CN105958650A - 基于电力通讯规约扩展的主子站远方程序化控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于电力通讯规约扩展的主子站远方程序化控制方法，基于电网调度控制系统，所述系统包括智能变电站主站和智能变电站子站，所述智能变电站子站包括数据通信网关机、变电站监控系统、一个或多个测控装置和一个或多个保护装置，智能变电站子站和主站共同配合，实现远方程序化操作功能，智能变电站主站无需存储程序化操作票，通过数据通信网关机召唤智能变电站子站程序化控制对象，程序化操作票在变电站监控系统存储、维护，数据通信网关机负责站端程序化控制对象生成及上送，操作票的解析、程序化操作的分解执行、操作过程信息的交互和设备态的上送。上述主子站远方程序化控制方法，满足主子站间程序化控制，提高电力系统调度水平。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于电力通讯规约扩展的主子站远方程序化控制方法，属于电网调度系统领域。
背景技术
目前已经投运的智能变电站普遍具备了程序化控制功能，智能电网调度技术支持系统的相关技术规范也已经对程序化控制提出了明确和具体的要求，要求变电站能够接收和执行控制中心的程序化控制指令，操作界面要实现可视化等，但是主子站之间的远动协议还不能满足主子站间程序化控制的需求。操作票是主站和子站识别、启动程序化操作的依据。操作票通常采用文件方式来存储，由于目前对这些内容的定义还没有标准化，控制中心目前关注的是操作内容的描述，因此控制中心读取操作票时对内容尽量简化，只传输操作内容的描述信息。为支撑调度端的程序化控制操作，对远动通信协议中传输程序化控制的相关服务作定义，并基于该协议实现一套程序化控制流程有利于主子站的交互，提高电力系统调度水平。本发明人对此进行研究，专门开发出一种基于电力通讯规约扩展的主子站远方程序化控制方法，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于电力通讯规约扩展的主子站远方程序化控制方法，满足主子站间程序化控制，提高电力系统调度水平。
为了实现上述目的，本发明的解决方案是：
基于电力通讯规约扩展的主子站远方程序化控制方法，基于电网调度控制系统，所述电网调度控制系统包括智能变电站主站和智能变电站子站，其中，所述智能变电站子站包括数据通信网关机、变电站监控系统、一个或多个测控装置和一个或多个保护装置，智能变电站子站和主站共同配合，实现远方程序化操作功能，智能变电站主站无需存储程序化操作票，通过数据通信网关机召唤智能变电站子站程序化控制对象，程序化操作票在变电站监控系统存储、维护，数据通信网关机负责站端程序化控制对象生成及上送，操作票的解析、程序化操作的分解执行、操作过程信息的交互和设备态的上送，程序化控制通信交互过程包括如下步骤：
1)智能变电站主站下发程序化操作指令(操作任务)；
2)智能变电站子站接收到操作指令(召唤指定的操作票)，匹配对应的典型操作票成功后上送操作票，如果匹配操作票不成功，上送失败原因至智能变电站主站；
3)智能变电站主站启动预演，智能变电站子站利用站控层的五防进行防误校验，反馈每步的预演结果，若预演过程单步失败，同样给出失败原因至智能变电站主站；
4)智能变电站主站启动执行，智能变电站子站根据操作票逐步自动执行，反馈每步的执行结果，执行过程的每一步应进行站控层五防校验及间隔层的联闭锁校验，失败需给出原因。
作为优选，智能变电站主站和数据通信网关机之间的通信遵循IEC104规约，为实现程序化控制功能扩充2个ASDU(应用服务数据单元)：SDU55协议和操作票传输ASDU43协议，分别用于程序化操作控制和操作票文件传输。扩充ASDU的基本原则是不改变IEC104协议的帧结构和通讯流程。
作为优选，所述ASDU55协议包括控制方向协议和监视方向协议，其中控制方向的报文内容包括：类型标识(TYP)、可变结构限定词(VSQ)、传送原因(COT)、应用服务数据单元公共地址、程序化控制命令限定词、控制对象顺序号、控制对象长度、控制对象、执行单步结果、操作用户名长度、操作用户名等；监视方向协议的报文内容包括：类型标识(TYP)、可变结构限定词(VSQ)、传送原因(COT)、应用服务数据单元公共地址、程序化控制命令限定词、控制对象顺序号、控制对象长度、控制对象、步骤号、返回信息功能码等。
作为优选，所述的操作票传输ASDU43协议，文件内容以二进制方式传输，其报文内容包括：类型标识(TYP)，可变结构限定词(VSQ)，传送原因(COT)，应用服务数据单元公共地址，后续位标志，起始传输位置，文件内容和校验等。
作为优选，操作票在智能变电站子站定义，验证。变电站监控系统集成相应的软件工具实现操作票的编辑维护，包括操作票的创建、编辑、删除、重命名、合并等工作。操作票的编辑维护在智能变电站子站完成，智能变电站主站仅召唤查看操作票内容。
作为优选，在多个间隔组合票操作时，智能变电站主站负责分解操作票，将多个操作间隔分解为多个单张典型票下发选择、执行，智能变电站主站控制界面上显示操作票内容时，仍按组合票显示。组合票在预演时，为了考虑智能变电站子站预演操作票的上下文连续性，主站下发预演指令不需要分解操作票，按站为单位、按操作票顺序将多个操作票一同下发，组合票在执行时，需按操作票的顺序执行。
作为优选，当智能变电站主站在下发操作票执行指令时，需将“操作人”发送给智能变电站子站，智能变电站子站接收、解析后需存档。
作为优选，变电站监控系统的防误操作功能模块用于实现全站一次设备的防误闭锁判断，这种逻辑判断可以作为程序化控制相应步骤的操作前逻辑条件判断，每个操作步骤除了有操作前防误逻辑判断外，还有操作后的确认逻辑判断。
作为优选，智能变电站主站在调取变电站端程序化控制操作票后，可以如同在智能变电站子站一样对所调取的操作票进行操作预演，智能变电站主站端的这种操作预演采用通信方式调用变电站端的防误闭锁服务来实现，智能变电站子站端在接收到主站端操作票的预演指令后自动对程序化控制操作进行预演，并将预演结果上送调度主站，若预演不成功，则将未通过预演的步骤及原因上传智能变电站主站。
作为优选，程序化操作全部过程均有日志记录，包括操作来源、操作对象、操作时间、操作内容等详细的操作信息，操作日志应该长期保存，可以事后查询分析，智能变电站主站接收智能变电站子站自描述信息及操作票原始信息历史保存功能，智能变电站主子站均应该支持操作日志功能。
作为优选，程序化操作流程中主站端只负责下发请求程序化控制操作票命令，程序化控制选择、执行命令给变电站端数据通信网关机，根据变电站端的反馈信息对程序化操作的过程进行监视，根据需要暂停或者中止程序化操作。
本发明所述的基于电力通讯规约扩展的主子站远方程序化控制方法，针对目前主子站之间的远动协议还不能满足主子站间程序化控制的需求，操作票内容的定义还没有标准化等问题，为支撑调度端的程序化控制操作，本发明针对主站和子站数据通信网关机之间的通信，遵循IEC104规约，为实现程序化控制功能扩充了2个ASDU，对远动通信协议中传输程序化控制的相关服务作定义，并基于该协议实现一套程序化控制流程有利于主子站的交互，提高电力系统调度水平。
以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细描述。
附图说明
图1为本实施例的电网调度控制系统图；
图2为本实施例的通信流程图。
具体实施方式
基于电力通讯规约扩展的主子站远方程序化控制方法，采用电网调度控制系统，如图1所示，所述电网调度控制系统包括智能变电站主站1和智能变电站子站2，其中，所述智能变电站子站2包括数据通信网关机21、变电站监控系统22、多个测控装置23和多个保护装置24，智能变电站子站2和主站1共同配合，实现远方程序化操作功能，智能变电站主站1无需存储程序化操作票，通过数据通信网关机21召唤智能变电站子站2程序化控制对象，程序化操作票在变电站监控系统22存储、维护，数据通信网关机21负责站端程序化控制对象生成及上送，操作票的解析、程序化操作的分解执行、操作过程信息的交互和设备态的上送。如图2所示，程序化控制通信交互过程包括如下步骤：
1)监控员在智能变电站主站1的间隔图中发操作任务，主站下发程序化操作指令(操作任务)；
2)智能变电站子站2接收到操作指令(召唤指定的操作票)，匹配对应的典型操作票成功后上送操作票，如果匹配操作票不成功，上送失败原因至智能变电站主站1；
3)智能变电站主站1启动预演，智能变电站子站2利用站控层的五防进行防误校验，反馈每步的预演结果，若预演过程单步失败，同样给出失败原因至智能变电站主站1；
4)智能变电站主站1启动执行，智能变电站子站2根据操作票逐步自动执行，反馈每步的执行结果，执行过程的每一步应进行站控层五防校验及间隔层的联闭锁校验，失败需给出原因。
在本实施例中，智能变电站主站1和数据通信网关机21之间的通信遵循IEC104规约，为实现程序化控制功能扩充2个ASDU(应用服务数据单元)：SDU55协议和操作票传输ASDU43协议，分别用于程序化操作控制和操作票文件传输。扩充ASDU的基本原则是不改变IEC104协议的帧结构和通讯流程。
所述ASDU55协议包括控制方向协议和监视方向协议，其中控制方向的报文内容包括：类型标识(TYP)、可变结构限定词(VSQ)、传送原因(COT)、应用服务数据单元公共地址、程序化控制命令限定词、控制对象顺序号、控制对象长度、控制对象、执行单步结果、操作用户名长度、操作用户名等；监视方向协议的报文内容包括：类型标识(TYP)、可变结构限定词(VSQ)、传送原因(COT)、应用服务数据单元公共地址、程序化控制命令限定词、控制对象顺序号、控制对象长度、控制对象、步骤号、返回信息功能码等，具体如下
控制方向的报文：
监视方向的报文实现：
所述的操作票传输ASDU43协议，文件内容以二进制方式传输，其报文内容包括：类型标识(TYP)，可变结构限定词(VSQ)，传送原因(COT)，应用服务数据单元公共地址，后续位标志，起始传输位置，文件内容和校验等，具体如下
操作票定义、验证在智能变电站子站2完成，变电站监控系统22集成相应的软件工具实现操作票的编辑维护，包括操作票的创建、编辑、删除、重命名、合并等工作。操作票的编辑维护在智能变电站子站完成，智能变电站主站仅召唤查看操作票内容。操作票的编辑和维护工作可以离线完成，也可以在线下装和上装。操作票文件名的命名包括操作对象编号、源态、目标态信息，其中操作对象编号是主子站共同协商拟定的，可以体现间隔编号、测控地址等具体信息，该编号在程序化操作监控系统范围内统一维护。本实施例程序化控制操作票名称格式为：变电站名称_电压等级_间隔名称_源态_目标态_YYYY-MM-DD_hh_mm_ss.dat，操作票文件的格式如下：
在多个间隔组合票操作时，智能变电站主站1负责分解操作票，将多个操作间隔分解为多个单张典型票下发选择、执行，智能变电站主站1控制界面上显示操作票内容时，仍按组合票显示。组合票在预演时，为了考虑智能变电站子站2预演操作票的上下文连续性，主站下发预演指令不需要分解操作票，按站为单位、按操作票顺序将多个操作票一同下发，组合票在执行时，需按操作票的顺序执行。
当智能变电站主站1在下发操作票执行指令时，需将“操作人”发送给智能变电站子站2，智能变电站子站2接收、解析后需存档。
本实施例中程序化操作的防误闭锁由变电站监控系统22实现，变电站监控系,22的防误操作功能模块用于实现全站一次设备的防误闭锁判断，这种逻辑判断可以作为程序化控制相应步骤的操作前逻辑条件判断，每个操作步骤除了有操作前防误逻辑判断外，还有操作后的确认逻辑判断。
智能变电站主站1在调取变电站端程序化控制操作票后，可以如同在智能变电站子站2一样对所调取的操作票进行操作预演，智能变电站主站1的这种操作预演采用通信方式调用变电站端的防误闭锁服务来实现，智能变电站子站2在接收到主站端操作票的预演指令后自动对程序化控制操作进行预演，并将预演结果上送调度主站，若预演不成功，则将未通过预演的步骤及原因上传智能变电站主站1。
程序化操作全部过程均有日志记录，包括操作来源、操作对象、操作时间、操作内容等详细的操作信息，操作日志应该长期保存，可以事后查询分析，智能变电站主站接收智能变电站子站自描述信息及操作票原始信息历史保存功能，智能变电站主子站均应该支持操作日志功能。
程序化操作流程中主站端只负责下发请求程序化控制操作票命令，程序化控制选择、执行命令给变电站端数据通信网关机21，根据变电站端的反馈信息对程序化操作的过程进行监视，根据需要暂停或者中止程序化操作。
本实施例的程序化操作流程中智能变电站主站1只负责下发请求程序化控制操作票命令，程序化控制选择、执行命令给变电站端Ⅰ区数据通信网关机21，根据智能变电站子站2的反馈信息对程序化操作的过程进行监视，根据需要暂停或者中止程序化操作。
智能变电站主站：↓程序化控制操作票读取选择
智能变电站子站：↑程序化控制操作票确认
智能变电站子站：↑传送操作票文件
智能变电站主站：↓程序化控制操作票预演(若为组合票，一次多帧下发)
智能变电站子站：↑程序化控制操作票预演确认(若为组合票，全部收完后一次确认)
智能变电站子站：↑上送程序化控制每个控制对象每步预演结果
智能变电站子站：↑上送程序化控制每个控制对象预演总结果
……
智能变电站主站：↓程序化控制选择
智能变电站子站：↑程序化控制选择确认
智能变电站主站：↓程序化控制执行
智能变电站子站：↑程序化控制执行确认
智能变电站子站：→开始执行程序化操作
智能变电站子站：↑传送程序化操作单步骤过程信息(步骤成功/失败信号)
智能变电站主站：↓确认程序化操作单步骤结果信息
智能变电站子站：→执行程序化操作下一步骤
……
{
操作票暂停/继续：
智能变电站主站：↓对变电站下发控制暂停
智能变电站子站：↑传送程序化暂停确认
智能变电站子站：→暂停程序化操作
智能变电站主站：↓对变电站下发继续执行
智能变电站子站：↑传送程序化继续执行确认
智能变电站子站：→继续执行程序化操作
}
{
操作票终止：
智能变电站主站：↓操作票终止
智能变电站子站：↑传送操作票终止确认
}
……
智能变电站子站：↑传送程序化操作单票结果信息(操作票执行结果，成功/失败)
……
智能变电站主站：→判断程序化操作结束
……
{
操作票撤销:
智能变电站主站：↓下发操作票撤销
智能变电站子站：↑传送操作票撤销确认
}。
智能变电站主站读取站端程序化控制操作票流程
智能变电站主站：↓程序化控制操作票读取
智能变电站子站：↑传送操作票文件。
上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。
Claims (10)
1.基于电力通讯规约扩展的主子站远方程序化控制方法，基于电网调度控制系统，其特征在于：所述电网调度控制系统包括智能变电站主站和智能变电站子站，其中，所述智能变电站子站包括数据通信网关机、变电站监控系统、一个或多个测控装置和一个或多个保护装置，智能变电站子站和主站共同配合，实现远方程序化操作功能，智能变电站主站无需存储程序化操作票，通过数据通信网关机召唤智能变电站子站程序化控制对象，程序化操作票在变电站监控系统存储、维护，数据通信网关机负责站端程序化控制对象生成及上送，操作票的解析、程序化操作的分解执行、操作过程信息的交互和设备态的上送，程序化控制通信交互过程包括如下步骤：
1）智能变电站主站下发程序化操作指令；
2）智能变电站子站接收到操作指令，匹配对应的典型操作票成功后上送操作票，如果匹配操作票不成功，上送失败原因至智能变电站主站；
3）智能变电站主站启动预演，智能变电站子站利用站控层的五防进行防误校验，反馈每步的预演结果，若预演过程单步失败，同样给出失败原因至智能变电站主站；
4）智能变电站主站启动执行，智能变电站子站根据操作票逐步自动执行，反馈每步的执行结果，执行过程的每一步应进行站控层五防校验及间隔层的联闭锁校验，失败需给出原因。
2.如权利要求1所述的基于电力通讯规约扩展的主子站远方程序化控制方法，其特征在于：智能变电站主站和数据通信网关机之间的通信遵循IEC104规约，为实现程序化控制功能扩充2个ASDU：SDU55协议和操作票传输ASDU43协议，分别用于程序化操作控制和操作票文件传输。扩充ASDU的基本原则是不改变IEC104协议的帧结构和通讯流程。
3. 如权利要求2所述的基于电力通讯规约扩展的主子站远方程序化控制方法，其特征在于：所述ASDU55协议包括控制方向协议和监视方向协议，其中控制方向的报文内容包括：类型标识、可变结构限定词、传送原因、应用服务数据单元公共地址、程序化控制命令限定词、控制对象顺序号、控制对象长度、控制对象、执行单步结果、操作用户名长度、操作用户名；监视方向协议的报文内容包括：类型标识、可变结构限定词、传送原因、应用服务数据单元公共地址、程序化控制命令限定词、控制对象顺序号、控制对象长度、控制对象、步骤号、返回信息功能码；所述的操作票传输ASDU43协议，文件内容以二进制方式传输，其报文内容包括：类型标识，可变结构限定词，传送原因，应用服务数据单元公共地址，后续位标志，起始传输位置，文件内容和校验。
4.如权利要求1所述的基于电力通讯规约扩展的主子站远方程序化控制方法，其特征在于：操作票在智能变电站子站定义，验证，变电站监控系统集成相应的软件工具实现操作票的编辑维护，包括操作票的创建、编辑、删除、重命名、合并等工作，操作票的编辑维护在智能变电站子站完成，智能变电站主站仅召唤查看操作票内容。
5.如权利要求1所述的基于电力通讯规约扩展的主子站远方程序化控制方法，其特征在于：在多个间隔组合票操作时，智能变电站主站负责分解操作票，将多个操作间隔分解为多个单张典型票下发选择、执行，智能变电站主站控制界面上显示操作票内容时，仍按组合票显示，组合票在预演时，为了考虑智能变电站子站预演操作票的上下文连续性，主站下发预演指令不需要分解操作票，按站为单位、按操作票顺序将多个操作票一同下发，组合票在执行时，需按操作票的顺序执行。
6. 如权利要求1所述的基于电力通讯规约扩展的主子站远方程序化控制方法，其特征在于：当智能变电站主站在下发操作票执行指令时，需将“操作人”发送给智能变电站子站，智能变电站子站接收、解析后需存档。
7. 如权利要求1所述的基于电力通讯规约扩展的主子站远方程序化控制方法，其特征在于：变电站监控系统的防误操作功能模块用于实现全站一次设备的防误闭锁判断，这种逻辑判断可以作为程序化控制相应步骤的操作前逻辑条件判断，每个操作步骤除了有操作前防误逻辑判断外，还有操作后的确认逻辑判断。
8. 如权利要求1所述的基于电力通讯规约扩展的主子站远方程序化控制方法，其特征在于：智能变电站主站在调取变电站端程序化控制操作票后，可以如同在智能变电站子站一样对所调取的操作票进行操作预演，智能变电站主站端的这种操作预演采用通信方式调用变电站端的防误闭锁服务来实现，智能变电站子站端在接收到主站端操作票的预演指令后自动对程序化控制操作进行预演，并将预演结果上送调度主站，若预演不成功，则将未通过预演的步骤及原因上传智能变电站主站。
9.如权利要求1所述的基于电力通讯规约扩展的主子站远方程序化控制方法，其特征在于：程序化操作全部过程均有日志记录，包括操作来源、操作对象、操作时间、操作内容等详细的操作信息，操作日志应该长期保存，可以事后查询分析，智能变电站主站接收智能变电站子站自描述信息及操作票原始信息历史保存功能，智能变电站主子站均应该支持操作日志功能。
10.如权利要求1所述的基于电力通讯规约扩展的主子站远方程序化控制方法，其特征在于：程序化操作流程中主站端只负责下发请求程序化控制操作票命令，程序化控制选择、执行命令给变电站端数据通信网关机，根据变电站端的反馈信息对程序化操作的过程进行监视，根据需要暂停或者中止程序化操作。
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