CN103887884B - 变电站测控功能冗余的实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变电站测控功能冗余的实现方法，采取通过硬连线交互冗余装置状态信息，判断双方运行以及主备状态的设计方法，并根据变电站运行信息的分类原则，站控层设备根据主备状态以及变电站信息类的属性进行数据选择，实现变电站监控系统的冗余监控；在控制方向上，通过站控层中央控制服务器，在保证变电站控制唯一性的同时，实现了控制功能冗余，有效提高了变电站系统运行的可靠性。

Description

变电站测控功能冗余的实现方法

技术领域

本发明涉及变电站监控领域，尤其涉及一种变电站测控功能冗余的实现方法。

背景技术

变电站设计中，主要采用测控装置进行变电站间隔层数据和信号的测量与控制，从而实现全变电站的监控。随着保护测控一体化的工程的实施，按照保护装置双重化配置原则，导致了测控功能冗余。这就导致了系统中所有的数据都是双份的。操作人员需要一定的时间才能找到自己关心的数据。但在实际运行中，变电站的操作人员关注对象是一次设备的信息，他看见一次设备的同时就应该能得到一次设备的信息，但由于双套数据的存在，一次设备的信息并不唯一，监视人员需要对信息的真实性进行甄别。因此，变电站设计中必须在自动化系统中增加处理冗余测控信息的功能。

中国专利（申请号：201010265470.2，专利名称：双机测控主备在线切换方法），这篇专利讨论了双套测控装置进行监视方向的数据上送与控制方向的命令下发，并提供了一种切换方法，但是该方法主要是基于测控装置本身硬件进行的一种状态判断及切换，而监视数据本身，具有一定的独立性，因此上述方法并没有基于数据源本身的特性进行判断，因此变电站设计完成后，其运行时在差异性与数据上送的选择上具有一定的缺陷，不能够很好的完成数据的比较与上送。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提出了一种变电站测控功能冗余的实现方法，采用此设计方法，通过交互双机间的运行、对时状态并确定控制主逻辑，并根据测点信号的品质信息进行数据辨识，决定监视方向的数据映射。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种变电站测控功能冗余的实现方法，在不改变现有变电站自动化系统结构的情况下，采用品质策略进行数据辨识以及采用状态交互进行控制源切换，

（1）监视方向上：主测控装置和备用测控装置两者的测点信号发送到站控层时均附加品质属性，站控层接收到主测控装置和备用测控装置的信号后，将主测控装置和备用测控装置上送的信号进行链路层品质比对，当数据品质描述完好且有效时认为数据链路层有效，确认数据的链路层正确性，链路层数据正确性确认后进行数据逻辑层比较，根据数据完备性、一致性、自洽性进行数据比较、辨识与筛选，并向数据库映射；

（2）控制方向上：主测控装置和备用测控装置实时采集变电站自动化系统中的变电站实时运行数据，并通过交互主测控装置和备用测控装置之间的对时、IO状态，以确认当前的装置状态，决定主控制源和从控制源，站控层进行遥控时，默认选择主控制源下发控制命令。

所述品质属性是从数据的链路完好性、数据有效性，对时状态完好等角度描述数据的值。

所述品质策略是从数据的链路完好性、数据有效性，对时状态完好角度出发进行数据完备性、一致性、自洽性比较的方法。

所述链路层品质比对指的是数据上送通道的通讯状态是否完好。通讯状态完好时则认为数据链路层品质是完备的。

所述数据逻辑层比较是针对数据的完备性、一致性、自洽性进行比较。

所述数据的完备性比较是指：将主测控装置和备用测控装置上送的两套数据的品质进行比较，选取两套数据品质更为合理的数据入库管理。在链路品质（链路通）均有效的情况下，比较数据溢出、数据抖动、精确性方面谁的品质更优，并通过选取更优的品质数据入库。

所述数据的一致性比较是指：将主测控装置和备用测控装置上送的两套数据进行一致性比较，如果数据基本或者完全一致，则认为数据正确，将两套数据入库管理。

所述数据的自洽性比较是指：系统库根据数据的相互约束关系，诸如电气拓扑与电气逻辑关系，有流无流等，从电气设备的逻辑方面判断数据的正确性，并入库管理。

所述控制方向上的具体工作过程如下：

在自动化系统的设计中，主测控装置和被测控装置共同采集同一间隔的变电站运行数据，并且通过附加完备的品质属性将采样数据上送至站控层。同时主测控装置之间通过采集“装置运行”、“装置告警”、“IO异常”、“对时异常”、“RTC时钟异常”、“置检修”信号，并根据逻辑关系输出本装置的的主备关系，完成控制源的主备切换，切换逻辑如下：

（1）测控装置通过软压板默认一套主测控装置与备用测控装置；

（2）主测控装置采集的“装置运行”、“装置告警”、“IO异常”、“对时异常”、“RTC时钟异常”、“置检修”并经过逻辑判断后输出本测控装置的主备状态至备用接点，

当主测控装置检测到状态失败，输出BackupActive至备测控装置，主测控装置降为备测控装置闭锁控制，备用测控装置升为主测控装置；

当主测控装置判断到自身状态恢复时，输出MainReady信号至备测控装置，并恢复原有的主测控状态，备测控装置将为备用状态，并闭锁控制；

（3）间隔层测控装置确定主备关系后，将主备状态置入公共信息CTRL/LN0$ST$Health$stVal，表征该间隔测控的主备状态，并通过变位上送以及周期上送的方式上送站控层装置；站控层装置根据该Health状态下发控制命令。

本发明的有益效果是：

1主测控装置和备用测控装置在独立采集数据基础上，通过接点以及软报文方式交互主测控装置和备用测控装置之间的运行、对时以及IO状态，进行控制方向上逻辑切换的方法，确认控制唯一性，保证了变电站间隔层装置运行的可靠性；

2通过品质比较辨识以及数据一致性、时效性进行比对的方法，实现监视方向上的数据辨识；解决了在间隔层二次装置N-1故障情况下变电站监视盲区的问题。

3.基于数据源本身的基础特性进行比较与筛选方法，相比于基于装置整体判断的切换方法，在数据的筛选上是基于信息点本身而进行筛选，避免硬件而导致的整体切换，此方法更能够从数据源本身出发，从而对于数据源的信息选取原则更为准确。

4.基于数据完备性、一致性、自洽性的比较与筛选方法，不仅仅从数据的品质方面进行了筛选，而且从数据的一致性、拓扑性、逻辑性等方面进行了筛选，相比于简单的基于数据的判断加入了逻辑合理性的判断，与电力系统本身的运行特性相关，从而更能够提升数据的辨识成功率。

附图说明：

图1是一个双测控切换实施模式图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明：

如图1所示，为一个典型站的双测控切换模式，在设计变电站站控层网上，间隔层的测控装置与站控层交互MMSWithHealth信息，站控层通过Health判断系统监视数据源；间隔层测控装置直接交互Master/Slave的主备信号以及Run_OK的运行信息，从而确定主备逻辑；

站控层后台监控系统：

监视方向上，站控层在数据库中建立对应的虚点数据与实际测点数据的映射关系，并将主测控装置和被测控装置相关互联的实际测点数据进行比较，将合理的测点数据入库。

所述测点数据入库的逻辑如下：

（1）数据的完备性比较：将测控装置上送的两套数据的品质进行比较，选取两套数据品质更为合理的数据入库管理。

（2）数据的一致性比较：将测控装置上送的两套数据进行一致性比较，如果数据一致，则将两套数据入库管理。

（3）数据的自洽性比较：变电站内数据之间往往存在着各种各样的约束,开关分合位、对应开关的电流幅值等，这类数据在逻辑上是具有一定的意义系统库根据数据的相互约束关系判断数据的正确性，并入库管理。

控制方向上，采取站控层根据测控装置上送的主备标志信息（LN0$ST$Health$stVal）来判断出所连接测控装置控制方向的主备状态的方法，并根据此状态来决定控制方向的主备数据源。

站控层后台

在主数据源装置确定以后，根据映射关系，把主数据源装置的遥测、遥信数据赋值给虚点数据。具体过程为：到映射关系表中的第一条记录，记录中虚测量，如果对应测量实点数据1，则把实点数据1的测量值赋值给虚测量数据；如果对应测量实点数据2，则把实点数据2的测量值赋值给虚测量数据。赋值完成后，继续下一条记录的处理，直到最后一条记录。

控制方向上，当调度或站控层下发遥控令，都通过中央控制服务器下发，该中央控制服务器并不一定是物理实体，而是可能存在于远动RTU或者站控层前置中的一个逻辑设备，其作用是接收站控层设备发送的远方控制命令并转发，站控层设备中央控制权的归属都通过中央控制服务器来进行，间隔层测控装置无主备之分，同时响应远方的遥控命令，从而实现了远方状态下远动与后台控制权限的唯一性。

间隔层测控装置：

间隔层的主备冗余由主测控装置和被测控装置实现，主测控装置和被测控装置共同采集同一间隔的数据，并且通过附加完备的品质属性将采样数据上送至站控层同时主测控装置之间通过采集“装置运行”、“装置告警”、“IO异常”、“对时异常”、“RTC时钟异常”、“置检修”信号，并根据逻辑关系输出本装置的的主备关系，完成控制源的主备切换。切换逻辑如下：

（1）测控装置通过软压板默认一套主测控装置与备测控装置；

（2）主测控装置采集的“装置运行”、“装置告警”、“IO异常”、“对时异常”、“RTC时钟异常”、“置检修”并经过逻辑判断后输出本测控装置的主备状态至备用接点，当主测控装置检测到状态失败，输出BackupActive至备测控装置，主测控装置降为备测控装置闭锁控制，备用测控装置升为主测控装置；当主测控装置判断到自身状态恢复时，输出MainReady信号至备测控装置，并恢复原有的主测控状态，备测控装置将为备用状态，并闭锁控制；

（3）间隔层测控装置确定主备关系后，将主备状态置入公共信息CTRL/LN0$ST$Health$stVal，表征该间隔测控的主备状态，并通过变位上送以及周期上送的方式上送站控层装置；站控层装置根据该Health状态下发控制命令。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (3)

1.一种变电站测控功能冗余的实现方法，其特征是，在不改变现有变电站自动化系统结构的设计方法下，采用品质策略进行数据辨识以及采用状态交互进行控制源切换，

(1)监视方向上的设计思路：主测控装置和备用测控装置两者的测点信号发送到站控层时均附加品质属性，站控层接收到主测控装置和备用测控装置的信号后，将主测控装置和备用测控装置上送的信号进行链路层品质比对，当数据品质描述完好且有效时认为数据链路层有效，确认数据的链路层正确性，链路层数据正确性确认后进行数据逻辑层比较，根据数据完备性、一致性、自洽性进行数据比较、辨识与筛选，并向数据库映射；

所述数据的完备性比较是指：将主测控装置和备用测控装置上送的两套数据的品质进行比较，选取两套数据品质更为合理的数据入库管理；在链路品质均有效的情况下，比较数据溢出、数据抖动、精确性方面谁的品质更优，并通过选取更优的品质数据入库；

所述数据的一致性比较是指：将主测控装置和备用测控装置上送的两套数据进行一致性比较，如果数据完全一致，则认为数据正确，将两套数据入库管理；

所述数据的自洽性比较是指：系统库根据数据的相互约束关系，从电气设备的逻辑方面判断数据的正确性，并入库管理；

(2)控制方向上的设计思路：主测控装置和备用测控装置实时采集变电站自动化系统中的变电站实时运行数据，并通过交互主测控装置和备用测控装置之间的对时、IO状态，以确认当前的装置状态，决定主控制源和从控制源，站控层进行遥控时，默认选择主控制源下发控制命令。

2.如权利要求1所述的一种变电站测控功能冗余的实现方法，其特征是，所述控制方向上的具体工作过程如下：

主测控装置和被测控装置共同采集同一间隔的变电站运行数据，并且通过附加完备的品质属性将采样数据上送至站控层；同时主测控装置之间通过采集“装置运行”、“装置告警”、“IO异常”、“对时异常”、“RTC时钟异常”、“置检修”信号，并根据逻辑关系输出本装置的的主备关系，完成控制源的主备切换。

3.如权利要求1所述的一种变电站测控功能冗余的实现方法，其特征是，切换逻辑如下：

(1)测控装置通过软压板默认一套主测控装置与备用测控装置；

(2)主测控装置采集的“装置运行”、“装置告警”、“IO异常”、“对时异常”、“RTC时钟异常”、“置检修”并经过逻辑判断后输出本测控装置的主备状态至备用接点，

当主测控装置检测到状态失败，输出BackupActive至备测控装置，主测控装置降为备测控装置闭锁控制，备用测控装置升为主测控装置；

当主测控装置判断到自身状态恢复时，输出MainReady信号至备测控装置，并恢复原有的主测控状态，备测控装置将为备用状态，并闭锁控制；

(3)间隔层测控装置确定主备关系后，将主备状态置入公共信息CTRL/LN0$ST$Health$stVal，表征该间隔测控的主备状态，并通过变位上送以及周期上送的方式上送站控层装置；站控层装置根据主备状态下发控制命令。