无人值守，设备、状态、变位、保护等一举一动都有赖于自动化信号的准确、及时、可靠响应；

(2)下达遥控指令——对开关、刀闸、高频保护、软压板的分合投退，对自动化系统、技术、人员都提出了更高的要求，以满足电网运行的技术保障；

(3)一体化平台——自动化主站系统集“调控一体、市县一体”于一身，将地县调所辖变电站及各类电厂信号都汇集到地调自动化系统，将主变、母线、开关、间隔、光字牌、保护、等诸多信息与指令进行处理，实现监测、告警、画面显示、光字牌动作、遥控及事故推图；

(4)调度数据网——路由协议和VPN技术的全面应用，在信号通道处理上带来了新手段、新技术，对路由的检测、对信号的判断、对厂站主站的通信方式，都提出了新要求;

(5)县调远程工作站——根据所辖区域，设定责任区，限制操作权限，规范工作流程，这一特殊节点及其信号业务处理，特别是对该节点的数据、图形、程序及服务的远程维护更提出了新的课题和新的要求。

(6)业务流程变化、多项指标数据源——多项考核指标都源于自动化系统，如电压合格率、力率、遥测合格率，以及生产管控、综合平台、操作票等均通过数据、图形、模型的同步，将相关信息发送到各考核系统。

面对上述智能电网技术支持系统出现的新变化、新特点、新技术、新要求，对自动化系统进行有效的应用分析，并就自动化运维的几个方面的重点、难点，作为深化应用进行探讨分析，结合本地区自动化工作介绍，对于自动化运维的实际工作提供参考与借鉴，有着重要的实际意义。

2 告警信号的处理与响应

按照国网有关监控告警分类分级规则，将告警信号按优先等级进行分类与分级，并在告警窗口分别进行归类显示，而对于厂站上送的SOE信号，则在电网事件分析，事故处理过程中，正确反映现场事件过程，避免由于网络及系统响应的时钟不同步而导致事件顺序混乱和分析差错。

表1

图1

对于特别的事故跳闸、保护信号处理、小电流接地等电网重点事项，为电网监控提供特殊响应方式和显示手段。

深化应用：特殊事项的响应处理

(1) 事故推图——及时有效反应事故跳闸或重要保护动作，立即切入调控人员值守界面，同时发出事故警笛,以便调控人员进行事故处理。一般来说，当厂站送出事故总信号，或者保护动作信号同时伴随有开关变位信号，则判定为事故，将所关联的厂站画面推出，并同时给出事故告警信号。

①对于220kV分相开关，则需相应调整信号的数据类型和量测类型，一般将该“开关位置”归结为“开关”设备属性，而把A、B、C相位置的数据类型归结为“保护动作”，量测类型归结为“状态”，将其归属到同一“开关”设备上。有效反应开关位置和保护动作信号，实现事故推图功能。

②而对于主变本体保护动作，由于其未与某开关联动，则需将主要保护归并，设置为事故总信号，直接启动事故推图。

(2) 母线接地告警——根据所设定阈值，通过所采集的3U0跳变越限，或采用对相电压逻辑计算得出计算数字量，作为判定越限的参考依据，触发接地告警动作。更进一步可以通过状态估计进行验证分析，对接地选线提供有力的佐证。

(3) 智能变的智能终端复归的处理

由于智能变采用了大量智能终端，为便于集中管理并及时对相关信号进行复归操作，设定了复归虚开关生成复归间隔，可选择对相应终端进行远程复归操作。

3 遥控操作的实现

遥控操作注重按照预置、返校、执行的操作程序，实行双机监督和设备校验，确保操作对象、操作方向的正确性。而电动刀闸的遥控更要严格按照有关五防要求和程序进行。

深化应用：几个特别方式的遥控处理

(1) 高频收发信的通道试验与通道复归信号的遥控

要确保其可用性和可靠性，需对其进行日常的测试，由于该类信号一般无遥信，在实际应用中以虚拟遥信作为操作对象，容易出现混乱，并对程序操作制造了麻烦，而这种一致性可通过初始状态人工置位来保证。

图2

图3

表2

信号发送初始置位:0控合:1虚拟遥信变位:1恢复置位:0试验按钮绿色发通道试验信号红色绿色复归按钮绿色发通道复归信号红色绿色

操作步骤为：初始置位——试验(复归)信号——恢复置位，保持虚拟遥信的一致性，便于监控人员识别与操作，更重要的是提高了遥控的可靠性和准确性，在此基础上，可采用序列控制方式，对同一类型的操作对象，依次有序自动进行，大大提高了工作效率。

(2) 软压板的分合与投退

在生成间隔图时，要关注压板对应的量测类型是否为CAPICITAR，其正常状态值是否为96，遥控号的录入需采取监护方式，所属责任区是否正确；当间隔图中压板状态与现场不一致时，检查前置信号、实时数据、图库关联，必要时还应检查间隔图的保存方式，以避免信号错位。

这些工作是为软压板调试的顺利进行，提供可靠的基础。

图4

(3) 单点遥控

部分35kV厂站，采用IEC104规约与主站通信，在遥控试验时发现预置返校失败，而主站指令及对应关系正确，后来发现是在遥控方式上的不一致，厂站采用单点遥控方式，而主站设置的为双点遥控，因而需对相应RTU的规约进行修改配置；在需要主站系统进行相应调整时，可修改相应RTU 的通信规约，将其选择为单点方式，并进行相应测试。

4 一体化平台

EMS系统采用功能分布式的系统设计和全分布的网络体系结构，所有应用软件按功能分布在各台服务器和工作站上，分布的功能用以保证系统的负荷均衡和网络负荷最小，采用合理的通信机制，防止出现通信的“瓶颈”，有效地使用网络和各单元的CPU，支持和管理网络中各个节点，实现数据共享，保证系统和网络的安全、可靠和高效。

应用一体化平台：图模库采用完全一致的支撑平台，图形格式和界面风格统一。

应用中间件平台：基于CORBA规范的分布式系统运行和开发中间件软件包，该软件包能够有效地将上层应用和底层系统隔离开，为各种不同的上层应用提供了统一开发和运行的环境，为上层应用提供了一个虚拟的、统一的、可扩展的、分布的开发平台数据库中间件平台：数据库系统采用基于IEC 61970 CIM/CIS标准实现系统间的互操作。

深化应用：数据、图形、模型处理的几个实例

(1) 重要通道报文的保存

事故追忆、事故反演功能侧重于反映电网运行状态的变化，而主站与厂站数据交互情况，是否有信号跳变，是否有异常操作，则需通过报文来反映工作过程和操作行为，以便进行事故分析、原因调查、职责判定，有着重要的分析与查证功能。

修改前置节点的相关程序，增加code_save进程，启动qtpcsmon进程监视界面，选取相应前置节点，查看slan_、code_save进程是否正常，重新选择、控制、启用该进程使其正常，同时在前置通道表相应通道，设置为通道检测状态，并在df8003/dat下，新建通道报文文件夹，则可查看到带时标的通道报文定时刷新。

图5

图6

(2) 数据、图形、模型的同步

各系统间的同步的管理

模型同步：采用CIM模型，通过CRON定时同步工具，调用相应进程和程序，将电网模型向指定系统同步；

数据同步：采用程序同步，或SCOPY通过隔离程序，实现由I区向III区的同步；

图形同步：由于I区图形采用的是.XP格式，当图形同步至III区，需转换为SVG图形，而图形编辑人员分散而众多，经常出现非法文件和操作，造成图形转换进程终止，该情况下，可先查看出错图形并修改，然后再手动重启图形同步进程。

(3) 计划负荷曲线与实时负荷曲线的同屏显示比较

SCADA系统作为实时系统，采集、计算、统计的是电网实时负荷的实际值，工作在安全分区的I区，而负荷预测却是人工设定的估计值，属于II区业务，不在实时系统中体现，具体的说就是调度员画面上看不见，无法与实际值比较，对电网负荷的变化趋势不直观、不精细。把省调发布的九江电网日负荷预测值与电网实时负荷值在同一画面显示，即对负荷变化趋势直观可见，又能根据发布值要求，有效调节系统负荷，对电网的安全、可靠、经济运行有着重要的意义。

具体技术方案与实施步骤：

①将数据从上级服务器FTP至jhsrv，采用E语言数据格式，将审定发布的96点值，定时接收至jhsrv；

②配置数据路径、防火墙、交换机，建立数据通道；

③程序的部署与调试，加载有关环境变量；

④数据格式、数据时间及有关定时器的确定，将数据FTP至I区服务器；

⑤将数据按规则写入数据库；手动测试有关程序进行调试；

⑥数据的调用，调度员画面的设置，考核曲线与实时曲线的比较分析；

⑦综合测试，数据校核，确定数据曲线的有效性和准确性。

图7

通过反复测试与调整，对相关程序进行调试、配置，成功实现了预期目标，在负荷曲线画面同时展现出日负荷考核曲线(96点)与实时负荷曲线，对比二者，一目了然，为调度运行与负荷调节提供了有效的数据与参考依据，为提升九江电网调度计划、负荷预测准确率水平带来极大的帮助和技术支持。

(4) 数据库的清理

由于8003E采用了以设备为主体的结构，各种关系与属性都归结到设备上，使得数据之间相互关联制约，以多维的形式，对相关设备进行描述。因此在清除退运厂站或过渡厂站，需按照相应的顺序进行，先删除虚拟点，再删除采集点，然后删除设备、间隔、绕组，最后删除相关的串行路径、通道、RTU、厂站。

间隔图的删除则需使用服务器unix操作系统的root图形处理工具，登录历史服务器，在cvsroot下对应graph目录，删除对应间隔的图形文件。

5 调度数据网通道检测

数据网由核心层、汇聚层、接入层构成，核心层路由器经交换机与前置服务器相连，厂站侧远动通信机经数据网与主站前置机实现通信。

(1) 登录核心路由，可分别检测厂站信号路由情况，通过display ip routing_table vpn-vpninstace 可查看其vpn路由情况；

(2) 而对于汇聚层路由器，则要重点检查与通信传输所安排的时隙配置及其相应接口地址display ip interface brief;

(3) 对接入路由器，则要查看 vpn直连引入情况，以及ospf 区域和网络发布情况；

(4) 主站与厂站不能正常通信的故障研判与处置：

登录前置机，通过ping 命令，根据返回信号，可以做出基本的判断，这对于故障的查处，有着极大的实用效果。

图8

表3主站与厂站不能正常通信的故障研判与处置

Ping对象IP网关地址交换机地址业务地址问题所在查处方法返回1不通不通不通路由检查路由、设备互联地址返回2通不通不通交换机或VPN查看VPN路由表返回3通通不通交换机或远动机登录交换机,ping业务地址返回4通通通远动通信机查看TCP连接情况

6 县调远程工作站

县调工作站的节点配置，是按照远程节点来处理的，通过代理服务器实现实时数据和业务的请求响应，它与系统的网络连接则是采用CPOS与路由器相连，以汇聚节点的形式连接核心路由器，实现与系统的连接。

(1) 对县调工作站可进行远程网络配置，远程桌面控制，实现文件和程序的配置，常用方法可通过CRT ssh远程连接，并按照下述步骤对远程工作站进行检测和配置。

①网络配置：查看和修改network-scripts/ifcfg-bond0，确保地址、掩码、网关正确；

②节点配置：查看和修改hosts，确保各节点名称与地址正确；

③属性配置：查看和修改责任区、节点类型、网关地址；

④系统平台：查看和核对df8003、bin、lib、etc等重要文件夹的内容和更新时间；

⑤网络连接：查看并测试该节点与scada、agent、pas、his等系统服务的连接情况；

⑥启动平台：查看qtmmi、qtdbui、qtcomgui等数据、图形、报文、状态工作情况；

(2) VNC远程登录、xmanager远程管理、能更有效的获取桌面控制和图形界面，远程登录到县调工作站，更真实的体验县调业务和运行情况。

7 工作界面与业务流程

基于一体化自动化系统的新技术、新变化、新特点和新要求，以及大运行模式电网运行管理的新格局，有必要从一种新的角度来审视各个工作界面和业务流程。

从信号数据处置、业务要求、功能服务等角度观察分析，重新确立各种业务流程和处理方式；根据业务性质、等级、类型来确定处理方式和响应次序，如：

缺陷处理单：从调控界面及时发现、反映问题，自动化运维进行处置、调试、消缺，并记录、反馈，实现闭环。

业务申请单、工作联系单：县调或其他需求部门提出专项业务申请，自动化专业受理并根据情况下达工作任务单或工作许可单，并进行相应的配置和调试或提供技术支持。

电网检修计划：根据与自动化相关的检修工作计划，做好工作安排，特别是涉及到信息表编写、图库制作的工作，对于电网运方变化或设备参数变化，可能影响自动化系统运行，或影响状态估计等高级应用分析的事项，提前做好预案，有效应对，确保自动化系统的准确、可靠、有效。

8 结语

本文针对一体化系统所呈现的新技术、新变化、新特点和新要求，从多个方面就系统应用和运维的重点难点进行了分析探讨，并提出了处理方法和深化应用实例，为自动化系统应用与运维工作提供参考与借鉴。