一種變電站告警信號(hào)直傳信息活化處理方法

胡少強(qiáng)　黃國政　黃康乾　李永樂　陳興堯　梁德平

摘要：文章對(duì)國內(nèi)普遍應(yīng)用的變電站告警直傳功能存在的問題進(jìn)行研究，針對(duì)直傳信息沒有分域存儲(chǔ)，無法靈活處理的問題，提出了新的告警直傳傳輸格式和處理方法，采用分域存儲(chǔ)和主站端數(shù)據(jù)互補(bǔ)的方式活化直傳告警信息，使它從只具備單一的消息顯示功能模塊變成可分類查詢、匯總、統(tǒng)計(jì)、運(yùn)算等功能模塊。

關(guān)鍵詞：變電站；告警直傳；防漏機(jī)制；分區(qū)分流；量測(cè)類型 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TN915 文章編號(hào)：1009-2374（2017）02-0014-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.02.007

1 概述

近年來，隨著電力調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，為了能夠更具體地了解變電站的告警情況，不少變電站都采用了告警直傳技術(shù)，應(yīng)用該技術(shù)可把變電站監(jiān)控系統(tǒng)的告警信息直接以文本方式上傳給主站端，主站端可以消息方式顯示上傳的內(nèi)容。雖然該技術(shù)可作為調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)直采信息不全的補(bǔ)充，但是其直傳到主站端的告警信息由于沒有分域（即字段）貯存，無法方便地對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、匯總、統(tǒng)計(jì)、運(yùn)算，同時(shí)這些信息包含的數(shù)據(jù)不夠完整，這些數(shù)據(jù)也無法參與數(shù)據(jù)挖掘。為了更好地應(yīng)用告警直傳技術(shù)，我們對(duì)該技術(shù)的傳輸格式、字段生成和存貯方式進(jìn)行了優(yōu)化，在不改變?cè)摷夹g(shù)的規(guī)約流程的前提下，把原來傳輸內(nèi)容的五段式格式擴(kuò)充成八段式格式，把原來不分字段存儲(chǔ)變成分為八字段存儲(chǔ)。這樣直傳的告警信號(hào)便于查詢、匯總、統(tǒng)計(jì)、運(yùn)算，可為其他應(yīng)用提供基礎(chǔ)信息，為調(diào)度自動(dòng)化信息維護(hù)提供更加便捷的手段。

2 傳統(tǒng)告警直傳存在的問題

2.1 直傳架構(gòu)問題

圖1 告警直傳的技術(shù)架構(gòu)示意圖

傳統(tǒng)告警直傳需要增加的軟件模塊有：在變電站監(jiān)控系統(tǒng)增加“告警轉(zhuǎn)發(fā)模塊”，主站系統(tǒng)增加“告警采集模塊”“告警處理模塊”和應(yīng)用服務(wù)功能；需要增加的硬件模塊有部署在變電站側(cè)的數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)機(jī)，接入站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理和上送調(diào)度端。架構(gòu)示意如圖1所示。

2.1.1 信息處理流程。

第一，變電站監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)生告警信息，并將站內(nèi)告警信息轉(zhuǎn)換為帶廠站名和設(shè)備名的標(biāo)準(zhǔn)告警信息，再傳輸給主站。

第二，主站告警采集模塊解析接收的報(bào)文，并發(fā)消息給告警處理模塊。

第三，主站告警處理模塊對(duì)收到的告警直傳信息進(jìn)行處理。

2.1.2 存在問題。在傳統(tǒng)的告警直傳里，調(diào)度主站的告警采集模塊和告警處理模塊界限十分模糊，二者都附屬于前置系統(tǒng)。告警采集模塊解析規(guī)約得到直傳告警的描述信息，即一個(gè)字符串。由于告警采集模塊解規(guī)約只得到一個(gè)字符串，告警處理模塊很難對(duì)直傳告警作進(jìn)一步的處理，只是簡單地將字符串寫入告警總線，生成告警信息，因此直傳的告警很難做到分級(jí)和分區(qū)分流。此外，該流程沒有機(jī)制判斷變電站監(jiān)控系統(tǒng)上送的告警信息是否完整，即由于某種原因造成通信中斷，引起部分該上送的告警信息沒有上送主站，造成告警直信息漏送的缺陷。

2.2 告警直傳內(nèi)容及儲(chǔ)存

目前采用的告警直傳分為五個(gè)字段，具體格式如下：

告警級(jí)別<空格>告警時(shí)間<空格>設(shè)備名稱<空格>告警內(nèi)容<空格>告警原因

2.2.1 直傳格式內(nèi)容說明。

第一，告警級(jí)別：根據(jù)告警的嚴(yán)重程度分為事故、異常、越限、變位、告知，分別用0～4五個(gè)值來表示。無告警原因上送空格。

第二，告警時(shí)間：該時(shí)間指告警發(fā)生時(shí)的時(shí)間，采用值與站端監(jiān)控系統(tǒng)的保持一致，一般采用以下格式：YYYY-MM-DD HH∶MM∶SS.mmm

第三，設(shè)備名稱：標(biāo)識(shí)產(chǎn)生告警事件的設(shè)備，格式如下：

設(shè)備名稱：廠站.電壓等級(jí).間隔.設(shè)備

其中，小數(shù)點(diǎn)“.”為層次分隔符

第四，告警內(nèi)容：告警內(nèi)容是告警的具體內(nèi)容，用字符串描述，長度不超過16個(gè)字符。

第五，告警原因：告警原因是對(duì)告警具體內(nèi)容的補(bǔ)充說明，用字符串描述，長度不超過32個(gè)字符。

以上每段內(nèi)容分別取自站端監(jiān)控系統(tǒng)告警信息的不同字段，與監(jiān)控系統(tǒng)的告警窗顯示的內(nèi)容相同，通過DL476規(guī)約上送主站系統(tǒng)，所有字段內(nèi)容形成一條記錄以文本方式上送。例如：當(dāng)XX站.220kV.#1主變.201開關(guān)發(fā)生事故跳閘告警信息時(shí)，站端監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)發(fā)出“2016-09-12 20∶12∶23.099 XX站.220kV.#1主變.201開關(guān) 事故跳閘‘”，而形成上送的記錄為：

2.2.2 存在問題。

第一，主站系統(tǒng)收到直傳的告警信息報(bào)文后，整條記錄以一個(gè)字段文本方式存儲(chǔ)，這樣這些告警信息無法得到進(jìn)一步利用。

第二，變電站監(jiān)控系統(tǒng)上傳的信息只有“設(shè)備名稱”“告警內(nèi)容”“告警時(shí)間”“告警級(jí)別”和“告警原因”，無法滿足信息的進(jìn)一步應(yīng)用。

3 告警直傳技術(shù)的創(chuàng)新架構(gòu)

如圖2所示，告警直傳的技術(shù)架構(gòu)中增加了RDBS模塊，該模塊為數(shù)據(jù)管理中心模塊，負(fù)責(zé)對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理。

3.1 告警直傳格式及儲(chǔ)存創(chuàng)新

告警直傳信息采用八段格式，去掉了“告警原因”，同時(shí)增加了“事項(xiàng)編號(hào)”“責(zé)任區(qū)”“量測(cè)類型”“設(shè)備編碼”等字段，字段的數(shù)據(jù)由站端上送和主站生成兩種方式，所形成的信息記錄獨(dú)立以表的格式存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中。信息格式具體如下：

八段式：事項(xiàng)編號(hào)<空格>告警時(shí)間<空格>設(shè)備名稱<空格>告警內(nèi)容<空格>告警級(jí)別<空格>責(zé)任區(qū)<空格>量測(cè)類型<空格>設(shè)備編碼

事件編號(hào)：該值由變電站端告警轉(zhuǎn)發(fā)模塊自動(dòng)產(chǎn)生，用于告警上送的防漏用，取值范圍為0～9999，每上送一條編號(hào)遞增1，最大值增加1后返回0。

告警時(shí)間：該值由變電站端上傳，格式為“年（4位）-月（2位）-日（2位） 時(shí)：分：秒（精確到毫秒）” ，如：2012-09-12 20∶12∶23.099。

設(shè)備名稱：該值由變電站端上傳，與站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)顯示的名稱相同，如站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)顯示的名稱不規(guī)范，則應(yīng)參照“電壓等級(jí)+間隔+設(shè)備+部件+屬性”進(jìn)行規(guī)范。具體說明如下：

“電壓等級(jí)”指電力設(shè)備的電壓等級(jí)，單位為kV。

“間隔”指變電站或發(fā)電廠內(nèi)的結(jié)線間隔名稱，或稱串。

“設(shè)備”指所描述的電力系統(tǒng)設(shè)備名稱，可分多層描述。

“部件”指構(gòu)成設(shè)備的部件名稱，可分多層描述。

“屬性”指部件的屬性名稱（如：P、Q等），由應(yīng)用根據(jù)需要進(jìn)行定義和解釋。

以上各項(xiàng)可根據(jù)對(duì)象進(jìn)行取舍，如：“110kV群雙線122開關(guān)”。

告警內(nèi)容：該值由變電站端上傳，告警（事件）的具體內(nèi)容。

告警級(jí)別：該值由主站端生成，表示告警的級(jí)別，可分別為事故、異常、越限、變位、告知，主站根據(jù)從站端收到的告警內(nèi)容，判斷該信息的告警級(jí)別，并把判斷的結(jié)果回填到記錄中（詳見3.2）。

責(zé)任區(qū)：該值由主站端生成，用于告警信息分區(qū)顯示，主站根據(jù)從站端收到的設(shè)備名稱，判斷該信息是屬于哪些責(zé)任區(qū)，用8個(gè)字節(jié)表示，并把判斷的結(jié)果回填到記錄中（詳見3.2）。

量測(cè)類型：該值由主站端生成，用于告警信息分區(qū)顯示，主站根據(jù)從站端收到的設(shè)備名稱，判斷該信息屬于哪些責(zé)任區(qū)，用8個(gè)字節(jié)表示，并把判斷的結(jié)果回填到記錄中（詳見3.2）。

設(shè)備編碼：該值由主站端生成，主站根據(jù)從站端收到的設(shè)備名稱，從主站現(xiàn)有設(shè)備編碼數(shù)據(jù)中尋找出對(duì)應(yīng)的設(shè)備編碼，如無匹配設(shè)備名稱，則把該記錄的設(shè)備名稱保存在主站建立的表單中。

3.2 信息互補(bǔ)

在告警直傳信息中，如果八個(gè)字段都由站端上送，部分字段在站端監(jiān)控后臺(tái)設(shè)置和日后維護(hù)會(huì)比較麻煩，因此考慮八個(gè)字段分別從站端直傳上送和從主站端獲取，其中事項(xiàng)編號(hào)、告警時(shí)間、設(shè)備名稱、告警內(nèi)容四個(gè)字段內(nèi)容從站端直傳上，

告警級(jí)別、責(zé)任區(qū)、量測(cè)類型、設(shè)備編碼四個(gè)字段內(nèi)容從主站端獲取。具體考慮如下：

3.2.1 在主站系統(tǒng)建立兩張比較完善的變電站設(shè)備類型表單B1、B2和一張無設(shè)備編碼的設(shè)備名稱記錄表B3，其中表單B1由字段“電壓等級(jí)”“設(shè)備類型”和“責(zé)任區(qū)”組成；表單B2由字段 “告警類型”“告警級(jí)別”和“量測(cè)類型”組成。B3由八個(gè)字段組成。

3.2.2 站端直傳的信息中包括“事項(xiàng)編號(hào)”“告警時(shí)間”“設(shè)備名稱”“告警內(nèi)容”四個(gè)字段內(nèi)容，主站端對(duì)收到的每條記錄，根據(jù)其“設(shè)備名稱”字段內(nèi)容與表單B1的“電壓等級(jí)”和“設(shè)備類型”字段內(nèi)容匹配關(guān)系，找出其對(duì)應(yīng)的“責(zé)任區(qū)”內(nèi)容；同時(shí)根據(jù) “設(shè)備名稱”字段內(nèi)容從主站設(shè)備編碼數(shù)據(jù)表單找出對(duì)應(yīng)的設(shè)備編碼；數(shù)據(jù)根據(jù)其“告警內(nèi)容”字段內(nèi)容與表單B2的“告警類型”字段內(nèi)容匹配關(guān)系，找出其對(duì)應(yīng)的“告警級(jí)別”和“量測(cè)類型”內(nèi)容。這樣將得到每條記錄的八字段完整內(nèi)容。

3.2.3 如在上述的B1和B2表中沒有找到對(duì)應(yīng)的其“告警級(jí)別”“責(zé)任區(qū)”“量測(cè)類型”，主站告警直傳模塊把該記錄的“告警級(jí)別”定為最低級(jí)別，“責(zé)任區(qū)”為所有區(qū)域、“量測(cè)類型”為空。

3.2.4 如主站無法完整找到“告警級(jí)別”“責(zé)任區(qū)”“量測(cè)類型”“設(shè)備編碼”四個(gè)字段內(nèi)容。則把該記錄保存在B3表單中，主站系統(tǒng)維護(hù)人員定期檢查B3表單內(nèi)容，及時(shí)進(jìn)行處理。

3.3 信息防漏機(jī)制

為保證直傳信息無漏送，本方法增加了告警直傳的防漏機(jī)制，漏傳的事項(xiàng)由檢查機(jī)制檢查出來，并重新發(fā)送；同時(shí)通道停止等原因?qū)е挛瓷蟼鞯男畔⒃谕ǖ阑謴?fù)后應(yīng)能重新上送。

3.3.1 告警直傳時(shí)，變電站發(fā)送一條告警給主站，主站要給出確認(rèn)；變電站收不到主站確認(rèn)，要重新發(fā)送。

3.3.2 通道停止時(shí)，變電站緩存（數(shù)據(jù)庫、文件、存儲(chǔ)隊(duì)列）未發(fā)送成功的所有告警信息，待通道投運(yùn)后重新發(fā)送。

3.3.3 變電站每生成一條告警，都有一個(gè)獨(dú)一無二的事項(xiàng)編號(hào)。事項(xiàng)編號(hào)是連續(xù)的，也發(fā)送給主站，主站據(jù)此檢查是否漏發(fā)事項(xiàng)?！笆马?xiàng)編號(hào)”的取值范圍建議為：0～9999，當(dāng)該值達(dá)到9999時(shí)，下一條告警的事項(xiàng)編號(hào)為0，重新計(jì)算。

3.3.4 召喚漏發(fā)事項(xiàng)，流程如圖3所示：

4 直傳告警信息展示

4.1 建立獨(dú)立的窗口

在主站系統(tǒng)建立直傳告警信息的接收窗口，該窗口獨(dú)立于現(xiàn)有告警窗，可顯示所有站點(diǎn)的直采信息，具備過濾功能，過濾事項(xiàng)可根據(jù)需要設(shè)定，該窗口信息不需要確認(rèn)。

4.2 在告警窗口顯示

直傳告警信息經(jīng)設(shè)置后可在主站系統(tǒng)現(xiàn)有告警窗顯示，并能根據(jù)用戶角色分區(qū)顯示。展示方法：在現(xiàn)有告警窗增加一個(gè)“告警直傳”的TAB，配置直傳告警信息進(jìn)入這個(gè)TAB。直傳告警信息帶有分區(qū)（責(zé)任區(qū)）信息，因此能夠與直采告警信息一樣實(shí)現(xiàn)分區(qū)分流，即不同的值班人員登錄，只能看到自己管轄范圍內(nèi)的直傳告警信息。

4.3 通過智能告警顯示

直傳告警信息可作為數(shù)據(jù)源參與主站系統(tǒng)智能告警的邏輯運(yùn)算，以智能告警運(yùn)算結(jié)果的方式展現(xiàn)。

江門備調(diào)智能告警系統(tǒng)是用告警類型（即量測(cè)類型）來設(shè)置告警規(guī)則。新直傳告警信息帶有量測(cè)類型，因此智能告警系統(tǒng)能夠利用直傳告警信息的量測(cè)類型來設(shè)置告警規(guī)則，對(duì)直傳告警信息完成規(guī)則推理，在智能告警窗口展示。直傳告警信息的量測(cè)類型也可以與直采告警信息的量測(cè)類型一起編輯規(guī)則，實(shí)現(xiàn)直采告警信息和直傳告警信息的混合推理。

5 結(jié)語

傳統(tǒng)的告警直傳信息經(jīng)過該技術(shù)處理后，可拓寬它的應(yīng)用范圍，提高直傳告警信息的應(yīng)用效率，如可應(yīng)用于變電自動(dòng)化系統(tǒng)、變電站環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、二次系統(tǒng)運(yùn)維系統(tǒng)等，通過告警直傳技術(shù)變電站各個(gè)二次系統(tǒng)的信息可直送到調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)進(jìn)行智能化處理，全面反映變電站運(yùn)行、環(huán)境等情況，為電網(wǎng)調(diào)控一體化變電站遠(yuǎn)程監(jiān)視提供有力的技術(shù)支撐。

參考文獻(xiàn)

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[3] 地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件[S].

作者簡介：胡少強(qiáng)（1964-），男，廣東順德人，廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局工程師，研究方向：電力調(diào)度自動(dòng)化；黃國政（1965-），男，廣東陽江人，廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局高級(jí)工程師，工程碩士，研究方向：電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的安裝、設(shè)計(jì)和技術(shù)管理；黃康乾（1989-），男，廣東廣州人，廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局助理工程師，研究方向：變電站自動(dòng)化；李永樂（1976-），男，廣東江門人，廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局高級(jí)工程師，研究方向：電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)；陳興堯（1981-），男，海南人，廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局工程師，研究方向：變電站自動(dòng)化專業(yè)管理；梁德平（1985-），男，廣東江門人，廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局工程師，研究方向：變電站自動(dòng)化。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）