安全稳定控制系统检测工作管理办法

随着电力系统的发展，作为保障电网安全稳定运行第二道防线的安全稳定控制系统及装置得到了大量的应用[1]，使得稳控装置的维护和管理工作十分复杂。为了实现对稳控装置的集中监视和管理，在各个调度中心相继建设了稳控管理系统，一定程度上缓解了稳控装置的运行管理问题[2-3]。近几年随着智能变电站和智能调度[4]的快速发展，现有稳控管理系统存在多方面的不足：(1)智能调度系统要求将原来分散的各个业务系统集成在同一应用支撑平台之上，实现信息的充分整合和共享。大部分稳控管理系统是单独建设、独立运行的，缺少统一的应用支撑平台，不能有效地集成在智能调度系统上；(2)基于IEC61850标准的智能变电站，实现了变电站信息的统一建模和无缝集成。稳控装置的硬件和软件经过升级改造后，已经全面支持IEC61850标准[5]。IEC61850标准相比传统稳控通信规约在信息自描述性、互 *** 作性等方面具有明显的优势，但大部分稳控管理系统不支持按IEC61850标准接入稳控装置；(3)传统稳控管理系统功能设计简单，一般不具备远方控制功能，缺少可视化的展示手段，没有综合利用所采集信息加强运维管理、风险预警和事故分析等。针对以上问题，在借鉴已有稳控管理系统研制经验的基础上，基于统一的支撑平台，研制了新一代稳控管理系统。该系统支持一体化运行和独立运行，支持IEC61850标准，实现了对稳控装置的统一接入和分布式采集，具有远方控制、可视化监视、运维管理、策略预警和智能告警等功能，为稳控系统的运行管理和事故处理提供技术支撑。
1稳控管理系统的硬件结构
稳控管理系统的硬件结构如图1所示，由位于厂站端的稳控装置、通信网络和位于调度中心的服务器、工作站等组成。稳控厂站根据其不同的功能，分为控制站、执行站。各站稳控装置通常采用双重化配置，A/B两台稳控装置经由站内交换机直接接入调度数据网，或者经过交换机和接口转换器接入SDH2M专用光纤通道，与调度中心进行通信。前置服务器负责实时采集稳控装置的各类运行信息，下发对稳控装置的各类控制命令，数据服务器负责对各类稳控信息进行分析、处理和存储，工作站提供友好的人机界面，可视化展示稳控系统的运行状态，实现对稳控系统的监视、控制和管理功能。WEB服务器通过隔离装置与数据服务器相连，负责稳控信息的发布。根据稳控系统的规模和重要程度，前置和数据服务器可采用单机配置、双机配置或多机配置。
2稳控管理系统的软件架构
采用分层模块化的设计原则，稳控管理系统的软件架构如图2所示。从下至上，分为软硬件支撑平台、统一应用支撑平台、稳控应用组成，层与层之间有明确的关系，下层为上层提供服务。软硬件支撑平台采用通用中间件技术屏蔽 *** 作系统和硬件的差异，使得系统能够运行在多种 *** 作系统和硬件平台上，系统可采用异构平台搭建。统一应用支撑平台层总结不同应用的需求，为上层应用提供网络通信、实时数据库、图形、消息服务总线、系统管理等方面的服务。稳控应用只需专注于自身的业务逻辑，无需关系底层的实现细节，提高了开发效率和可重用性。稳控应用按功能划分模块，基础功能模块包括前置通信、模型管理、告警及事件记录、定值管理、运行监视、远方控制等。高级功能模块包括可切量不足在线预警、数据智能校核、动作智能分析等。
3一体化设计
本系统是基于统一应用支撑平台设计的，可方便地将稳控管理系统作为一个应用整合到智能调度支持系统中，实现一体化调度。在应用整合过程中，实现EMS/稳控管理系统的一体化建模和一体化数据展示是两个关键的技术。
31数据库模式定义IEC61970CIM规范提供了统一的标准来描述电力系统的主要对象，定义了电网的一次设备及其拓扑关系[6]。遵循该标准的EMS系统，以CIM模型为基础，采用面向对象的建模方法，定义实时数据库结构，建立了电网一次设备模型。但是CIM模型中并没有定义稳控装置的信息模型，EMS系统的实时数据库中也没有建立稳控装置的对象。根据稳控装置的特点和稳控管理系统的应用需要，同时考虑到对IEC61850标准的支持，对EMS实时数据库模式进行了扩展[7]，如图3所示。稳控装置模型包括测点模型和IEC61850模型两个部分。测点模型部分描绘了稳控装置的各种电气量、开入量、定值、动作、告警等信息，每个厂站包含多台稳控装置，每台稳控装置包括多个电气量、多个开入量、多个稳控定值、多个动作信息、多个告警信号，并建立稳控装置电气量、开入量与一次设备模型中模拟量、状态量的关联。IEC61850模型部分描述了逻辑装置、逻辑节点、数据集、报告控制块、定值控制块等内容，采用IEC61850模型层次结构，可满足稳控管理系统IEC61850通信的需要[8-9]。
32一体化建模为了确保系统的稳定性，在一体化系统中，EMS和稳控管理应用拥有各自的实时数据库实体，一体化建模如图4所示。利用EMS的图模一体化维护工具，绘制厂站一次接线图，然后分别填入EMS和稳控管理的实时数据库，生成电网一次设备模型，确保了EMS和稳控管理应用模型的一致性。利用稳控管理应用的模型维护工具，生成稳控装置模型。对于非IEC61850接入的稳控装置，稳控模型维护工具通过103规约的通用分类服务方法，从装置召唤信息生成稳控配置文本，再导入到数据库中；对于IEC61850标准接入的稳控装置，直接导入稳控装置的ICD文件，生成稳控模型[10-11]。
33一体化数据展示在一体化系统中，EMS和稳控管理应用共享一次接线图。画面在线运行工具通过应用切换，从不同的实时数据库实体中获取数据，可在一次接线图上分别显示EMS采集的远动数据和稳控装置采集的数据。同时，还可将两者采集的数据通过表格进行对比显示，通过实时对比，如发现电气量偏差在一定时间内超过某个门槛值或者元件投停状态不一致，则在表格中进行闪烁告警。
4功能设计
41稳控装置统一接入功能目前国内稳控装置种类较多，常规站的稳控装置没有统一的通信标准，通常采用各个稳控厂家的私有通信规约，需要稳控管理系统去兼容不同的通信规约。智能站稳控装置可统一采用IEC61850标准进行通信。所以实现对不同厂家不同规约的稳控装置的统一接入是稳控管理系统必须要具备的功能。为此，稳控管理系统采用组件化的规约插件技术，如图5所示。每个通信规约都封装成一个独立的组件，根据稳控信息和通信规约的特点，抽象出各种通信规约的共性，封装成对外公共接口函数，供前置规约插件管理程序统一调用。前置规约插件管理程序负责动态注册和管理规约插件，负责规约插件的装载、运行和结束，确保规约插件与稳控装置正常通信和采集数据。不同规约上送的数据类型各不相同，为了方便前置与后台应用之间的数据交互，方便后台应用对不同数据的处理，针对为不同的规约类型配置不同的模型插件，例如103模型插件，IEC61850模型插件，模型插件实现该模型数据类型的处理。前置调用不同的模型插件接口将采集数据分发给不同的后台应用，后台应用调用不同的模型插件接口接收并处理数据。稳控管理系统的通信模式是直接与稳控装置建立连接，一台稳控装置就要建立一个前置采集通道，由于稳控装置的数量众多，通常省级电网的稳控装置数量会达到几百台，所以前置采集通道的数量非常大。为此，稳控管理系统采用分布式采集技术，采集通道均匀分布在多个前置节点上，采集任务负载均衡。当一个前置节点发生故障时，采集通道按照负载均衡的原则均衡分配到其余各节点上。随着稳控系统规模的扩大，可增加前置采集节点，接入新增的稳控装置。

1减少 >