一种智能变电站遥控全过程校验系统及方法与流程

本发明涉及通讯领域，尤其涉及一种智能变电站遥控操作的校验系统及方法。

背景技术：

随着电网规模的扩大和无人值班变电站的建设推广，对远方操作的安全性与可靠性都提出了更高的要求，变电站无人值守全面实施，远方遥控操作已成为调度运行控制电网的必要手段，但目前变电站自动化系统遥控拒动、误动频发，危及电网安全稳定运行，如何进一步提高远方遥控操作的安全可靠性，是目前迫切需要解决的问题。

现有技术远方操作模式在通信协议及安全校核方面存在以下不足：1.原有通信协议仅采用通信点号来描述操作对象，易存在操作对象描述不准确的问题；2.在变电站调试投运、改造升级乃至实际运行中时缺乏安全校核方法，存在人为因素导致在配置主站信息点表时出现了失误，造成遥控误动的风险；3.存在因子站配置信息变更且未与主站同步，造成遥控误动的风险。

国内遥控防误闭锁技术大约在2005年出现，它解决了站间闭锁的问题，但是由于未形成统一的通讯规约，接入情况不尽理想，现场运行问题较多。至今防误闭锁装置的发展先后出现了机械闭锁、机械程序闭锁、电气闭锁、微机五防、一体化五防、在线式五防等技术，并逐渐衍变出了集控防误闭锁技术。

国内研究机构和厂家对一体化智能防误系统的研究主要专注于硬件角度如各种电压等级的电动操作的断路器和隔离开关对所有遥控操作强制性硬闭锁，不具备在通信层面的防误闭锁和遥控监视功能。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种智能变电站遥控操作的校验系统及方法，该方法可以提升遥控操作在通信报文交互层面的可靠性，在数据共享层面提升运维系统对装置遥控操作的监视管理能力，避免出现遥控误动。

本发明提供一种智能变电站遥控操作的校验方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一、统一模型实例化信息：

首先，完成远动装置中接入和转出的控点关系(远动点表配置)表示方法，具体步骤如下：

完成四统一规范：统一装置外观和接口、统一装置界面、统一监控画面图形、统一主站子站通信服务。

完成四规范网关机的规范：规范装置参数配置、规范系统应用功能、规范软件版本管理、规范产品质量控制。

iec61850通信：是一整套标准，对变电站自动化系统中的数据对象统一建模，采用面向对象技术和独立于网络结构的抽象通信服务接口(acsi)，并支持tcp/ip协议，是一个开放的变电站自动化系统通信协议。

104信息体：一种基于网络层面通讯规约，用于变电站与控制中心之间交换信息，不同控制中心之间交换信息，也可用于集控站与控制中心之间交换信息。

远动点表导出后使用统一的rcd文件格式，文件格式中包含了iec61850通信用的reference以及104信息体地址，以及供维护人员可读的描述信息。文件格式已包含了远动机接入和转出的控点关系，同时，采用文件符合我国电网标准，各个网关机厂家都已支持。而且，对后续远动点表的远端维护也提供了数据源。

对于控制中心与变电站直接的信息转发表制定了远动配置描述文件(remoteconfigurationdescription，简称rcd)。该方案有效的定义了iec104的信息体地址与iec61850的reference直接的映射格式。该定义完整包括了iec104通信用的信息体地址，iec61850间隔层通信用的mms报文路径，以及人机界面交互用的中文描述，有机的体现了操作员，站间传输，站内通信三个层面信息的一致性，如果我们在通信过程中能实时校验信息体地址、mms路径、中文描述之间的关系，即可保证数据传输的一致性，防止遥控点表映射出现错误。

进一步的，上传远动点表配置：

远动最普遍的规约就是iec104规约，如果使用rcd文件来表示远动装置中接入和转出的控点关系，就需要通过iec104规约上送文件，推荐采用标准104规约定义的文件上传方式，不对104规约进行扩展，使本方案的适应能力更强，较少每个厂家对报文解析的分歧。为方便使用，可以将本文件固定一个地址进行传输，减少召唤目录结构的过程。

进一步的，远动点表配置上传时间：

出于嵌入式软件的特点，iec104规约正常连接后，点表信息就已经固定不变，因此在每次104规约的链路层连接上(而非tcp底层通信连接上)，主站先行召唤远动点表配置，再与之前上传的配置进行对比，出现异常时可以发出配置不一致报警信号给调度人员，或将差异显示出来。

进一步的，确定远动点表配置的是否正确

投运时，将对点结束后验证无误的远动点表配置(rcd文件)作为初始的远动点表配置，供运行后使用。如果后续扩建添加了控点，再次去更新rcd文件，并与之前的作对比，如果旧的控点关机没有变化，新增的控点也进行了准确无误的对点，则将本次的rcd文件作为正常运行的初始配置。

步骤二、改进遥控校验通信流程

改进遥控校验通信流程(如附图1)：通过在标准遥控过程之前，增加一个遥控检验过程，可在兼容原有系统的基础上实现遥控可靠性的提升。对于iec61850标准，这个校验过程可以通过在监控/网关机与装置之间增加一个读服务过程的方式实现。

步骤三、对104规约召唤点表进行配置

通过在标准遥控过程之前，增加一个遥控检验过程，可在兼容原有系统的基础上实现遥控可靠性的提升。对于iec61850标准，这个校验过程可以通过在监控/网关机与装置之间增加一个读服务过程的方式实现。

主站直接召唤实现文件召唤(如图2)，在iec104规约初始化过程中增加读配置过程，在第一次总召唤之后进行召唤rcd文件的召唤过程，召唤成功后，远动装置才接收调度的遥控命令，否则不允许遥控，收到遥控下行命令后返回否定确认，并加入失败原因为未知的信息体地址。调度主站根据red文件进行校验和响应的告警处理。

具体的流程如图3：startdt进行第一次总召唤，之后允许突发上送数据，召唤rcd文件，判断是否rcd召唤成功，如果成功，允许遥控；如果不成功，不接受遥控调度主站进行告警。

步骤四、遥控失败原因快速定位

可在后台展示遥控失败原因，包括装置返回的失败原因码及监控本身导致的失败原因。

如果是装置侧导致的遥控失败，装置可以通过这个原因码告知遥控发起方失败的原因。监控/操作员站导致的失败原因或者是装置无回应引起的遥控失败，包括配置错误，权限错误，装置离线等原因也可以在监控/操作员站清晰展示。

步骤五、装置遥控操作的全过程记录

利用iec618502.0的跟踪服务，能够追溯站内每台设备接收过的遥控命令，控令的来源，控制结果及遥控失败原因。

跟踪服务的基础cdc类是cst,其包含的信息：包括服务操作的对象(如开关reference)，服务类型(如预选、执行)，服务结果(失败时失败原因码errorcode)，服务发起者(如发起者的ip地址)，服务发起时间。

控制跟踪服务的cdc是cts,cts除了包含上面的cst类的信息外，还能反映更多的控制操作信息如：包括收到的控制命令中的控制目标值、控制发起者、控制发起时间、控制命令的检修标志参数、控制命令的互锁参数、控制的失败原因。

每次遥控选择和遥控执行的报文中，增加主站和子站的校验信息，每次遥控中进行校验，如果远动装置和调度主站的主站和子站校验信息都匹配，进行遥控，如果不匹配，则返回特殊的遥控失败原因码，以便通知工程人员，配置错误；该方法能实现主、厂站校验信息的一致。

该遥控校验方法，同时加入定时召唤核对，按照数据总召唤的方式，链路连通并且主站进行完数据召唤后，调度主站召唤远动装置中的遥控配置表，将远动中的主站和子站校验信息与调度主站的主站和子站校验信息进行核对，发现工程人员配置错误问题。

同时对远动104规约遥控进行校验，其特征在于，扩展104规约下行报文，实现点号及扩展双校验信息字符串，只有双重校验都满足条件，才能遥控操作。

采用这些标准的信息模型，装置可以记录下来所有来源的每一次被控制的信息。并且采用标准的报告和日志服务，这些信息可以传送到本地监控，可以实现对装置控制操作的全过程监视。

本发明提供的一种智能变电站遥控全过程校验系统(如图4所示)，该系统采用上述方法完成智能变电站遥控全过程校验，具体在通信报文交互层面的校验模块，包括主站侧scada、前置采集等与远方操作相关的应用部署在智能电网调控控制系统基础平台上面，通过优化前置采集通信模块来增加主站侧校验逻辑，变电站校验逻辑部署在变电站远动主机上。所有远方操作经过双校验，104规约依托数据采集通道来进行交互及配置表召唤。

有益效果：提供一种智能变电站遥控操作的校验系统及方法，该方法可以提升遥控操作在通信报文交互层面的可靠性，在数据共享层面提升运维系统对装置遥控操作的监视管理能力，避免出现遥控误动。远方双校验模块自投运以来，有力保障了大运行体系的推进工作，为在变电站无人值守模式下，电网事故下恢复供电的快速性、安全性和可靠性提供了有效支撑。有效约束了人为出错的可能性。从实际投运的效果来看，校验模式的应用很大程度上减轻了监控及自动化等相关处室的远方操作安全压力。

附图说明

图1为一种改进后的遥控校验通信流程图；

图2为主站直接召唤实现文件召唤流程图；

图3为文件召唤流程图；

图4为实施例系统配置图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种智能变电站遥控操作的校验系统及方法，避免出现遥控误动。该方法包括以下步骤：

1、统一模型实例化信息：

完成四统一规范：统一装置外观和接口、统一装置界面、统一监控画面图形、统一主站子站通信服务。

完成四规范网关机的规范：规范装置参数配置、规范系统应用功能、规范软件版本管理、规范产品质量控制。

远动点表导出后使用统一的rcd文件格式，文件格式中包含了iec61850通信用的reference以及104信息体地址，以及供维护人员可读的描述信息。文件格式已包含了远动机接入和转出的控点关系，同时，采用文件符合我国电网标准，各个网关机厂家都已支持。而且，对后续远动点表的远端维护也提供了数据源。

装置运行时所用的cid文件是经过实例化配置后的模型文件。实例化包括对像名称的实例化。装置模型icd文件中包含可控对象的描述，控制对象的名称一般是默认名称比如“开关1控制”，“开关2控制”。监控后台为了使操作员对控制对象直观的认识，通常在操作界面上的看到的名字是工程实例化以后的名字比如“xx线路高压开关xxx”，这个名字一般配置在监控的数据库中。按照标准配置流程，装置的icd文件需要经过工程实例化配置后再生成相应的cid文件回放到装置中。工程实例化配置应包括对控制对象名称的配置，也就是cid文件中控制对象的名字应该与本地监控后台数据库中控制对象的名字一致。但目前变电站中，两者通常是不统一的。监控后台并不能把配置后的信息反馈到scd和cid中。因此装置运行时所用的cid模型中的控制对象的名字仍然是icd文件中默认名字“开关1控制”，“开关2控制”。因iec61850遥控服务中下发的遥控令中用控制对象的reference指定，并不是开关名称，如果能够实现监控系统的控制对象实例化名称与装置cid中控点的实例化名称一致，操作员在控制前就可以通过从装置在线读取该控制对象reference对应的控点的名字并进行校对，就可以避免控错对象问题的发生。

对于控制中心与变电站直接的信息转发表制定了远动配置描述文件(remoteconfigurationdescription，简称rcd)。该方案有效的定义了iec104的信息体地址与iec61850的reference直接的映射格式。

其中遥控的定义如下：

该定义完整包括了iec104通信用的信息体地址，iec61850间隔层通信用的mms报文路径，以及人机界面交互用的中文描述，有机的体现了操作员，站间传输，站内通信三个层面信息的一致性，如果我们在通信过程中能实时校验信息体地址、mms路径、中文描述之间的关系，即可保证数据传输的一致性，防止遥控点表映射出现错误。

2、改进遥控校验通信流程

如附图1，通过在标准遥控过程之前，增加一个遥控检验过程，可在兼容原有系统的基础上实现遥控可靠性的提升。对于iec61850标准，这个校验过程可以通过在监控/网关机与装置之间增加一个读服务过程的方式实现。

3、对104规约召唤点表进行配置

通过在标准遥控过程之前，增加一个遥控检验过程，可在兼容原有系统的基础上实现遥控可靠性的提升。对于iec61850标准，这个校验过程可以通过在监控/网关机与装置之间增加一个读服务过程的方式实现。

主站直接召唤实现文件召唤如图2，在iec104规约初始化过程中增加读配置过程，在第一次总召唤之后进行召唤rcd文件的召唤过程，召唤成功后，远动装置才接收调度的遥控命令，否则不允许遥控，收到遥控下行命令后返回否定确认，并加入失败原因为未知的信息体地址。调度主站根据red文件进行校验和响应的告警处理。

具体的流程如图3：首先startdt给出指令进入第一次总召唤，之后允许突发上送数据，给入召唤rcd文件，判断rcd是否成功，如果成功允许遥控，如果不成功，则不接受遥控，调度主站进行告警。

4、遥控失败原因快速定位

在后台展示遥控失败原因，包括装置返回的失败原因码及监控本身导致的失败原因。

如果是装置侧导致的遥控失败，装置可以通过这个原因码告知遥控发起方失败的原因。监控/操作员站导致的失败原因或者是装置无回应引起的遥控失败，包括配置错误，权限错误，装置离线等原因也可以在监控/操作员站清晰展示。

5、装置遥控操作的全过程记录

利用iec618502.0的跟踪服务，能够追溯站内每台设备接收过的遥控命令，控令的来源，控制结果及遥控失败原因。

跟踪服务的基础cdc类是cst,其包含的信息：包括服务操作的对象(如开关reference)，服务类型(如预选、执行)，服务结果(失败时失败原因码errorcode)，服务发起者(如发起者的ip地址)，服务发起时间。

控制跟踪服务的cdc是cts,cts除了包含上面的cst类的信息外，还能反映更多的控制操作信息如：包括收到的控制命令中的控制目标值、控制发起者、控制发起时间、控制命令的检修标志参数、控制命令的互锁参数、控制的失败原因。

本发明实施例提供的一种智能变电站遥控全过程校验系统(如图4所示)，该系统采用以上方法实现智能变电站全过程校验。在通信报文交互层面的校验模块，主站侧scada、前置采集等与远方操作相关的应用部署在智能电网调控控制系统基础平台上面，通过优化前置采集通信模块来增加主站侧校验逻辑，变电站校验逻辑部署在变电站远动主机上。所有远方操作必须经过双校验，104规约依托数据采集通道来进行交互及配置表召唤。

系统配置，如图4所示

采用这些标准的信息模型，装置可以记录下来所有来源的每一次被控制的信息。并且采用标准的报告和日志服务，这些信息可以传送到本地监控，可以实现对装置控制操作的全过程监视。