一种变电站告警信息直传的实现方法

姚诸香，金学成，房金彦，邹根华

（国网江西电力调度控制中心，江西 南昌 330077）

0 引言

“告警直传”已是新一代变电站监控系统的重要组成部分，其作用是将优化处理后的变电站告警信息直接以文本格式传送到调度端和运维站,实现对变电站设备的远程监控和运维。

“告警直传”的通信协议采用DL476 或DL/T634.5104[3]，这种基于网络的问答式（polling）通信协议常用于传送实时数据，经过功能扩展后被用来传输变电站告警信息。问答式通信协议从软件实现的角度来看，通信双方有个功能定位-是客户端，亦或是服务端。用于实时数据传输时，各厂商几乎无一例外地把调度端做“问”的一方，即客户端，厂站端做“答”的一方，即服务端，“告警直传”也理所当然地沿用了这一思路-包括新一代的智能电网调度技术支持系统D5000。

实现“告警直传”时将调度端作为客户端不是一种高效的选择，因为1）何时发生故障(有告警信息要传)、传送什么样的告警信息取决于厂站端，而不是调度端；2）不是每时每刻都有大量的厂站要往调度端传送告警信息，通信链路没必要一直被占用；3）调度端做客户端时需要启动多个进程（线程）以便与厂站端建立一一对应的连接，增加了服务器计算资源的占用以及调度端维护人员的工作量。本文将换一种思路来实现“告警直传”。

1 告警直传的常规实现

变电站告警直传的实现分两种情况[3]：已投运变电站可在原有远动工作站上新建一条通信链路，通过DL476 或DL/T634.5104 协议向主站(调度端)传送告警条文来实现（需要扩展远动机的功能），或是在变电站侧增加设备，由该设备建立与主站(调度端)的通信链路，通过DL476 或DL/T634.5104 协议向主站传送告警条文；新建或改造的智能变电站，告警直传方式遵循智能变电站一体化监控系统相关技术规范-告警信息通过I 区数据通信网关机直传至调度端[4]。为了不影响现有系统和设备的运行，实践中对已投运变电站是采取增加设备（告警图形网关机）的方式来实现的，如图1 ；新建或改造的智能变电站，告警直传是一体化监控系统的一部分，由I 区数据通信网关机完成，如图2。

图1 告警直传实现方式1

图2 告警直传实现方式2

无论采取哪种方式，变电站的告警直传信息都是由告警图形网关机或I 区数据通信网关机发送给调度端的，传输过程及步骤文献[3]有详尽的描述，这是一个典型的调度端做客户端、厂站端做服务器的客户/服务器实现模式。

2 告警直传的新实现方法

2.1 采用的通信协议

由于告警信息的传输只涉及文本的传输，无需太复杂的协议，且现有实现方式的文本信息自我描述功能不强，本文提出并实现了一种简单易用的告警直传协议，该协议有三种类型的报文，即登入报文（login，报文类型为1，图3）、登出报文(logout,报文类型为2，图4）、数据/信息报文（data，报文类型为4，图5）。报文由报文头或报文头加报文体组成，报文头含长度和类型各4 字节，报文体为要传输的数据/信息。登入报文的报文体为普通文本，用于安全认证；登出报文无报文体；为便于主站解析和处理，数据/信息报文的报文体采用xml格式，其中，标签data 为报文体开始和结束的标志，属性time 为该报文的时间戳，每个数据或每条信息都有一个名称标识（key），质量属性（quality）和值属性（value）,数据/信息之间直接以字符串格式相连。登入报文将认证信息发送给调度端,请求安全认证，并通知调度端准备接收数据/信息；登出报文用于告诉调度端数据/信息已传输完毕，可关闭连接；数据/信息报文用于告诉调度端这是信息的主体，需对其进行解析和处理。

图3 登入报文(login)格式图

图4 登出报文(logout)格式图

图5 数据/信息报文格式图

2.2 客户端（厂站端）、服务端（调度端）处理流程

本协议的实现将调度端作为服务端，让其监听、接受各厂站的连接，返回厂站的认证结果，将厂站传过来的数据存储或展示；将厂站作为客户端，让其收集需要传输的数据，按格式组装传输报文、建立和调度端的连接、向调度端发送登录/数据/登出报文、关闭和调度端的连接。具体处理流程如图6、7。

治疗后，2组患者手DASH评分均较治疗前有降低(均P<0.05)，QOL项均较治疗前有提高(均P<0.05)；矫形器组在提高DASH-ADL功能、QOL(生理和人际关系项)方面较对照组改善显著(均P<0.05)，DASH-症状功能、QOL(心理和环境项)2组间的差异无统计学意义，见表3。

图6 厂站端处理流程

图7 调度端处理流程

2.3 完整的通信步骤

步骤1）调度端为厂站端分配授权号，厂站端设置获得的授权号；

步骤2）调度端开始监听，等待厂站端的连接，接收并处理收到的报文；

步骤3）厂站端收集各设备或装置的告警信息，判断是否有满足条件的信息要传输，如有，转步骤4；

步骤4）按如下方法组装登录报文，并发送给调度端；

步骤5）调度端对收到的登录报文进行安全验证，如合法，给厂站端返回登录成功标志，否则返回登录失败标志；

步骤6）厂站端如收到调度端返回的登录成功标志，转步骤7，否则转步骤4；

步骤7）按如下方法组装数据报文（其中报文体data已按图8中例子格式化），并发送给调度端；

步骤8）调度端接收厂站端发过来的数据报文，进行解析处理和转存；

步骤9）厂站端按如下方法组装登出报文，并发送给调度端；

步骤10）调度端接收厂站端发过来的登出报文，处理完数据报文后，返回登出成功标志给厂站端；

步骤11）厂站端收到调度端返回的登出报文，关闭和调度端的连接，转步骤3。

2.4 完整的报文帧举例

以下是模仿传送一个变电站告警信息[3]时站端发送的一帧报文，如图8所示。

图8 站端发送报文实例

面中接收方（服务端、调度端）为localhost（本机），监听端口为9005；认证信息为：兰溪变；报文传输时刻有两条并发信息；每条报文都有一个标识（key）、一个质量标识。

3 结论

本文给出了变电站告警信息直传的一种新的实现方法。相较于常规实现方法，该方法的特点是：

1）协议简单：只有登录、登出、数据三种类型的报文；协议安全:调度端、厂站端之间有授权机制,不满足登录条件的信息主站不会接收；

2）协议通用：可用来传输多个数据，也可用来传输多条文本；

3）协议易于解析和处理（传输实体采用XML格式，能自我描述）；

4）调度端做服务端无需和每个子站建立链路（常规实现调度端到厂站端至少需要两个保持长连接的链路，一路用于采集实时数据，一路用于采集告警信息），节省服务器资源和链路资源；

5）厂站做客户端，有信息传输时才和主站建立连接。

本文提出的协议及其实现方法已应用于多个供电公司的电子值班系统，取得了好的效果。

[1]Q/GDW 687-2011智能变电站一体化监控系统功能规范[S].

[2]Q/GDW 679-2011 智能变电站一体化监控系统建设技术规范[S].

[3]变电站调控数据交互规范（试行）（调自〔2012〕101 号）[S].

[4]国调中心关于印发变电站二次系统和设备有关技术研讨、会纪要的通知（调自〔2013〕185号）[S].