一種變電站告警信息直傳的實(shí)現(xiàn)方法

姚諸香，金學(xué)成，房金彥，鄒根華

（國(guó)網(wǎng)江西電力調(diào)度控制中心，江西 南昌 330077）

0 引言

“告警直傳”已是新一代變電站監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，其作用是將優(yōu)化處理后的變電站告警信息直接以文本格式傳送到調(diào)度端和運(yùn)維站,實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和運(yùn)維。

“告警直傳”的通信協(xié)議采用DL476 或DL/T634.5104[3]，這種基于網(wǎng)絡(luò)的問答式（polling）通信協(xié)議常用于傳送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，經(jīng)過功能擴(kuò)展后被用來(lái)傳輸變電站告警信息。問答式通信協(xié)議從軟件實(shí)現(xiàn)的角度來(lái)看，通信雙方有個(gè)功能定位-是客戶端，亦或是服務(wù)端。用于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，各廠商幾乎無(wú)一例外地把調(diào)度端做“問”的一方，即客戶端，廠站端做“答”的一方，即服務(wù)端，“告警直傳”也理所當(dāng)然地沿用了這一思路-包括新一代的智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)D5000。

實(shí)現(xiàn)“告警直傳”時(shí)將調(diào)度端作為客戶端不是一種高效的選擇，因?yàn)?）何時(shí)發(fā)生故障(有告警信息要傳)、傳送什么樣的告警信息取決于廠站端，而不是調(diào)度端；2）不是每時(shí)每刻都有大量的廠站要往調(diào)度端傳送告警信息，通信鏈路沒必要一直被占用；3）調(diào)度端做客戶端時(shí)需要啟動(dòng)多個(gè)進(jìn)程（線程）以便與廠站端建立一一對(duì)應(yīng)的連接，增加了服務(wù)器計(jì)算資源的占用以及調(diào)度端維護(hù)人員的工作量。本文將換一種思路來(lái)實(shí)現(xiàn)“告警直傳”。

1 告警直傳的常規(guī)實(shí)現(xiàn)

變電站告警直傳的實(shí)現(xiàn)分兩種情況[3]：已投運(yùn)變電站可在原有遠(yuǎn)動(dòng)工作站上新建一條通信鏈路，通過DL476 或DL/T634.5104 協(xié)議向主站(調(diào)度端)傳送告警條文來(lái)實(shí)現(xiàn)（需要擴(kuò)展遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)的功能），或是在變電站側(cè)增加設(shè)備，由該設(shè)備建立與主站(調(diào)度端)的通信鏈路，通過DL476 或DL/T634.5104 協(xié)議向主站傳送告警條文；新建或改造的智能變電站，告警直傳方式遵循智能變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)規(guī)范-告警信息通過I 區(qū)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機(jī)直傳至調(diào)度端[4]。為了不影響現(xiàn)有系統(tǒng)和設(shè)備的運(yùn)行，實(shí)踐中對(duì)已投運(yùn)變電站是采取增加設(shè)備（告警圖形網(wǎng)關(guān)機(jī)）的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，如圖1 ；新建或改造的智能變電站，告警直傳是一體化監(jiān)控系統(tǒng)的一部分，由I 區(qū)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機(jī)完成，如圖2。

圖1 告警直傳實(shí)現(xiàn)方式1

圖2 告警直傳實(shí)現(xiàn)方式2

無(wú)論采取哪種方式，變電站的告警直傳信息都是由告警圖形網(wǎng)關(guān)機(jī)或I 區(qū)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機(jī)發(fā)送給調(diào)度端的，傳輸過程及步驟文獻(xiàn)[3]有詳盡的描述，這是一個(gè)典型的調(diào)度端做客戶端、廠站端做服務(wù)器的客戶/服務(wù)器實(shí)現(xiàn)模式。

2 告警直傳的新實(shí)現(xiàn)方法

2.1 采用的通信協(xié)議

由于告警信息的傳輸只涉及文本的傳輸，無(wú)需太復(fù)雜的協(xié)議，且現(xiàn)有實(shí)現(xiàn)方式的文本信息自我描述功能不強(qiáng)，本文提出并實(shí)現(xiàn)了一種簡(jiǎn)單易用的告警直傳協(xié)議，該協(xié)議有三種類型的報(bào)文，即登入報(bào)文（login，報(bào)文類型為1，圖3）、登出報(bào)文(logout,報(bào)文類型為2，圖4）、數(shù)據(jù)/信息報(bào)文（data，報(bào)文類型為4，圖5）。報(bào)文由報(bào)文頭或報(bào)文頭加報(bào)文體組成，報(bào)文頭含長(zhǎng)度和類型各4 字節(jié)，報(bào)文體為要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)/信息。登入報(bào)文的報(bào)文體為普通文本，用于安全認(rèn)證；登出報(bào)文無(wú)報(bào)文體；為便于主站解析和處理，數(shù)據(jù)/信息報(bào)文的報(bào)文體采用xml格式，其中，標(biāo)簽data 為報(bào)文體開始和結(jié)束的標(biāo)志，屬性time 為該報(bào)文的時(shí)間戳，每個(gè)數(shù)據(jù)或每條信息都有一個(gè)名稱標(biāo)識(shí)（key），質(zhì)量屬性（quality）和值屬性（value）,數(shù)據(jù)/信息之間直接以字符串格式相連。登入報(bào)文將認(rèn)證信息發(fā)送給調(diào)度端,請(qǐng)求安全認(rèn)證，并通知調(diào)度端準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)/信息；登出報(bào)文用于告訴調(diào)度端數(shù)據(jù)/信息已傳輸完畢，可關(guān)閉連接；數(shù)據(jù)/信息報(bào)文用于告訴調(diào)度端這是信息的主體，需對(duì)其進(jìn)行解析和處理。

圖3 登入報(bào)文(login)格式圖

圖4 登出報(bào)文(logout)格式圖

圖5 數(shù)據(jù)/信息報(bào)文格式圖

2.2 客戶端（廠站端）、服務(wù)端（調(diào)度端）處理流程

本協(xié)議的實(shí)現(xiàn)將調(diào)度端作為服務(wù)端，讓其監(jiān)聽、接受各廠站的連接，返回廠站的認(rèn)證結(jié)果，將廠站傳過來(lái)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)或展示；將廠站作為客戶端，讓其收集需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，按格式組裝傳輸報(bào)文、建立和調(diào)度端的連接、向調(diào)度端發(fā)送登錄/數(shù)據(jù)/登出報(bào)文、關(guān)閉和調(diào)度端的連接。具體處理流程如圖6、7。

治療后，2組患者手DASH評(píng)分均較治療前有降低(均P<0.05)，QOL項(xiàng)均較治療前有提高(均P<0.05)；矯形器組在提高DASH-ADL功能、QOL(生理和人際關(guān)系項(xiàng))方面較對(duì)照組改善顯著(均P<0.05)，DASH-癥狀功能、QOL(心理和環(huán)境項(xiàng))2組間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，見表3。

圖6 廠站端處理流程

圖7 調(diào)度端處理流程

2.3 完整的通信步驟

步驟1）調(diào)度端為廠站端分配授權(quán)號(hào)，廠站端設(shè)置獲得的授權(quán)號(hào)；

步驟2）調(diào)度端開始監(jiān)聽，等待廠站端的連接，接收并處理收到的報(bào)文；

步驟3）廠站端收集各設(shè)備或裝置的告警信息，判斷是否有滿足條件的信息要傳輸，如有，轉(zhuǎn)步驟4；

步驟4）按如下方法組裝登錄報(bào)文，并發(fā)送給調(diào)度端；

步驟5）調(diào)度端對(duì)收到的登錄報(bào)文進(jìn)行安全驗(yàn)證，如合法，給廠站端返回登錄成功標(biāo)志，否則返回登錄失敗標(biāo)志；

步驟6）廠站端如收到調(diào)度端返回的登錄成功標(biāo)志，轉(zhuǎn)步驟7，否則轉(zhuǎn)步驟4；

步驟7）按如下方法組裝數(shù)據(jù)報(bào)文（其中報(bào)文體data已按圖8中例子格式化），并發(fā)送給調(diào)度端；

步驟8）調(diào)度端接收廠站端發(fā)過來(lái)的數(shù)據(jù)報(bào)文，進(jìn)行解析處理和轉(zhuǎn)存；

步驟9）廠站端按如下方法組裝登出報(bào)文，并發(fā)送給調(diào)度端；

步驟10）調(diào)度端接收廠站端發(fā)過來(lái)的登出報(bào)文，處理完數(shù)據(jù)報(bào)文后，返回登出成功標(biāo)志給廠站端；

步驟11）廠站端收到調(diào)度端返回的登出報(bào)文，關(guān)閉和調(diào)度端的連接，轉(zhuǎn)步驟3。

2.4 完整的報(bào)文幀舉例

以下是模仿傳送一個(gè)變電站告警信息[3]時(shí)站端發(fā)送的一幀報(bào)文，如圖8所示。

圖8 站端發(fā)送報(bào)文實(shí)例

面中接收方（服務(wù)端、調(diào)度端）為localhost（本機(jī)），監(jiān)聽端口為9005；認(rèn)證信息為：蘭溪變；報(bào)文傳輸時(shí)刻有兩條并發(fā)信息；每條報(bào)文都有一個(gè)標(biāo)識(shí)（key）、一個(gè)質(zhì)量標(biāo)識(shí)。

3 結(jié)論

本文給出了變電站告警信息直傳的一種新的實(shí)現(xiàn)方法。相較于常規(guī)實(shí)現(xiàn)方法，該方法的特點(diǎn)是：

1）協(xié)議簡(jiǎn)單：只有登錄、登出、數(shù)據(jù)三種類型的報(bào)文；協(xié)議安全:調(diào)度端、廠站端之間有授權(quán)機(jī)制,不滿足登錄條件的信息主站不會(huì)接收；

2）協(xié)議通用：可用來(lái)傳輸多個(gè)數(shù)據(jù)，也可用來(lái)傳輸多條文本；

3）協(xié)議易于解析和處理（傳輸實(shí)體采用XML格式，能自我描述）；

4）調(diào)度端做服務(wù)端無(wú)需和每個(gè)子站建立鏈路（常規(guī)實(shí)現(xiàn)調(diào)度端到廠站端至少需要兩個(gè)保持長(zhǎng)連接的鏈路，一路用于采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，一路用于采集告警信息），節(jié)省服務(wù)器資源和鏈路資源；

5）廠站做客戶端，有信息傳輸時(shí)才和主站建立連接。

本文提出的協(xié)議及其實(shí)現(xiàn)方法已應(yīng)用于多個(gè)供電公司的電子值班系統(tǒng)，取得了好的效果。

[1]Q/GDW 687-2011智能變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)功能規(guī)范[S].

[2]Q/GDW 679-2011 智能變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)規(guī)范[S].

[3]變電站調(diào)控?cái)?shù)據(jù)交互規(guī)范（試行）（調(diào)自〔2012〕101 號(hào)）[S].

[4]國(guó)調(diào)中心關(guān)于印發(fā)變電站二次系統(tǒng)和設(shè)備有關(guān)技術(shù)研討、會(huì)紀(jì)要的通知（調(diào)自〔2013〕185號(hào)）[S].