新一代基于XML文件交互的安全自动装置远程修改定值系统

张海宁, 祁忠, 刘伟, 陈兴华, 魏宏(.南京市南瑞继保电气有限公司,江苏 南京　； .广东电网电力调度控制中心,广东 广州　5063)

0　引　言

安全稳定控制装置作为电力系统控制环节中不可缺少的第二、第三道防线，管理至关重要，搞好安全稳定控制装置的管理和运行是确保系统稳定运行的重要因素。随着电力工业的高速发展，继电保护装置已经实现了基于IEC103和IEC61850等规约的远方修改继电保护定值技术，且在电网生产中得到应用[1-2]。

但是，和继电保护信息系统不同，安全稳定控制装置具有大量的安全策略定值，由于策略定值在整定时采用特有的表格方式进行，现有的定值管理技术无法进行展示、整定和管理。

本系统结合现代通信技术，采用统一的XML格式的表格化的定值单文件，实现对表格特性的策略定值的管理和远程维护，提高了稳控系统的信息化、智能化水平，提高了电网管理和事故处理的速度和准确性。并且广泛应用于广东电网公司的所有安全自动装置。

1　系统简介

目前其他系统主要是通过规约方式进行修改，由调度主站通过子站系统将修改定值命令下发到变电站网关机，然后由变电站网关机下发到二次设备，也可以由站内监控系统直接下发修改定值命令到二次设备。其中定值修改命令与通信规约密切相关，随着通信规约的不同而不同，各通信环节的命令还存在映射问题。主站和装置之间因为中间需要通过远动机、网关机或保信子站中转，修改定值时，可靠性和准确性有所降低。而且现有的定值管理系统都是列表式的管理，对于安自系统中特有的表格样式的策略定值则无能为力。

电力系统安全自动装置的定值与设备的安全稳定运行有直接关系，责任重大。为了对策略定值这种特殊的表格样式的定值进行管理，本系统采用了统一的XML格式的表格化定值单文件。同时为了消除了中间环节的干扰，直接和装置通信连接，下载定值通过文件下载方式保证数据的完整性和准确性。

定值单文件须由装置出厂时首次生成，定值整定人员首先通过安自工作站上传定值文件，然后通过专用的统一定值整定工具打开文件前先进行文件校验，如果CRC校验码错误则提供提示信息，CRC校验码正确则可进行修改，修改完以后发送到安自工作站，安自工作站通过通信规约将定值文件整体下载到安全自动装置。

这里定值文件中有CRC校验码，该CRC校验码是随着定值文件内容变化而变化，因此只有通过统一定值整定工具才能整定，从而避免了个人直接进行修改下载到安全自动装置。

2　与其他方法的比较

目前的定值管理系统都是列表式的管理，无法处理安自系统中特有的表格样式的策略定值。因此目前安自主站系统大部分都不管理策略定值，策略定值游离在整个自动化系统之外单独进行管理。

如表1所示，远程修改定值的方法，目前主要有基于网络IEC103规约、基于IEC61850规约、基于IEC104规约，这种方法只能逐个条目展示，无法展示复杂的表格数据，装置定值需要和整定软件的定值匹配。离线定值整定软件由专用定值整定厂家提供[3]，两者数据模型不一致, 经常要花大量精力将二者的条目进行匹配[4-5]，定值一致性不易保证，可靠性不高。采用基于XML文件交互和采用其他方法相比，具有可靠性高、数据一致性好、定值展示方式灵活(采用表格方式直观方便)，管理方便直观的优点。

3　开放的电子定值单

广东电网以前安全自动装置数据报文规范没有统一的标准，不同厂家不同的保护装置，甚至是同一厂家同一功能的装置，由于软件版本不同，定值单数据都不一致，更不要说对表格化的策略定值进行统一管理。现在一体化电网运行系统包括EMS、保信、安自、WAMS等专业，为保证各专业之间的数据共享和融合，应该采用统一的电子定值单，基于规范化的定值项描述将定值转化为通用可识别的XML格式文件，便于不同系统解析和设置。因此在广东电网中统一定义了定值文件采用XML格式，其格式如图1所示。

图1　统一的XML格式

XML的层次按照SetDoc-> WorkSheet-> Table->Cell共4个层次来描述定值，分别表示定值文件->定值单->定值表->定值表格，表格中的数据属性可以通过表的行标题和列标题获得。

为了防止定值文件在流转过程中被人为篡改，本系统首创了CRC校验机制，定值文件自带了CRC校验码。因此必须使用专用的统一定值整定工具进行整定，整定工具打开文件时，触发校验机制，若校验不通过，会给出告警窗口，忽略告警后方可修改。在文件修改保存时触发校验机制，重新生成校验码，并替换原文件末的校验码，有效防范了定值文件在流转过程中被人为篡改，便于批量定值检查。

4　严密的下载过程

为了消除了中间环节的干扰，主站直接和装置通信连接，采用所有定值文件一体下载的方式，保证了数据的可靠性和一致性。

通过文件方式修改定值能够将定值修改操作转化为文件传输操作，而文件传输操作属于通信规约的范畴，本系统在其他通信规约处理文件规约的基础上，重新制订了定值文件下载的流程。为了保证定值下载的可靠准确，装置修改定值时需要闭锁操作，保证不停电修改定值[6]。定值文件下载过程如图2所示(ASDU表示通信规约中的应用服务数据单元。)

图2　定值下载过程图

5　顺序化操作流程

安自管理主站和安全自动装置之间通过通信规范定义的XML文件格式交换定值数据信息。当主站需要获取装置的定值信息时，从装置侧召唤其定值文件，对XML定值文件进行解析并按表格形式显示安自定值，导入统一定值整定工具形成的定值文件，向装置下发新的定值文件并激活使用。

定值下载采用顺序化流程的远方控制技术，操作过程互相锁定[7]，必须严格按照“召唤→操作人验证→操作对象验证→导入→审核人验证→下发→返校确认→执行修改→再次召唤→结果校核”的流程进行，并形成完整的操作记录。操作记录的内容包括操作人、定值单号、修改原因、审核人、修改前后定值、操作是否成功等信息，可供日后查询。

6　直观的表格展示

统一的XML格式定义了每个表格的数据，使得界面可以采用表格方式来展示安全自动装置特有的策略定值。目前其他调度系统、保信系统、安自系统的定值都是以条目为单位的，从而使得界面只能以列表方式展示。

表格是最直观的表现形式，能把定值的整体结构罗列清楚,划分明确，比列表具有更灵活的表现形式。安自专业的策略定值比较特殊，比如低频减负荷功能基本轮次定值，需要分几轮进行整定，现有的列表方式无法进行展示。从图3对比图可以看出，表格方式具有目前列表方式界面无可比拟的优点，方便而且直观。

图3　表格和列表方式展示轮次定值效果

7　结束语

新一代基于XML文件交互的安全自动装置远程修改定值系统，解决了长期以来无法管理安全自动装置策略定值的表格数据的问题，直接和装置通信连接，消除了中间环节的干扰，采用统一的XML格式的定值单文件，整定人员形成的整定文件可以直接下载到装置，下载定值通过文件下载方式保证数据的完整性，通信时经过严密的CRC校验来保证远程修改定值的高可靠性。定值管理采用表格方式，可以和现有安全自动装置整定系统无缝对接，具有目前列表方式界面无可比拟的方便直观的优点，目前已经成功应用在广东电网安自系统。

参考文献：

[1] 华煌圣, 刘育权, 王莉,等. 远方修改继电保护定值的控制模型及其应用[J]. 电力系统自动化, 2012, 36(21):81-86.

[2] 李德文, 刘进, 刘伟,等. 继电保护装置远方修改定值模式研究[J]. 江苏电机工程, 2014, 33(2):34-36.

[3] 王增平, 刘国平, 仇向东,等. 继电保护定值在线整定功能的实现[J]. 电力系统保护与控制, 2012, 40(1):127-130.

[4] 陶佳燕, 李银红, 石东源,等. EMS与继电保护定值校核系统实时数据匹配新方法[J]. 电力系统自动化, 2012, 36(10):79-85.

[5] 陈金富, 陈海焱, 段献忠,等. 广西电网运行方式在线自动校核系统设计与应用[J]. 电力系统自动化, 2004, 28(14):82-84.

[6] 林传伟, 卓枕警, 周健,等. 福建电网远方不停电修改及核查定值系统的设计[J]. 电力系统保护与控制, 2010, 38(5):107-110.

[7] 祁忠, 施志良, 李枫,等. 安全稳定控制管理系统的研制及应用[J]. 电力系统保护与控制, 2016, 44(1):122-127.