自動化智能值班報警系統(tǒng)實用性分析0摘要：隨著電網(wǎng)一次設(shè)備規(guī)模的不斷擴大，對二次系統(tǒng)提出了越來越高的要求，因此二次系統(tǒng)的安全性成為保障一次設(shè)備安全運行的前提，成為大家越來越關(guān)注的話題。本文討論了自動化值班報警系統(tǒng)在常州調(diào)度中心自動化各系統(tǒng)中的重要作用，以及分析它在投入運行后的實用價值。關(guān)鍵字：數(shù)據(jù)采集故障報警大二次安全性1、概述自動化智能值班報警系統(tǒng)當前的任務(wù)就是將目前運行在常州供電公司的各自動化系統(tǒng)以及與之相關(guān)的重要設(shè)備的運行情況、重要的指標參數(shù)，如重要電網(wǎng)數(shù)據(jù)、廠站工況、通道、網(wǎng)絡(luò)工況、網(wǎng)絡(luò)交換機、路由器、機房空調(diào)、機房溫濕度、UPS、自動化系統(tǒng)的重要服務(wù)進程狀態(tài)等進行監(jiān)視管理，當檢測到有影響自動化系統(tǒng)運行安全的故障發(fā)生時，系統(tǒng)自動在第一時間通知有關(guān)的系統(tǒng)維護人員，改變過去由使用人員發(fā)現(xiàn)后報告，再由值班人員處理的被動局面，提高系統(tǒng)設(shè)備的運行率和系統(tǒng)的可靠性。把告警信息通知給系統(tǒng)維護人員的方式可以是音響、手機短信等。2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢自動化智能值班報警系統(tǒng)采用開放式的體系結(jié)構(gòu)，構(gòu)建統(tǒng)一的軟件支撐平臺，充分滿足了當前常州地區(qū)自動化智能值班報警的需求，并且為擴容升級為整個二次系統(tǒng)的智能值班報警做好了準備。常州地區(qū)系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)圖如下圖所示：自動化智能值班報警系統(tǒng)由硬件及軟件兩大部分組成：數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)前置通信服務(wù)器1000M100M終端服務(wù)器值班/報警工作站值班/報警系統(tǒng)UPS空調(diào)調(diào)度自動化OPEN-3000數(shù)據(jù)采集裝置機房溫濕度網(wǎng)絡(luò)交換機電量計費硬件部分包括：值班中心硬件部分：系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)器，值班工作站、前置機、協(xié)議處理網(wǎng)關(guān)等。數(shù)據(jù)傳送網(wǎng)絡(luò)：網(wǎng)絡(luò)交換機、終端服務(wù)器、數(shù)據(jù)傳輸轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備等。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：數(shù)據(jù)傳輸轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。軟件部分包括：系統(tǒng)軟件：操作系統(tǒng)、基本數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等。信息服務(wù)及實時數(shù)據(jù)處理：管理信息服務(wù)、實時數(shù)據(jù)處理、協(xié)議轉(zhuǎn)換、聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理等。數(shù)據(jù)庫：數(shù)據(jù)庫管理、數(shù)據(jù)庫維護、應(yīng)用數(shù)據(jù)。應(yīng)用程序軟件：各種圖形應(yīng)用平臺、各種數(shù)據(jù)查詢站、各種管理工具及報表等工具軟件。值班報警系統(tǒng)的服務(wù)器和工作站的所有內(nèi)部通信和所有與外部系統(tǒng)的通信基于廣泛采用的國際和工業(yè)標準，這些標準恰當?shù)伢w現(xiàn)出開放系統(tǒng)的概念。整個系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，計算機間用工業(yè)標準的以太網(wǎng)（LAN）連接起來，按功能模塊來分配服務(wù)器和工作站。系統(tǒng)采用了客戶/服務(wù)器的體系結(jié)構(gòu)，服務(wù)器負責系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、計算、產(chǎn)生報警信息、保存歷史數(shù)據(jù)和歷史告警信息。系統(tǒng)的服務(wù)器采用可靠性高的PC服務(wù)器，確保系統(tǒng)的可靠性?？蛻舳巳藱C工作站供系統(tǒng)維護/值班人員進行操作，顯示各種圖形畫面、報表、曲線、各種告警信息、打印報表及圖形、打印告警信息，并可把重要的告警信息通過手機短信或撥打電話的方式通知指定的系統(tǒng)值班/維護人員。數(shù)據(jù)采集前置機完成I/O接口和規(guī)約解析功能，實現(xiàn)對所有數(shù)據(jù)的采集、與各自動化子系統(tǒng)的接口。前置機采用單機配置。常州地區(qū)設(shè)備組屏安裝視圖所有的硬件設(shè)備將集中安裝在機柜中，包括系統(tǒng)服務(wù)器，值班工作站，前置機，終端服務(wù)器等。配屏圖示意如下：3、數(shù)據(jù)采集的原理分析(1)數(shù)據(jù)采集設(shè)計分析采集系統(tǒng)功能數(shù)據(jù)采集全部采用全分布式的數(shù)采結(jié)構(gòu)，在數(shù)采容量不夠時可設(shè)計疊加單元，增加數(shù)據(jù)采集量。這種方式極大的節(jié)約了投資成本，并且擴容方便。采集設(shè)備設(shè)計成標準的19英寸的機箱和機盒式，通信設(shè)備配上機載DQU后，利用DQU的強大功能實現(xiàn)通信設(shè)備本身智能化，使原非智能的設(shè)備能實現(xiàn)自動測試數(shù)據(jù)發(fā)送、自動存儲功能。DQU與DQU之間采用RS485串行總線聯(lián)接。PTU-XY將各個DQU中的數(shù)據(jù)收集起來，轉(zhuǎn)發(fā)到中心站。機房數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)示意圖(2)與各種對象的數(shù)據(jù)源通信系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)可以通過前置采集設(shè)備終端服務(wù)器進入系統(tǒng)，也可以直接通過網(wǎng)絡(luò)接入系統(tǒng)。前者主要針對串行口通信的設(shè)備，比如UPS、空調(diào)等，在目前的ECM電力通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)綜合監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)有著傳輸?shù)膽?yīng)用；后者主要用于網(wǎng)絡(luò)通信的設(shè)備，比如調(diào)度自動化系統(tǒng)OPEN-3000、電量采集/計費系統(tǒng)等。(3)通信協(xié)議齊全值班報警系統(tǒng)支持采用的通信規(guī)約：數(shù)據(jù)采集層傳輸規(guī)約采用A接口協(xié)議不同級別的系統(tǒng)之間的互聯(lián)采用B接口協(xié)議計算機之間局域網(wǎng)通信鏈路IEEE802.3網(wǎng)絡(luò)TCP/IP會話層：Netbios計算機之間遠程通信鏈路X.25（HDLC）網(wǎng)絡(luò)TCP/IPIEC60870-5-101:2002部頒CDT(4)常州地區(qū)監(jiān)視及報警對象針對常州供電公司自動化系統(tǒng)目前的狀況，所要監(jiān)視及報警對象，要采集的數(shù)據(jù)共分為兩類，第一類包括二次系統(tǒng)自動化/通信系統(tǒng)本身及其運行環(huán)境的有關(guān)數(shù)據(jù),第二類包括電網(wǎng)本身的一些重要運行工況、參數(shù)及報警信息，具體表述如下：監(jiān)視系統(tǒng)運行及環(huán)境調(diào)度自動化系統(tǒng)OPEN-3000的運行/性能參數(shù)，SCADA/EMS各服務(wù)器、工作站的運行工況，服務(wù)器的CPU負荷，系統(tǒng)內(nèi)存，磁盤/磁盤陣列容量，數(shù)據(jù)采集、通信、歷史數(shù)據(jù)存儲等重要進程是否正常。如實報告電量采集系統(tǒng)以文本方式傳送過來的各種系統(tǒng)報警信息。地區(qū)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)運行狀態(tài)UPS的有源節(jié)點提供市電失電信號，系統(tǒng)負責采集該信號，在市電失電時給出告警,通知值班人員。UPS位于供電大樓的一樓，為整個大樓提供UPS，從UPS到值班機房的距離按100米考慮。自動化機房空調(diào)地下漏水檢測。機房所用的空調(diào)為HIROSS精密空調(diào)，長寬分別為175cm和90cm，地下滲漏水漕為一長方形。接入空調(diào)智能接口數(shù)據(jù)。接入配電屏的智能接口信息。配電柜運行狀態(tài)，包括進線U。自動化機房溫濕度，每排機柜內(nèi)放置兩個溫度采集器。電網(wǎng)數(shù)據(jù)系統(tǒng)頻率、系統(tǒng)總負荷重要遙測、計算量越限報警、重要開關(guān)變位電網(wǎng)重大事故跳閘安全性的考慮根據(jù)二次系統(tǒng)安全防護的要求，調(diào)度自動化系統(tǒng)、電能量自動計量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)應(yīng)由其打包處理好通過串行口或通過隔離裝置后主動送出，值班系統(tǒng)負責接收和處理收到的各種告警和非告警信息。實際上形成了一個單向通信的體系結(jié)構(gòu)，確保處于安全區(qū)系統(tǒng)的安全。數(shù)據(jù)傳輸方式監(jiān)控系統(tǒng)包括OPEN3000,電能量等的數(shù)據(jù)通過串行接口通過IEC101送至自動化值班報警系統(tǒng)的前置機。水浸，機房溫濕度，配電屏等的數(shù)據(jù)通過配置相應(yīng)的感應(yīng)器，電流電壓變送器等來采集并送到自動化值班報警系統(tǒng)。UPS的市電輸入監(jiān)測，通過提供的兩路有源節(jié)點，配置兩只交流失壓變送器，從UPS所在位置引12V的電纜到13樓的數(shù)據(jù)通用采集器，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。(5)數(shù)據(jù)處理方法由于數(shù)據(jù)來源的不同，在進行數(shù)據(jù)處理時采取不同的策略。首先對于由自動化系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)原則上保持不動，在接收到這些數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)將它們保存到數(shù)據(jù)庫中，需要時值班人員可以通過圖形畫面、報表等調(diào)出來看。其次，對于從UPS、空調(diào)、網(wǎng)絡(luò)交換機、路由器等設(shè)備直接采集的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)根據(jù)具體情況進行各種處理，包括不同規(guī)約的處理、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)的有效性檢查、允許人工設(shè)置數(shù)據(jù)等，并將告警信息及時在界面上加以顯示。4、故障報警保障二次安全(1)告警如何定義的？被當作告警處理的事件有：從自動化作為告警報告送過來的信息模擬量越限自動化運行環(huán)境設(shè)備故障其它由用戶在系統(tǒng)中定義的告警信息（2）報警如何處理的？當系統(tǒng)接收到報警信息或者根據(jù)用戶的設(shè)定產(chǎn)生報警，會以最快的速度，用多種形式將報警信息告知系統(tǒng)維護/值班人員，及時處理出現(xiàn)的故障，確保二次系統(tǒng)的安全運行。人機界面上的處理：在報警窗口或報警行顯示報警詳細信息；報警設(shè)備符號在畫面上閃爍；在畫面上改變報警設(shè)備符號的顏色；不同的類型告警信息具有不同聲音的音響報警；自動記錄和打印。通知系統(tǒng)值班/維護人員：GSM短消息服務(wù)：據(jù)管理員的配置，將當前的告警信息轉(zhuǎn)化為GSM短消息，發(fā)送給指定的值班人員。GSM短消息的發(fā)送可以根據(jù)需要進行屏蔽，由管理員設(shè)定的時間段，在這個時間段不發(fā)送短信，過了設(shè)定的時間段，短信發(fā)送自動恢復。短信信息能夠明確反映報警的內(nèi)容，時間，地點，設(shè)備對象等，并可由管理員根據(jù)需要編輯修改。系統(tǒng)報警管理功能：所有的報警可由管理員通過人機界面定義為不同的類型和優(yōu)先級別；能區(qū)分電網(wǎng)事件和自動化事件，對其進行分開記錄、保存和打?。蛔詣颖４娴綒v史數(shù)據(jù)庫，可按照時間、類型、對象等進行檢索、顯示、打??；能記錄設(shè)備運行情況和事件/事故報警；可以自動和手動方式來確認單個報警、分類報警、分組報警和全部報警。5、應(yīng)用性能測試結(jié)果統(tǒng)計（1）監(jiān)控系統(tǒng)測試結(jié)果統(tǒng)計各自動化子系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸入響應(yīng)時間1.5s2s各自動化子系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集周期20s5s-5Min模擬量測量綜合誤差：1.2%3%遙測信息響應(yīng)時間（從I/O輸入端至屏幕顯示）1.5s3s遙信變化響應(yīng)時間（從I/O輸入端至屏幕顯示）1s2s遙控命令響應(yīng)時間（從工作站至I/O輸出端）1s3s畫面實時數(shù)據(jù)更新周期模擬量5s15秒（可調(diào)）畫面實時數(shù)據(jù)更新周期開關(guān)量5s15秒（可調(diào)）控制操作正確率100%=100%漏水定位精度0.0005千分之一，報警響應(yīng)時間8s10s系統(tǒng)平均無故障間隔時間（MTBF）100000h20000h（其中I/O單元模件MTBF50000h）100000h模數(shù)轉(zhuǎn)換分辨率:12位12位歷史曲線采樣間隔：10分1-30分歷史曲線日報，月報儲存時間:2年1年系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)查詢周期530min人工可設(shè)10min環(huán)境溫/濕度：20/50%10+50/10%-95%電源:220VAC15%（2）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)測試結(jié)果統(tǒng)計模擬量采集數(shù)字分辨率：12Bit；環(huán)境溫/濕度：20/50%10+50/10%-95%電源：主站、次主站：220VAC15%UPS：后備1小時DQU：48VDC15%電壓范圍:4.5v0V5V結(jié)語：隨著“大二次”的整合，自動化智能值班報警系統(tǒng)的作用應(yīng)該不只是局限于調(diào)度自動化系統(tǒng)和通信網(wǎng)管系統(tǒng)的自動值班報警，而應(yīng)該是對整個電力二次系統(tǒng)進行值班報警。隨著江蘇電網(wǎng)以突破傳統(tǒng)專業(yè)界面為手段，以建立電網(wǎng)“大二次”系統(tǒng)為目標的整合電網(wǎng)二次系統(tǒng)工作全面展開，電網(wǎng)二次系統(tǒng)值班報警一體化的進程將很快在