自動(dòng)化智能值班報(bào)警系統(tǒng)實(shí)用性分析0摘要：隨著電網(wǎng)一次設(shè)備規(guī)模的不斷擴(kuò)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(yùn)行的前提，成為大家越來越關(guān)注的話題。本文討論了自動(dòng)化值班報(bào)警系統(tǒng)在常州調(diào)度中心自動(dòng)化各系統(tǒng)中的重要作用，以及分析它在投入運(yùn)行后的實(shí)用價(jià)值。關(guān)鍵字：數(shù)據(jù)采集故障報(bào)警大二次安全性1、概述自動(dòng)化智能值班報(bào)警系統(tǒng)當(dāng)前的任務(wù)就是將目前運(yùn)行在常州供電公司的各自動(dòng)化系統(tǒng)以及與之相關(guān)的重要設(shè)備的運(yùn)行情況、重要的指標(biāo)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(jī)、路由器、機(jī)房空調(diào)、機(jī)房溫濕度、UPS、自動(dòng)化系統(tǒng)的重要服務(wù)進(jìn)程狀態(tài)等進(jìn)行監(jiān)視管理，當(dāng)檢測到有影響自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行安全的故障發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)在第一時(shí)間通知有關(guān)的系統(tǒng)維護(hù)人員，改變過去由使用人員發(fā)現(xiàn)后報(bào)告，再由值班人員處理的被動(dòng)局面，提高系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行率和系統(tǒng)的可靠性。把告警信息通知給系統(tǒng)維護(hù)人員的方式可以是音響、手機(jī)短信等。2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢自動(dòng)化智能值班報(bào)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(dāng)前常州地區(qū)自動(dòng)化智能值班報(bào)警的需求，并且為擴(kuò)容升級為整個(gè)二次系統(tǒng)的智能值班報(bào)警做好了準(zhǔn)備。常州地區(qū)系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)圖如下圖所示：自動(dòng)化智能值班報(bào)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(bào)警工作站值班/報(bào)警系統(tǒng)UPS空調(diào)調(diào)度自動(dòng)化OPEN-3000數(shù)據(jù)采集裝置機(jī)房溫濕度網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)電量計(jì)費(fèi)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(jī)、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(jī)、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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理：管理信息服務(wù)、實(shí)時(shí)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(hù)、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(bào)表等工具軟件。值班報(bào)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(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)恰當(dāng)?shù)伢w現(xiàn)出開放系統(tǒng)的概念。整個(gè)系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，計(jì)算機(jī)間用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)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(fù)責(zé)系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、計(jì)算、產(chǎn)生報(bào)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(jī)工作站供系統(tǒng)維護(hù)/值班人員進(jìn)行操作，顯示各種圖形畫面、報(bào)表、曲線、各種告警信息、打印報(bào)表及圖形、打印告警信息，并可把重要的告警信息通過手機(jī)短信或撥打電話的方式通知指定的系統(tǒng)值班/維護(hù)人員。數(shù)據(jù)采集前置機(jī)完成I/O接口和規(guī)約解析功能，實(shí)現(xiàn)對所有數(shù)據(jù)的采集、與各自動(dòng)化子系統(tǒng)的接口。前置機(jī)采用單機(jī)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(jī)柜中，包括系統(tǒng)服務(wù)器，值班工作站，前置機(jī)，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(jì)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(shí)可設(shè)計(jì)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(kuò)容方便。采集設(shè)備設(shè)計(jì)成標(biāo)準(zhǔn)的19英寸的機(jī)箱和機(jī)盒式，通信設(shè)備配上機(jī)載DQU后，利用DQU的強(qiáng)大功能實(shí)現(xiàn)通信設(shè)備本身智能化，使原非智能的設(shè)備能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測試數(shù)據(jù)發(fā)送、自動(dòng)存儲功能。DQU與DQU之間采用RS485串行總線聯(lián)接。PTU-XY將各個(gè)DQU中的數(shù)據(jù)收集起來，轉(zhuǎn)發(fā)到中心站。機(jī)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(jìn)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(dòng)化系統(tǒng)OPEN-3000、電量采集/計(jì)費(fèi)系統(tǒng)等。(3)通信協(xié)議齊全值班報(bào)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(jì)算機(jī)之間局域網(wǎng)通信鏈路IEEE802.3網(wǎng)絡(luò)TCP/IP會話層：Netbios計(jì)算機(jī)之間遠(yuǎn)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(bào)警對象針對常州供電公司自動(dòng)化系統(tǒng)目前的狀況，所要監(jiān)視及報(bào)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(dòng)化/通信系統(tǒng)本身及其運(yùn)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(yùn)行工況、參數(shù)及報(bào)警信息，具體表述如下：監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行及環(huán)境調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)OPEN-3000的運(yùn)行/性能參數(shù)，SCADA/EMS各服務(wù)器、工作站的運(yùn)行工況，服務(wù)器的CPU負(fù)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(jìn)程是否正常。如實(shí)報(bào)告電量采集系統(tǒng)以文本方式傳送過來的各種系統(tǒng)報(bào)警信息。地區(qū)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)UPS的有源節(jié)點(diǎn)提供市電失電信號，系統(tǒng)負(fù)責(zé)采集該信號，在市電失電時(shí)給出告警,通知值班人員。UPS位于供電大樓的一樓，為整個(gè)大樓提供UPS，從UPS到值班機(jī)房的距離按100米考慮。自動(dòng)化機(jī)房空調(diào)地下漏水檢測。機(jī)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(yùn)行狀態(tài)，包括進(jìn)線U。自動(dòng)化機(jī)房溫濕度，每排機(jī)柜內(nèi)放置兩個(gè)溫度采集器。電網(wǎng)數(shù)據(jù)系統(tǒng)頻率、系統(tǒng)總負(fù)荷重要遙測、計(jì)算量越限報(bào)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(hù)的要求，調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、電能量自動(dòng)計(jì)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(dòng)送出，值班系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收和處理收到的各種告警和非告警信息。實(shí)際上形成了一個(gè)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(dòng)化值班報(bào)警系統(tǒng)的前置機(jī)。水浸，機(jī)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(dòng)化值班報(bào)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(diǎn)，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(shí)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(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)采取不同的策略。首先對于由自動(dòng)化系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)原則上保持不動(dòng)，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(shí)值班人員可以通過圖形畫面、報(bào)表等調(diào)出來看。其次，對于從UPS、空調(diào)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、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(jìn)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(shí)在界面上加以顯示。4、故障報(bào)警保障二次安全(1)告警如何定義的？被當(dāng)作告警處理的事件有：從自動(dòng)化作為告警報(bào)告送過來的信息模擬量越限自動(dòng)化運(yùn)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(bào)警如何處理的？當(dāng)系統(tǒng)接收到報(bào)警信息或者根據(jù)用戶的設(shè)定產(chǎn)生報(bào)警，會以最快的速度，用多種形式將報(bào)警信息告知系統(tǒng)維護(hù)/值班人員，及時(shí)處理出現(xiàn)的故障，確保二次系統(tǒng)的安全運(yùn)行。人機(jī)界面上的處理：在報(bào)警窗口或報(bào)警行顯示報(bào)警詳細(xì)信息；報(bào)警設(shè)備符號在畫面上閃爍；在畫面上改變報(bào)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(bào)警；自動(dòng)記錄和打印。通知系統(tǒng)值班/維護(hù)人員：GSM短消息服務(wù)：據(jù)管理員的配置，將當(dāng)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(jìn)行屏蔽，由管理員設(shè)定的時(shí)間段，在這個(gè)時(shí)間段不發(fā)送短信，過了設(shè)定的時(shí)間段，短信發(fā)送自動(dòng)恢復(fù)。短信信息能夠明確反映報(bào)警的內(nèi)容，時(shí)間，地點(diǎn)，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(bào)警管理功能：所有的報(bào)警可由管理員通過人機(jī)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(dòng)化事件，對其進(jìn)行分開記錄、保存和打??；自動(dòng)保存到歷史數(shù)據(jù)庫，可按照時(shí)間、類型、對象等進(jìn)行檢索、顯示、打印；能記錄設(shè)備運(yùn)行情況和事件/事故報(bào)警；可以自動(dòng)和手動(dòng)方式來確認(rèn)單個(gè)報(bào)警、分類報(bào)警、分組報(bào)警和全部報(bào)警。5、應(yīng)用性能測試結(jié)果統(tǒng)計(jì)（1）監(jiān)控系統(tǒng)測試結(jié)果統(tǒng)計(jì)各自動(dòng)化子系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸入響應(yīng)時(shí)間1.5s2s各自動(dòng)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(shí)間（從I/O輸入端至屏幕顯示）1.5s3s遙信變化響應(yīng)時(shí)間（從I/O輸入端至屏幕顯示）1s2s遙控命令響應(yīng)時(shí)間（從工作站至I/O輸出端）1s3s畫面實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)更新周期模擬量5s15秒（可調(diào)）畫面實(shí)時(shí)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(bào)警響應(yīng)時(shí)間8s10s系統(tǒng)平均無故障間隔時(shí)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(bào)，月報(bào)儲存時(shí)間:2年1年系統(tǒng)實(shí)時(shí)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(jì)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(shí)DQU：48VDC15%電壓范圍:4.5v0V5V結(jié)語：隨著“大二次”的整合，自動(dòng)化智能值班報(bào)警系統(tǒng)的作用應(yīng)該不只是局限于調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)和通信網(wǎng)管系統(tǒng)的自動(dòng)值班報(bào)警，而應(yīng)該是對整個(gè)電力二次系統(tǒng)進(jìn)行值班報(bào)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(biāo)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(bào)警一體化的進(jìn)程將很快在