一种电力控制站通信和分析系统的制作方法

本发明涉及电力系统领域，具体涉及一种电力控制站通信和分析系统。

背景技术：

电力系统是一个由控制站、被控站、发电机组、变压器、输配电线路和用电设备等很多单元组成的，并具有高度自动化水平的复杂大系统。

电力系统的任务是不间断地向用户提供质量合格的电能，为保持电力系统的安全稳定运行，控制站与被控站的通信稳定性和电网的校核分析等事项具有重要意义。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，本发明一种电力控制站通信和分析系统，包括：通信召唤模块、分析校核模块、数据应用模块和事件管理模块；其中。

所述通信召唤模块，用于。

站召唤初始化，当控制站和被控站通信工作的时候，一旦控制站确定其链路和被控站断开，经过规定的不成功的重传次数后，控制站在规定的超时时间间隔后，传送重复的“请求链路状态”和被控站建立链路连接；一旦被控站的链路可用时，被控站以“链路状态”回答；控制站发送“复位远方链路”，被控站以“认可确认”回答控制站的复位命令；然后控制站以重复的“请求链路状态”向被控站召唤，当被控站以“链路状态”回答并指明有一级用户数据，控制站就向被控站“请求一级用户数据”。

时钟同步，初始化结束后时钟同步一次，控制站与被控站的正常通信过程中固定时间间隔时钟同步一次，初始化结束后时钟同步过程分为采集延时、装载延时和时钟时间同步三个过程，控制站发送收集传输延时的第一数据单元，所述第一数据单元包含发送数据单元的第1位的瞬间的时钟时间，即第一瞬间时钟时间，被控站用接受的时间来同步其内部时钟，被控站的时间就和瞬间时钟时间同步，被控站返送一个第二数据单元，所述第二数据单元包含的时间为发送此帧的第1位瞬间的被控站的时钟时间，即第二瞬间时钟时间；控制站在接受了被控站响应的第二数据单元后，根据系统反应时间和第二瞬间时钟时间的差值计算往返传输延时，从而计算单向传输延时。

数据采集，对于控制站发送的二级数据召唤，当被控站检测到有遥信变位时，直接用第一类型标识回答控制站的二级数据召唤，得到控制站确认后再用第二类型标识将事件顺序记录soe上送给控制站；所述第一类型标识为不带时标的遥信变位报告作为遥信变位记录cos，所述第二类型标识为带时标的遥信信息作为soe记录和告警；如被控制站不能既上送cos又上送soe，则被控制站以一级用户数据上送带时标遥信；所述带时标遥信采用带长时标报文。

所述分析校核模块，用于。

(1)通过电量管理系统、电网检修工作票系统获取实时和未来方式的电网运行数据，将实时的稳定水平计算、短路电流计算结果与离线电网稳定限额、继电保护定值进行校核，分析灵敏度，给出误差告警。

(2)在线校核安全自动装置策略的适应性，校核各类安全自动装置策略动作逻辑的适应性。在线评估稳控措施，对发生故障后电网热稳定和暂态稳定水平的作用。实时监视稳控装置运行定值、功能压板投退和装置异常信息。

(3)通过低频低压减载装置实时监视与采集低频减载装置实时数据，自动统计装置的不合格投入率，计算所需增减的负荷切除容量，以满足系统事故情况下频率、电压的安全稳定要求。通过对现场装置的信息采集和稳定控制策略的编制，显示装置分布情况及运行状态、展示现场装置的概貌及压板标识、布置和运行管理规定，演示装置的动作逻辑。

所述数据应用模块，用于。

(1)通过树型电网结构应用的组织方式。按照组织架构或电网物理结构组织定义电量信息树，也可以按业务功能来定义。其中，电量信息树上每个节点是一考核单位，能够定义单位的信息、属性，并可挂包括应用报表、电量统计、计划值、费率定义的电能数据处理工具，以实现数据处理功能。同时节点能够拷贝，生成的节点可以继承原节点的属性。下级节点可以继承上级的属性，并可以添加、修改属性。上级节点可以调用下级节点的属性。

(2)定义电网、电力设备对象功能。定义任一种电网、电力设备对象，包括线路、变压器、和电能表等，并定义这些对象所具有的属性及动作。对于电能表，定义该电能表的主备表属性、运算系数、表计用途属性，并能够根据应用情况修改和增加电能表的属性以实现分析校核。

(3)统计分析面向电网对象的应用，按照面向电网对象的实际应用模型来定义统计算法。在计算线损时根据电网的情况设置电网中表计的属性，获取电网中参与统计运算的表计，利用其供电量之和减去售电量之和计算线损，同时还可以生成统计值的计算公式，当网络中增删电能表时，自动找出参与统计的电能表。以使系统中的所有统计数据和应用报表自动适应电网结构的变化、机组的增删和计量点的变化。

(4)支持用户自定义应用结构和分析模型，当用户觉得系统的初始功能不能满足需求时，能够通过自定义新的应用数据、设计新的分析模型、调整客户树结构，来实现新的需求。

所述事件管理模块，用于。

(1)配置可视化绘图平台，平台中元件之间可自动连接，引线任意转折、延伸。所有系统参数、各种电气量、计算结果的可视化显示，包括：主援线图；正、负、零序网；与故障点有关的序网；序网阻抗；分支系数；电厂等值综合阻抗；设备名称；任意节点支路母线电压、电流等工频电气量标幺值，有名值，一次、二次值向量图；保护配置及定值等。

配置图形存储，可将电力系统接线图以数据格式或位图格式另存。实现设备参数图显示査询打印，根据需要在主接线图或阻抗图上显示线路、主变压器、母线及发电机的参数。线路显示线路的长度、线路阻抗，包括正序及零序；主变压器显示主变压器容量以及各侧电压；发电机显示出口电压及有功功率。生成保护配置图，在图形上显示线路、主变压器及母线的保护配置情况。

(2)系统管理。包括运行方式管理；厂站管理；设备、装置管理；图形管理；最值数据管理；定值单管理；管理运行参数、运行信息及操作事件，包括参数修改事件管理、换表事件管理、数据修改事件管理、重处理事件管理、数据越限事件管理、手工替代事件管理、数据库空间事件管理、计算机投退事件管理、计算机资源事件管理。

(3)进行网络管理、权限管理、事件日志査看和数据库管理，支持多种告警管理査询方式；事件日志査看包括主站系统日志、参数修改日志、采集服务日志、计算服务日志、采集系统事项、计量点数据检査日志、考核对象数据检査日志和计量业务事项。操作权限管理包含防止非法设置参数及修改原始数据和统计模型。采用授权人和操作人分离的数据修改机制，只能修改原始采集数据的副本数据，并把修改过程存入数据库中，同时置数据修改标志。

(4)监视主站设备运行工况，通道的运行工况、异常事件、主站应用进程运行状况、数据库运行状况，包括数据库主要参数是否接近最大值、网络运行状况。支持采用分流/冗余的双网机制。可监视所有节点、模块和进程状态，发现异常自动重启相关节点、模块和进程，并进行系统各进程的防冲突调度。系统信息可定义触发动作，当预设系统信息发生时，自动触发对应功能；针对数据采集，将进程自身在运行中发生的各种异常事件记录在运行日志文件中，以便用户分析系统的运行状况。设备出现异常事件时发出告警信号，包括屏幕画面提示、颜色、符号多种形式的告警信号，并在线记录打印输出。同时对数据分段，将数据分成不同段，用户只能访问自己授权范围内数据段的数据。

本发明的一种电力控制站通信和分析系统，实现了电力控制站与被控站之间的通信连接过程，并对电网实现了自动的分析校核和事件管理，使得电力控制站的配置管理更为高效合理。

附图说明

图1为本发明一种电力控制站通信和分析系统的结构图。

具体实施方式

如图1所示，本发明一种电力控制站通信和分析系统，包括：通信召唤模块、分析校核模块、数据应用模块和事件管理模块；其中。

所述通信召唤模块，用于。

站召唤初始化，当控制站和被控站通信工作的时候，一旦控制站确定其链路和被控站断开，经过规定的不成功的重传次数后，控制站在规定的超时时间间隔后，传送重复的“请求链路状态”和被控站建立链路连接；一旦被控站的链路可用时，被控站以“链路状态”回答；控制站发送“复位远方链路”，被控站以“认可确认”回答控制站的复位命令；然后控制站以重复的“请求链路状态”向被控站召唤，当被控站以“链路状态”回答并指明有一级用户数据，控制站就向被控站“请求一级用户数据”。

通信双方先前的链路中断又重新建立链接后进行第一次站召唤，或者被控站进行当地初始化，以使被控站向控制站复制实时数据库，对于作为定时站召唤任务回答可以被高优先级数据中断，如果不区分是初始化站召唤还是定时站召唤就按照数据优先级顺序回答。

在链路完好的情况控制站进行定时站召唤，以更新没有越死区的测量量和没有变位的遥信量，上述定时站召唤在回答站召唤镜像报文之前不被中断。

被控站收到站召唤命令后，将站数据作为低级别数据回答；上述低级别数据回答可以被其他重要数据或过程打断，如果被控站在回答站召唤的过程中有遥信变位发生，则中止站召唤回答而上报遥信变化后再接着回答站召唤，所述回答的内容是实时库中最新的数据。

时钟同步，初始化结束后时钟同步一次，控制站与被控站的正常通信过程中固定时间间隔时钟同步一次，初始化结束后时钟同步过程分为采集延时、装载延时和时钟时间同步三个过程，控制站发送收集传输延时的第一数据单元，所述第一数据单元包含发送数据单元的第1位的瞬间的时钟时间，即第一瞬间时钟时间，被控站用接受的时间来同步其内部时钟，被控站的时间就和瞬间时钟时间同步，被控站返送一个第二数据单元，所述第二数据单元包含的时间为发送此帧的第1位瞬间的被控站的时钟时间，即第二瞬间时钟时间；控制站在接受了被控站响应的第二数据单元后，根据系统反应时间和第二瞬间时钟时间的差值计算往返传输延时，从而计算单向传输延时。

其中，延时获得命令由控制站发出并且通过对被控站回答报文中的时间分析，得到每个被控站的命令延时情况，将控制站发出延时获得命令的时间计为第一时间,将控制站接收到被控站确认报文时间计为第二时间，被控站报文处理响应时间计为第三时间，则双倍通道延时时间为第一时间减去第二和第二时间。

控制站的校时命令直接下发，由被控站将接收到的时间再加上传输延时时间和控制站的反应时间相加后作为被控站端的标准时间进行校正；同时，控制站向电能量计量数据终端设备发送系统时间同步帧，电能量计量数据终端设备接收了此帧以后，就将此帧中的时间加上通道的固定延时时间写入电能量计量数据终端设备的时钟，并向控制站发送校正过的时钟响应帧的镜像，向控制站作肯定/否定确认。

数据采集，对于控制站发送的二级数据召唤，当被控站检测到有遥信变位时，直接用第一类型标识回答控制站的二级数据召唤，得到控制站确认后再用第二类型标识将事件顺序记录soe上送给控制站；所述第一类型标识为不带时标的遥信变位报告作为遥信变位记录cos，所述第二类型标识为带时标的遥信信息作为soe记录和告警；如被控制站不能既上送cos又上送soe，则被控制站以一级用户数据上送带时标遥信；所述带时标遥信采用带长时标报文。

控制站向电能量数据终端设备发送读命令，向终端设备请求二级用户数据，数据终端设备给予链路确认，如果终端设备有被召唤数据，则用二级数据应答,此时控制站召唤二级用户数据，数据终端设备给予二级数据回答；如果终端设备没有所召唤的二级数据但是有一级用户数据，可以用一级用户数据回答；如里终端设备没有所召唤的二级数据，也没有一级用户数据，可以用固定帧长报文来否定认可回答或者直接回答单字节错误，如果终端设备既有二级又有一级用户数据，终端设备在回答二级用户数据的同时，将回答链路状态acd设为1，当控制站检测到acd=1时，则召唤一级用户数据，其中，数据采集不成功的种类包括：错误的报文类型、错误的传送原因、错误的服务单元公共地址和错误的信息体地址。

所述一级用户数据包括初始化结束、总召唤回答、遥信变位、控制命令引起的返校内容、校时回答、站召唤回答、soe、遥测变化；所述二级用户数据包括循环传送、背景扫描和文件传输。

所述分析校核模块，用于。

(1)通过电量管理系统、电网检修工作票系统获取实时和未来方式的电网运行数据，将实时的稳定水平计算、短路电流计算结果与离线电网稳定限额、继电保护定值进行校核，分析灵敏度，给出误差告警。

(2)在线校核安全自动装置策略的适应性，校核各类安全自动装置策略动作逻辑的适应性。在线评估稳控措施，对发生故障后电网热稳定和暂态稳定水平的作用。实时监视稳控装置运行定值、功能压板投退和装置异常信息。

(3)通过低频低压减载装置实时监视与采集低频减载装置实时数据，自动统计装置的不合格投入率，计算所需增减的负荷切除容量，以满足系统事故情况下频率、电压的安全稳定要求。通过对现场装置的信息采集和稳定控制策略的编制，显示装置分布情况及运行状态、展示现场装置的概貌及压板标识、布置和运行管理规定，演示装置的动作逻辑。

所述数据应用模块，用于。

(1)通过树型电网结构应用的组织方式。按照组织架构或电网物理结构组织定义电量信息树，也可以按业务功能来定义。其中，电量信息树上每个节点是一考核单位，能够定义单位的信息、属性，并可挂包括应用报表、电量统计、计划值、费率定义的电能数据处理工具，以实现数据处理功能。同时节点能够拷贝，生成的节点可以继承原节点的属性。下级节点可以继承上级的属性，并可以添加、修改属性。上级节点可以调用下级节点的属性。

(2)定义电网、电力设备对象功能。定义任一种电网、电力设备对象，包括线路、变压器、和电能表等，并定义这些对象所具有的属性及动作。对于电能表，定义该电能表的主备表属性、运算系数、表计用途属性，并能够根据应用情况修改和增加电能表的属性以实现分析校核。

(3)统计分析面向电网对象的应用，按照面向电网对象的实际应用模型来定义统计算法。在计算线损时根据电网的情况设置电网中表计的属性，获取电网中参与统计运算的表计，利用其供电量之和减去售电量之和计算线损，同时还可以生成统计值的计算公式，当网络中增删电能表时，自动找出参与统计的电能表。以使系统中的所有统计数据和应用报表自动适应电网结构的变化、机组的增删和计量点的变化。

(4)支持用户自定义应用结构和分析模型，当用户觉得系统的初始功能不能满足需求时，能够通过自定义新的应用数据、设计新的分析模型、调整客户树结构，来实现新的需求。

所述事件管理模块，用于。

(1)配置可视化绘图平台，平台中元件之间可自动连接，引线任意转折、延伸。所有系统参数、各种电气量、计算结果的可视化显示，包括：主援线图；正、负、零序网；与故障点有关的序网；序网阻抗；分支系数；电厂等值综合阻抗；设备名称；任意节点支路母线电压、电流等工频电气量标幺值，有名值，一次、二次值向量图；保护配置及定值等。

配置图形存储，可将电力系统接线图以数据格式或位图格式另存。实现设备参数图显示査询打印，根据需要在主接线图或阻抗图上显示线路、主变压器、母线及发电机的参数。线路显示线路的长度、线路阻抗，包括正序及零序；主变压器显示主变压器容量以及各侧电压；发电机显示出口电压及有功功率。生成保护配置图，在图形上显示线路、主变压器及母线的保护配置情况。

(2)系统管理。包括运行方式管理；厂站管理；设备、装置管理；图形管理；最值数据管理；定值单管理；管理运行参数、运行信息及操作事件，包括参数修改事件管理、换表事件管理、数据修改事件管理、重处理事件管理、数据越限事件管理、手工替代事件管理、数据库空间事件管理、计算机投退事件管理、计算机资源事件管理。

(3)进行网络管理、权限管理、事件日志査看和数据库管理，支持多种告警管理査询方式；事件日志査看包括主站系统日志、参数修改日志、采集服务日志、计算服务日志、采集系统事项、计量点数据检査日志、考核对象数据检査日志和计量业务事项。操作权限管理包含防止非法设置参数及修改原始数据和统计模型。采用授权人和操作人分离的数据修改机制，只能修改原始采集数据的副本数据，并把修改过程存入数据库中，同时置数据修改标志。

(4)监视主站设备运行工况(cpu负载、硬盘空间等)，通道的运行工况、异常事件、主站应用进程运行状况、数据库运行状况，包括数据库主要参数是否接近最大值、网络运行状况。支持采用分流/冗余的双网机制。可监视所有节点、模块和进程状态，发现异常自动重启相关节点、模块和进程，并进行系统各进程的防冲突调度。系统信息可定义触发动作，当预设系统信息发生时，自动触发对应功能；针对数据采集，将进程自身在运行中发生的各种异常事件记录在运行日志文件中，以便用户分析系统的运行状况。设备出现异常事件时发出告警信号，包括屏幕画面提示、颜色、符号多种形式的告警信号，并在线记录打印输出。同时对数据分段，将数据分成不同段，用户只能访问自己授权范围内数据段的数据。

其中，上述通信召唤模块、分析校核模块、数据应用模块和事件管理模块通过对应的进程和线程实现模块功能，各模块之间通过逻辑连接或电连接，各模块具体功能可由物理处理器执行存储器中存储的程序代码实现。

本发明的一种电力控制站通信和分析系统，实现了电力控制站与被控站之间的通信连接过程，并对电网实现了自动的分析校核和事件管理，使得电力控制站的配置管理更为高效合理。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。