CSM—320E系列網(wǎng)絡信息管理與控制裝置數(shù)據(jù)解析系統(tǒng)的設計分析

結合CSM-320E系列網(wǎng)絡信息管理與控制裝置數(shù)據(jù)解析困難的現(xiàn)狀，探討了依賴人工解析數(shù)據(jù)時存在的問題，給出了提高數(shù)據(jù)解析可靠性的方案，并開發(fā)出相應的數(shù)據(jù)解析系統(tǒng)。通過實驗證明，該數(shù)據(jù)解析系統(tǒng)的正確性和適用性。

【關鍵詞】網(wǎng)絡信息管理與控制裝置 數(shù)據(jù)解析 遙測數(shù)據(jù) 遙控數(shù)據(jù) 遙信數(shù)據(jù)

隨著現(xiàn)代化進程的不斷深入，政治、經(jīng)濟、軍事等對電能的需求日益增加，使得電力系統(tǒng)的結構和運行方式日趨復雜，為了保證電力系統(tǒng)運行的安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟性，地區(qū)電網(wǎng)的自動化維護水平需要不斷地提高。地區(qū)電網(wǎng)調度自動化的主要任務是迅速、準確、全面地掌握電力系統(tǒng)的實際運行狀態(tài)，從而對運行中的各種問題能夠及時準確地提出解決對策。

目前呼和浩特供電局多個變電站正在使用北京四方繼保自動化股份有限公司（以下簡稱北京四方公司）研制的CSM-320E系列網(wǎng)絡信息管理與控制裝置（以下簡稱信息管理裝置），實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設備控制、測量及各類信號報警等各項功能。由于沒有相應完善的數(shù)據(jù)維護軟件，對該信息管理裝置的數(shù)據(jù)維護只能采用人工手動編輯數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)錯誤時有發(fā)生，數(shù)據(jù)解析成為當前亟待解決的課題。

1 信息管理裝置的結構

1.1 信息管理裝置的特點

CSM-320E系列網(wǎng)絡信息管理與控制裝置是一種新型的變電站自動化信息管理與控制設備，適用于各種電壓等級的變電站自動化系統(tǒng)中遠動和通信管理機的應用，其功能特點如下：

1.1.1 分布式RTU

可與遠動調度端通信，實現(xiàn)多個通道、多種遠動協(xié)議同時運行。支持各種遠動協(xié)議DL451-91（部頒CDT）、DL/T634-2002.5101（idtIEC60870-5 -101）、DL/T634-2002.5104（idtIEC60870-5-104）、DNP3.0、N4F、SC1801、 8890、CDC-TYPEⅡ、DL476-92等常用遠動協(xié)議。支持GPS時鐘同步或者調度端遠方對時功能。變電站內協(xié)議支持四方繼保CSC2000協(xié)議和DL/T667-1999（IEC60870-5-103）協(xié)議。

1.1.2 協(xié)議轉換器

可作為RS-485、RS-232、以太網(wǎng)、LonWorks網(wǎng)絡等各種通信接口和各種應用協(xié)議的轉換裝置。支持各種保護協(xié)議，包括DL/T667-1999（idtIEC60870-5-103）、LFP、94、MODBUS 、SPA、MLINK+協(xié)議、COURIER等國內外設備通信協(xié)議。

1.1.3 保護管理機

可作為四方繼保間隔層設備的管理機使用。支持的轉出協(xié)議有DL/T667-1999 （idtIEC60870-5-103）協(xié)議、MODBUS協(xié)議等。

1.1.4 介質轉換裝置

可實現(xiàn)現(xiàn)場總線網(wǎng)絡和工業(yè)以太網(wǎng)的介質轉換。

1.2 信息管理裝置數(shù)據(jù)的結構

信息管理裝置數(shù)據(jù)主要由三個數(shù)據(jù)文件構成，分別是遙信數(shù)據(jù)文件、遙控數(shù)據(jù)文件、遙測數(shù)據(jù)文件，如圖1-3所示。數(shù)據(jù)文件由若干的邏輯結點組成，邏輯結點的主要類型由邏輯組、間隔名稱、邏輯屬性、邏輯ID、結點描述等組成，數(shù)據(jù)文件的數(shù)據(jù)邏輯結點如圖4-6所示。

2 存在的問題

目前信息管理裝置維護數(shù)據(jù)時完全是手工計算編輯，速度慢，精度差、可靠性低。由于只能采用人工方式手動編輯遙測、遙信、遙控等邏輯數(shù)據(jù)，導致數(shù)據(jù)錯誤時有發(fā)生，這些錯誤信息會影響調控中心對電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的判斷結果，產(chǎn)生決策錯誤，更為嚴重的是，數(shù)據(jù)錯誤會導致遠方遙控錯誤斷路器開關的嚴重后果，更直接關系到電網(wǎng)安全運行。

3 數(shù)據(jù)解析系統(tǒng)設計原則

信息管理裝置數(shù)據(jù)解析系統(tǒng)應滿足功能完整、操作簡單、數(shù)據(jù)真實有效的基本原則，具要有較高的集成度及針對不同新投運設備的良好兼容性。變電站綜合自動化系統(tǒng)是一個設備多、功能復雜的綜合集成系統(tǒng)，解析的數(shù)據(jù)必須滿足運行特點，所以數(shù)據(jù)解析系統(tǒng)的功能、使用條件具有的要求和特點，具體可歸納為以下幾點：

3.1 安全性

系統(tǒng)應符合信息安全技術、信息系統(tǒng)安全等級保護基本要求相關規(guī)定。

3.2 可靠性

采取安全的技術或協(xié)議，不能增加變電站綜合自動化系統(tǒng)的負但。

3.3 開放性

系統(tǒng)應支持站內新設備的數(shù)據(jù)接入和舊設備的數(shù)據(jù)淘汰。

3.4 可擴展性

系統(tǒng)應支持二次開發(fā)，支持標準的數(shù)據(jù)交互接口，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。

4 數(shù)據(jù)解析系統(tǒng)的總體構架

為了有效克服目前信息管理裝置數(shù)據(jù)維護方法的局限性與不足，圍繞電力系統(tǒng)自動化領域的應用需求，分析當前存在的主要問題，為了改善工作狀態(tài)，提高工作效率，根據(jù)目前變電站設備的特點，積極探索現(xiàn)代計算機自動、高效的適應性維護方法，開展電力科學與計算機科學兩個層面上的學科橫向技術研究。

4.1 系統(tǒng)建模

綜合數(shù)據(jù)平臺的搭建，采用模塊化設計，每個功能模塊獨立設計，以并行計算進行標準化建模，因此在數(shù)據(jù)模型上采用了服務器+邏輯設備+邏輯節(jié)點+數(shù)據(jù)的分層結構，模型如圖7所示。

4.2 非法數(shù)據(jù)檢測

當信息管理裝置數(shù)據(jù)中出現(xiàn)非法邏輯數(shù)據(jù)時，說明此刻出現(xiàn)了無效數(shù)據(jù)，將此類信息進行標注提示，保證檢測結果的準確性。

4.3 數(shù)據(jù)重復數(shù)據(jù)校驗

根據(jù)信息管理裝置數(shù)據(jù)中的邏輯數(shù)據(jù)，當發(fā)現(xiàn)重復數(shù)據(jù)時，將此類信息進行標注提示，保證檢測結果的可靠性，重復數(shù)據(jù)檢測算法為：

其中：F為信息管理裝置的數(shù)據(jù)，F(xiàn)（1）為變電站綜合自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)中的遙測數(shù)據(jù)，F(xiàn)（2）為變電站綜合自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)中的遙信數(shù)據(jù)，F(xiàn)（3）為變電站綜合自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)中的遙控數(shù)據(jù)。

4.4 數(shù)據(jù)解析校驗

根據(jù)當前數(shù)據(jù)中的遙測邏輯數(shù)據(jù)，當發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常時，將此類信息進行標注提示，保證檢測結果的可靠性。遙測數(shù)據(jù)檢測算法為：

ε=F∩F（1）

其中：F為網(wǎng)絡信息管理裝置的數(shù)據(jù)，F(xiàn)（1）分別為變電站綜合自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)中的遙測數(shù)據(jù)、遙信數(shù)據(jù)、遙控數(shù)據(jù)。

5 結語

建成的信息管理裝置數(shù)據(jù)解析系統(tǒng)，自動解析變電站綜合自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)中的遙測、遙信、遙控等數(shù)據(jù)，提高了數(shù)據(jù)準確性，滿足變電站綜合自動化運行要求，為完善調度自動化管理提供技術支撐，實現(xiàn)調度自動化運行標準化管理，切實發(fā)揮調度自動化系統(tǒng)在提高供電可靠性方面的作用，促進內蒙電網(wǎng)自動化的建設。

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作者簡介

趙曉煒（1980-），男，內蒙古鄂爾多斯市人。碩士學位。工程師。主要研究方向為電力通信技術研究。

趙彥博（1980-），男，內蒙古鄂爾多斯市人。碩士學位。工程師。主要研究方向為電力系統(tǒng)自動化技術研究。

作者單位

1.內蒙古電力信息通信中心 內蒙古自治區(qū)呼和浩特市 010020

2.呼和浩特供電局 內蒙古自治區(qū)呼和浩特市 010050