调度控制系统中农网数据转发技术研究与应用

于温方，赵 新，张弼弛，侯凤春，迟作杰

(1.国网松原供电公司，吉林 松原 138000；2.国网吉林省电力有限公司，长春 130021)

基础数据整治是自动化专业的一项重要工作，遥测的准确性不仅是电网准确调度的直接依据，也是电网节能降损的关键指标，更是保证调度自动化各模块应用的关键[1]。近年来，吉林电网不断提升“大运行”地县调控一体化专业管理体系建设，大力投资农网自动化升级改造工程，推动地县调度调控一体化技术支持系统建设。2017年，国网松原供电公司实现了农网63座66 kV变电站集中统一调控，县调度对10 kV系统集中统一调控的目标。部分农电66 kV变电站在接入主站能量管理系统(EMS)过程中，由于厂站自动化、远动等设备缺失，只能采集到部分母线电压值，无法对其他遥测数据进行实时监控。常规解决方案是要进行变电站综合自动化设备改造、一次安装电压互感器和电流互感器[2]，以解决遥测数据无法采集问题，保证变电站采集信息的准确性及实时性，但是需要增加较大的投资，改造工程量大、施工工期长。为解决上述问题，现基于电能量采集系统[3]，提出农网遥测数据转发技术，将电能量采集系统遥测数据通过文件形式传递至主站EMS，并将数据解析至画面显示，解决农电厂站有功功率、无功功率、电流、电压无法采集问题，实现松原地区EMS地县变电站监控信息全覆盖，扩大调度自动化系统监视范围，有效提高基础数据质量，提高电网安全可靠性[4]。

1 系统现状及研究内容

1.1 系统现状

EMS位于生产控制大区的安全Ⅰ区，实现电网运行的实时监控；电量计量系统(TMR)位于生产控制大区的安全Ⅱ区，通过站端电表可采集到的数据有线路的有功功率、无功功率、三相电压、三相电流以及功率因数9项数据，两系统之间通过防火墙进行隔离。

1.2 研究内容

本研究以数据网通道为前提，网络系统结构为基础架构，其网络系统结构见图1，重点研究内容将各场站电量采集器采集的遥测数据传到省公司生产控制大区Ⅱ区的TMR服务器，再通过远方终端方式传到松原电能量管理系统工作站，经过防火墙转发至生产控制大区Ⅰ区EMS，通过程序解析至画面显示，供调度员及监控员进行数据监视，有效解决县级调度“盲调”问题。

图1 网络系统结构

2 数据转发流程及实施

数据转发流程见图2。

图2 数据转发流程

2.1 遥测数据转发

2.1.1 数据文件的生成

在电量计量服务器上进行接口配置，使从变电站电量采集器采集上的电表遥测数据(有功、无功、电流)生成一个cim-e文件，选择cim-e格式文件为其符合调度端需求，处理效率高，且为当前通用性最好，用途最广泛文件。

2.1.2 D5000数据库映射对照

为了使从TMR中生成的数据文件与EMS建立检索的对应关系，采用实时库映射方式完成文件的映射关系，手动完成数据库的映射表，使其能够自适应厂站的增加、删除、更改，其涉及到的设备表包括厂站表、负荷表、交流线段端点表、变压器绕组表，其描述域与数据文件中电能表计的名称相一致。

2.1.3 EMS的SCADA服务器接口配置

在主站数据采集与监视控制系统(SCADA)服务器上进行接口配置，并采用检索式解析方式对送达文件进行检索，以文件为触发器，检索到文件即开始解析，实时性能优，连续性能好。

2.2 遥信数据判定

遥测数据已转发后，通过公式判定方式判别线路及主变压器高低压侧的遥信位置，当检索电流大于0.5 kA时，判定断路器为“合”，否则为“分”。

2.3 功能测试

将TMR服务器与EMS的SCADA服务器的接口配置及数据库中映射关系的对照，通过验证，此方式能够将数据文件进行查询及解析，达到了预定目标，每15 min定时自动统计发送。

3 实施效果及效益分析

3.1 实施效果

通过采用此数据转发手段，实现了松原地区农网25座变电站信息的采集，且在主接线图中对遥测数据采用不同颜色显示，明显区分采集数据及转发数据。为了验证转发数据的准确性，对现场随机抽查了15组数据与转发数据进行了比对(见表1)。可见通过启用农网数据转发新技术，数据转发成功，实现了农网监控信息的全覆盖，且准确性较高，其偏差大小均满足DL/T 516-2006《电力调度自动化系统运行管理规程》中有功偏差不大于2%，无功偏差不大于3%，电流5%的数据质量的要求。

3.2 效益分析

3.2.1 经济效益

解决农网变电站数据无法采集问题，共有3种方案。方案1对变电站远程终端控制系统(RTU)进行改造；方案2对变电站进行智能化综合自动化改造；方案3依托现有EMS实现遥测数据的采集。下面对这3种方案进行成本对比分析。

方案1需要每个厂站购置数据网关机1台，设备成本3×104元，公共测控装置 1台，设备成本2×104元， 25座厂站共需设备成本125×104元；方案2需要每个厂站购置计算机监控装置1套，设备成本20×104元，屏柜及数据网设备成本20×104元，25座厂站共需设备成本1 000×104元；方案3依托现有的设备与系统，无需设备成本投资，只需投资技术研发费用20×104元。方案3采用数据转发技术实现数据的采集，较方案1节约资金105×104元，较方案2节约资金980×104元，方案3节约了投资成本，创造了直接的经济效益。利用电量计量系统实现数据转发EMS不仅解决了25座农电厂站有功功率、无功功率、电流、电压无法采集问题，提高了松原地区EMS监控信息基础数据的质量。

表1 转发数据与现场实际数据对比

3.2.2 管理效益

通过电能量计量系统实现农网数据转发，有效解决了县级调度“盲调”现象，扩大了调度自动化的监控范围，提高了基础数据质量，且对能量管理系统的高级应用软件的实用化水平起到了关键作用。该农网数据转发技术现已形成完备的技术体系，具有通用性、可移植性，可广泛应用于电力行业。

4 结束语

数据转发技术在农网的应用，提高了电网监控效率和故障快速甄别能力，解决了县农电公司“盲调”问题。此项技术实现了松原地区农网25座变电站信息的采集，近1 000个遥测数据的转发，为地县一体化调度体系建设提供技术保障。相比RTU改造和对变电站进行智能化综合自动化改造，降低了农网改造成本，节约改造资金近1 000×104元，为企业带来了巨大的经济效益。