CN103441570A - 一种基于一体化信息平台的一键式顺控操作的控制方法 - Google Patents

Abstract

一种基于一体化信息平台的一键式顺控操作的控制方法，涉及对配电网络情况提供远距离指示以及对配电网络中的开关装置进行远距离控制的控制方法，包括以下步骤：借助一体化信息平台建立顺序控制模型；电网监控中心或调度主站通过一体化信息平台，与智能变电站内的视频监控系统或智能巡视系统互动，实现控制端的可视化操作，与电网监控中心或调度主站互动，实现对顺序控制操作的实时监视，控制整个顺序控制的操作过程；获取网络拓扑和操作规则数据，自动生成顺控操作任务。通过控制操作的程序化，使得操作票选择、执行和校验由智能变电站系统自动完成，无需人工干预，大幅降低了操作时间和劳动强度，提高了操作效率，提升了电网系统的安全运行水平。

Description

一种基于一体化信息平台的一键式顺控操作的控制方法

技术领域

本发明涉及对配电网络情况提供远距离指示以及对配电网络中的开关装置进行远距离控制的控制方法，尤其涉及一种基于一体化信息平台的一键式顺控操作的控制方法。

背景技术

智能变电站与数字化变电站的不同之处主要体现在智能化高级应用功能上。数字化变电站通过统一通信建模、统一通信标准将变电站的信息进行了数字化。信息的数字化和标准为为智能化高级应用的实现提供了基础。一体化信息平台概念的提出，将变电站内各类信息进行整合，并在站内进行信息的预处理，为变电站内高级应用以及智能调度高级功能提供了有利的支撑。

顺序控制是智能变电站必须具备的基本功能之一。顺序控制也称程序化操作，是指在变电站原有标准化操作的前提下，由变电站自动化系统自动按照操作票规定的顺序执行相关运行方式变化的操作任务，每执行一步操作前自动检查防误闭锁逻辑，一次性地自动完成多个控制步骤的操作。

中国发明专利申请“一种智能变电站一体化信息平台”（发明专利申请号：201210018957.X公开号：CN102545387A）公开了一种智能变电站一体化信息平台，所述一体化信息平台与调度数据网和间隔层设备进行通信，并接收综合数据网的数据，所述综合数据网的数据通过综合系统传输到所述一体化信息平台；所述一体化信息平台设置服务器单元。该发明的目的是解决现有的智能变电站站控层信息分立,子系统与设备过多的问题，使智能变电站站控层设备配置更加紧凑与合理。然而，该发明专利申请的技术方案并未涉及基于一体化信息平台的一键式顺控操作的控制方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于一体化信息平台的一键式顺控操作的控制方法，用于通过变电站一体化监控系统信息平台实现智能变电站的远程控制。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种基于一体化信息平台的一键式顺控操作的控制方法，用于电网监控中心或调度主站，通过一体化信息平台，对智能变电站实现远程控制，其特征在于包括以下实现智能化操作功能的步骤：

A：借助一体化信息平台，建立统一化、标准化的顺序控制模型，所述的顺序控制模型符合IEC61850标准；

B：电网监控中心或调度主站，通过一体化信息平台，与智能变电站内的视频监控系统或智能巡视系统互动，实现控制端的可视化操作；

C：智能变电站通过一体化信息平台，与电网监控中心或调度主站互动；电网监控中心或调度主站，通过一体化信息平台，实现对顺序控制操作的实时监视，控制整个顺序控制的操作过程。

本发明的基于一体化信息平台的一键式顺控操作的控制方法的一种较佳的技术方案，其特征在于还包括根据网络拓扑和操作规则自动生成顺控操作任务的步骤：

D：电网监控中心或调度主站，通过一体化信息平台，获取网络拓扑和操作规则数据，调用站控层高级应用模块的控制功能，自动生成顺控操作任务。

本发明的基于一体化信息平台的一键式顺控操作的控制方法的一种更好的技术方案，其特征在于包括以下步骤：

S1：监控中心或调度主站通过一体化信息平台，向变电站自动化系统发送顺控操作遥控选择命令；

S2：变电站自动化系统通过一体化信息平台，向监控中心或调度主站回传遥控选择确认信息；

S3：变电站自动化系统根据遥控选择命令读取操作票；

S4：变电站自动化系统通过一体化信息平台，将操作票文件传送至监控中心或调度主站；

S5：监控中心或调度主站对操作票进行安全校验；

S6：监控中心或调度主站根据通过校验的操作票，通过一体化信息平台向变电站自动化系统发送遥控执行命令；

S7：变电站自动化系统通过一体化信息平台，向监控中心或调度主站发送单步骤过程信息，所述的单步骤过程信息包括单步骤成功或者失败等待信号；

S8：如果操作步骤需要等待监控中心或调度主站确认，变电站自动化系统通过一体化信息平台，向监控中心或调度主站发送单步骤过程等待信息；

S9：监控中心或调度主站接收到单步骤过程等待信息后，通过一体化信息平台，向变电站自动化系统发送继续执行确认命令，或者发送中止命令，中断本次顺控操作执行过程；

S10：变电站自动化系统如果接收到继续执行确认命令，则重复步骤S7至S10，继续执行本次顺控操作；

S11：本次顺控操作的全部单步骤过程执行完成后，变电站自动化系统通过一体化信息平台，向监控中心或调度主站返回操作结果信息，所述的操作结果信息包括顺控总成功或失败信号。

本发明的有益效果是：

本发明的基于一体化信息平台的一键式顺控操作的控制方法，打破了传统的运行操作方式，通过控制操作的程序化，使得操作票选择、执行和校验由智能变电站系统自动完成，无需人工干预，大幅降低了操作时间和劳动强度，提高了操作效率，提升了电网系统的安全运行水平。

附图说明

图1是变电站一体化监控系统信息平台的结构示意图；

图2是一体化信息平台与变电站功能子系统和实时状态监测系统的接口示意图；

图3是基于一体化信息平台的智能故障告警、故障综合分析示意图；

图4是基于一体化信息平台的变电站设备互动功能示意图；

图5是本发明的基于一体化信息平台的一键式顺控操作的控制方法流程图。

具体实施方式

为了能更好地理解本发明的上述技术方案，下面结合附图和实施例进行进一步地详细描述。

本发明的基于一体化信息平台的一键式顺控操作的控制方法，用于电网监控中心或调度主站，通过一体化信息平台，对智能变电站实现远程控制，在常规顺序控制功能的基础上，包括以下实现智能化操作功能的步骤：

借助一体化信息平台，建立统一化、标准化的顺序控制模型，所述的顺序控制模型符合IEC61850标准；

电网监控中心或调度主站，通过一体化信息平台，与智能变电站内的视频监控系统或智能巡视系统互动，实现控制端的可视化操作；

智能变电站通过一体化信息平台，与电网监控中心或调度主站互动；电网监控中心或调度主站，通过一体化信息平台，实现对顺序控制操作的实时监视，控制整个顺序控制的操作过程。

根据本发明的基于一体化信息平台的一键式顺控操作的控制方法的一个改进的实施例，还包括根据网络拓扑和操作规则自动生成顺控操作任务的步骤，电网监控中心或调度主站，通过一体化信息平台，获取网络拓扑和操作规则数据，调用站控层高级应用模块的控制功能，自动生成顺控操作任务。

顺序控制必须满足无人值班及区域监控中心站管理模式的要求，可接收和执行监控中心、调度主站或者本地自动化系统发出的控制指令，经安全校核正确后，自动完成符合相关运行方式变化要求的设备控制，同时规范程控机与调度员之间的通讯过程，建立通用、标准的通讯协议。自动生成顺控操作任务的步骤可以大大减轻顺序控制的组态调试工作量。

变电站一体化监控系统信息平台的结构如图1所示，包括基于数据与通讯服务器的一体化信息平台100和若干基于一体化信息平台的站控层高级应用模块200。

一体化信息平台100与变电站各功能子系统300和实时状态监测系统500之间的数据接口的实施例如图2所示。一体化信息平台100作为变电站自动化系统的基础，通过规范的信息采集渠道，构建覆盖变电站各个子系统的信息资源共享体系，贯穿变电站的各个环节。一体化信息平台100融合了自动化系统、状态检测、一体化电源、保护等各个子系统，各个子系统在图2中用系统1、系统2、……、系统n表示。将反映变电站各子系统以及运行的稳、暂、动态各类数据，通过统一的数据接口接入，在站端完成数据集成和数据标准化。一体化信息平台100对站控层高级应用200提供来源唯一、全面、标准的信息数据源和统一面向模型的数据接口；对变电站开放标准化的全景信息数据，实现全站应用功能在站控层后台的一体化配置及可视化展示。

一体化信息平台100将各类数据集合统一建模、统一处理、统一分窗口展示，并统一上送。标准规范的庞大数据量为高级应用创造了必要基础条件。一体化信息平台100改变了变电站各个子系统数据采用不同编码规则、不同数据库平台所形成的若干信息孤岛。将原独立设置的各类子系统功能，经过整理全部融合，在统一平台上进行必要的数据结构重构，提高了数据利用率和互动性，提高系统的可靠性、集成性及维护性。一体化信息平台100提供规范统一的数据接口，便于变电站新的功能子系统的接入。

一体化信息平台100包括应用无关的图形基系统110，基于统一建模技术的实时数据库120，数据归一化模块130，数据校验模块140，数据服务模块150，文件服务模块160和历史库存储服务模块170；

站控层高级应用模块200包括图模库一体化模块210，源端维护模块220，一次设备状态可视化模块240和一键式顺控模块250；

一体化信息平台100利用图形基系统110、数据归一化模块130和数据校验模块140，完成数据集成和数据标准化，将变电站模型数据和变电站图形数据接入实时数据库120；

一体化信息平台100还提供基于模型的API/SQL数据存取接口180和标准化通信接口190；外部系统可通过基于模型的API/SQL数据存取接口180，访问历史库存储服务模块170，实现历史库存储服务；外部系统通过标准化通信接口190，与一体化信息平台100进行标准化交互，实现数据服务和文件服务；

站控层高级应用模块200，通过图模库一体化模块210和源端维护模块220，实现源端信息的输入与维护；

站控层高级应用模块200，通过一次设备状态可视化模块240，实现全站应用功能在站控层后台的一体化配置及可视化展示。

源端维护使得调度主站的工作压力大大减轻，调度主站只需要在站端通过源端维护软件进行更新并上传，就可以得到更新后的结果。在站端由厂家提供设备能力描述文件（ICD），利用源端维护功能软件进行画图、连接拓扑关系，建立二次设备模型（SCD），经过联库后建立一次设备模型（SSD），SCD和SSD在经过一次二次关联之后得到公共信息模型（CIM），然后利用CIM生成矢量图形模型（SVG）。CIM和SVG与调度主站的数据库无缝连接后，调度主站可以调用建立好的数据库，从界面上可以得到变电站模型、图形的显示。

借助一次设备状态可视化模块240，还可以实现一次设备状态智能诊断。所述的一次设备状态智能诊断，通过一体化信息平台，收集和存储一次设备在线监测的数据，进行预测分析，自动诊断一次设备的状态，并给出设备检修参考决策信息。

一键式顺控模块250使用基于一体化信息平台的一键式顺控操作的控制方法，接收和执行监控中心、上级主站或者本地自动化系统发出的控制指令，经安全校核正确后，顺序控制执行符合运行方式要求的设备控制步骤。

根据图1所示的变电站一体化监控系统信息平台的实施例，为了从根本上解决故障发生时变电站上送信息拥堵的问题，解决推行“调控一体化”大集控的关键技术难题，站控层高级应用200还包括故障告警模块230，故障告警模块230基于对全站设备对象信息建模，对全站异常及事故情况下告警信息的信号的分类、筛选、过滤，根据告警信号之间的逻辑关联，基于多事件关联筛选机制，利用推理机技术对“短时间”内相关联的多事件筛选推理，建立该时段内综合事件故障模型信息，在一体化信息平台100上实现智能故障告警功能。

基于一体化信息平台的智能故障告警、故障综合分析与调度主站或监控中心的互动过程如图3所示，智能故障告警建立变电站故障信息的逻辑和推理模型，给出某个告警信息或某种事故类型的原因、描述、处理方式，甚至硬接点信息的图解（屏柜间接线的描述）。知识库采用标准统一建模，它与故障告警、故障综合分析的高级应用程序是相互独立。改变、完善知识库中的知识内容可以提高系统的功能。当系统发生故障，应在3到10秒的时间窗时间过后即可判断出故障信息，给运行人员以辅助判断，以便即时处理故障。

变电站一体化监控系统信息平台，通过建立变电站一体化信息平台标准通信协议，实现与上级调度系统的一致性通信功能。首先，基于厂站、主站的两大标准体系IEC61850和IEC61970，通过梳理IEC61850九十二个数据类及IEC61970两百多个数据类，根据模型的共同性和差异性，确定两模型的关联方法，实现语义融合；借助两模型的双向映射，解决多对一的映射难题，实现组态模型融合，为调度主站与变电站实现互动提供数据共享渠道。经过转换后的变电站模型，以CIM XML的形式描述变电站的设备模型，包括间隔、母线、开关、刀闸、接地刀闸、交流线段、容抗器、发电机、负荷、终端设备等，并包含了设备间的完整拓扑关系。为了实现前置数据的自动接入，对IEC61970标准的CIM进行扩展，在扩展模型中包括上/下行点号、极性、系数、基值等信息，以实现前置数据的自动接入。借助图形基系统110和数据归一化模块130，站控层高级应用模块200借助图模库一体化模块210和源端维护模块220，在主站侧提供模型接入工具，实现变电站模型数据接入。该工具能够识别符合IEC61970标准的CIM模型文件，从中获得厂站的设备模型并对其进行校验，保证获得的模型文件符合IEC61970标准，并满足电力系统的一般要求；然后将验证通过的模型与数据库中相应厂站的设备模型进行比较，分析出两者之间的差异并展示出来；经过用户确认无误后，将其更新到主站系统中。

变电站侧提供支持W3C SVG标准，并满足IEC61970-453的SVG厂站图。图形对象不能独立存在，必须基于CIM模型。图形交互的目的并不是用于显示，而是以SVG为载体描述电气信息，变电站侧传送图形时，同步传送CIM模型信息，或者先于图形信息传送CIM模型信息，从而确保图形和模型是匹配的。站控层高级应用模块200通过图模库一体化模块210，在主站侧提供图形接入程序，自动导入变电站侧上送的SVG厂站图，实现变电站图形数据接入。

前置的相关信息通过CIM扩展的方式，体现在CIM文件中，完成CIM模型同步后，主站侧的前置信息同时也做了相应的更新，因此，无须用户做任何操作，可以自动将前置数据接入实时数据库120，实现实时数据接入。

图4展示了基于一体化信息平台的变电站设备互动功能。在“调控一体化”中，基于一体化信息平台的高级应用为监控中心或调度主站上传全面及时的信息，同时平台的实时通信保证调度主站对变电站的可控性。变电站设备互动功能的一个实施例是异地变电站多次复操作互动，站控层高级应用在做出应用控制策略并上传至调度主站之后，调度主站对策略进行修改后将其返回给变电站，由变电站再对策略进行审核，然后经过一体化信息平台的控制命令进行控制。

一体化信息平台对以标准通信协议IEC60870-5-104上传至变电站自动化系统的一次设备的在线状态检测结果信息，在系统后台实现在线可视化显示和预警，并可上送到上级调度主站（集控中心）。上级主站可根据一次设备的在线状态情况实现与变电站进行信息互动（根据决策建议进行人工干预下达跳、停设备等操作命令）。上级系统或变电站后台调看被监测设备状态信息，从而实现变电站关键设备与电网调度的协同互动。

本发明的基于一体化信息平台的一键式顺控操作的控制方法的一个实施例如图5所示，包括以下步骤：

S1：监控中心或调度主站通过一体化信息平台，向变电站自动化系统发送顺控操作遥控选择命令；

S2：变电站自动化系统通过一体化信息平台，向监控中心或调度主站回传遥控选择确认信息；

S3：变电站自动化系统根据遥控选择命令读取操作票；

S4：变电站自动化系统通过一体化信息平台，将操作票文件传送至监控中心或调度主站；

S5：监控中心或调度主站对操作票进行安全校验；

S6：监控中心或调度主站根据通过校验的操作票，通过一体化信息平台向变电站自动化系统发送遥控执行命令；

S7：变电站自动化系统通过一体化信息平台，向监控中心或调度主站发送单步骤过程信息，所述的单步骤过程信息包括单步骤成功或者失败等待信号；

S8：如果操作步骤需要等待监控中心或调度主站确认，变电站自动化系统通过一体化信息平台，向监控中心或调度主站发送单步骤过程等待信息；

S9：监控中心或调度主站接收到单步骤过程等待信息后，通过一体化信息平台，向变电站自动化系统发送继续执行确认命令，或者发送中止命令，中断本次顺控操作执行过程；

S10：变电站自动化系统如果接收到继续执行确认命令，则重复步骤S7至S10，继续执行本次顺控操作；

S11：本次顺控操作的全部单步骤过程执行完成后，变电站自动化系统通过一体化信息平台，向监控中心或调度主站返回操作结果信息，所述的操作结果信息包括顺控总成功或失败信号。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明的技术方案，而并非用作为对本发明的限定，任何基于本发明的实质精神对以上所述实施例所作的变化、变型，都将落在本发明的权利要求的保护范围内。

Claims (3)

1.一种基于一体化信息平台的一键式顺控操作的控制方法，用于电网监控中心或调度主站，通过一体化信息平台，对智能变电站实现远程控制，其特征在于包括以下实现智能化操作功能的步骤：

A：借助一体化信息平台，建立统一化、标准化的顺序控制模型，所述的顺序控制模型符合IEC61850标准；

B：电网监控中心或调度主站，通过一体化信息平台，与智能变电站内的视频监控系统或智能巡视系统互动，实现控制端的可视化操作；

C：智能变电站通过一体化信息平台，与电网监控中心或调度主站互动；电网监控中心或调度主站，通过一体化信息平台，实现对顺序控制操作的实时监视，控制整个顺序控制的操作过程。

2.根据权利要求1所述的基于一体化信息平台的一键式顺控操作的控制方法，其特征在于还包括根据网络拓扑和操作规则自动生成顺控操作任务的步骤：

D：电网监控中心或调度主站，通过一体化信息平台，获取网络拓扑和操作规则数据，调用站控层高级应用模块的控制功能，自动生成顺控操作任务。

3.根据权利要求1或2所述的基于一体化信息平台的一键式顺控操作的控制方法的一种更好的技术方案，其特征在于包括以下步骤：

S1：监控中心或调度主站通过一体化信息平台，向变电站自动化系统发送顺控操作遥控选择命令；

S2：变电站自动化系统通过一体化信息平台，向监控中心或调度主站回传遥控选择确认信息；

S3：变电站自动化系统根据遥控选择命令读取操作票；

S4：变电站自动化系统通过一体化信息平台，将操作票文件传送至监控中心或调度主站；

S5：监控中心或调度主站对操作票进行安全校验；

S6：监控中心或调度主站根据通过校验的操作票，通过一体化信息平台向变电站自动化系统发送遥控执行命令；

S7：变电站自动化系统通过一体化信息平台，向监控中心或调度主站发送单步骤过程信息，所述的单步骤过程信息包括单步骤成功或者失败等待信号；

S8：如果操作步骤需要等待监控中心或调度主站确认，变电站自动化系统通过一体化信息平台，向监控中心或调度主站发送单步骤过程等待信息；

S9：监控中心或调度主站接收到单步骤过程等待信息后，通过一体化信息平台，向变电站自动化系统发送继续执行确认命令，或者发送中止命令，中断本次顺控操作执行过程；

S10：变电站自动化系统如果接收到继续执行确认命令，则重复步骤S7至S10，继续执行本次顺控操作；

S11：本次顺控操作的全部单步骤过程执行完成后，变电站自动化系统通过一体化信息平台，向监控中心或调度主站返回操作结果信息，所述的操作结果信息包括顺控总成功或失败信号。

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