在智能變電站投運前，要核對變電站設備實際發出的信號與調度端接收到的信號是否一致，找出點表中的錯誤，這就是“遠動對點”。

當前遠動對點需要耗費大量的人力及時間。對點前，需要明確核對信息并制作點表；對點時，主站與變電站調試人員電話聯系，人工校對主站接收數據與變電站實際數據，變電站調試人員還需借助調試工具，操縱開關、刀開關的分合和對電壓、電流加量。電話對點不僅費時費力，對點準確性也難以保障。尤其近幾年新能源廠站快速發展，每年都有新能源廠站并網的高峰期，電話對點給調試人員造成了很大的困擾，因而研發智能變電站自動對點系統具有重要的意義。

1 研究現狀

目前智能變電站自動對點系統的研究仍然處于探索階段。而本研究基于模塊化設計，將四遙、告警信號、圖形信息進行獨立設計，互不干擾，最終匯總成一套完整的自動對點系統，致力于高效、準確地自動對點。

2 自動對點系統

對點信息分為兩類，一類是四遙，另一類是圖形及告警。

2.1 四遙遠動對點系統

四遙遠動對點系統如圖1所示，對于仿真平臺的建模，可以借助全站系統配置文件（substation configuration description, SCD）自動構建一個滿足測試所需的網絡及數據環境，確保變電站配置的可靠性。

圖1 四遙遠動對點系統

仿真平臺利用數據采集與監視控制（supervi- sory control and data acquisition, SCADA）系統采集變電站實時數據，匯集到一臺計算機上，再通過遠動裝置將數據上送。用一臺計算機模擬調度中心，上送的數據將在這里被分析匯總及存儲。最終，利用自動對點平臺自動校對主站及變電站的點表，并將結果反饋到調度主站。

1）仿真平臺構成及工作過程

四遙仿真平臺如圖2所示，仿真平臺由三部分構成：①通信模塊，負責與遠動裝置建立TCP/IP連接；②報文處理模塊，負責獲取、儲存變電站信息并且分析處理；③人機交互界面，負責顯示報文信息，方便更好地篩選。

對點工作開展時，先是由制造報文規范（manufacturing message specification, MMS）報文獲取模塊接收變電站站控層的實時信息，再由MMS報文存儲模塊與解析模塊進行數據的備份及分類解析，將解析后的結果展示在人機交互界面上，對于變電站有效信息，通過通信模塊與遠動裝置建立的TCP/IP協議，發送至主站，完成上送。

圖2 四遙仿真平臺

當提取出關于變電站設備信息的有效報文后，同時會產生站端點表進行點號映射，并傳送至自動對點平臺，遙信點表生成過程如圖3所示，值為綠燈表示開關分位，值為紅燈表示開關合位。

圖3 遙信點表生成過程

2）模擬調度主站構成及工作過程

四遙模擬調度主站如圖4所示，模擬調度主站也是由三部分構成：通信模塊、報文處理模塊及人機交互模塊。通信模塊與遠動機建立TCP連接，獲取遠動裝置上送的數據信息。報文處理模塊中，IEC報文發送模塊用于主站對遠動裝置發送對時、總召、遙控等命令；IEC報文接收模塊是接收遠動裝置上送的IEC報文；IEC報文存儲模塊是將報文存儲到數據庫中；IEC報文解析模塊是對報文進行重組分類，提取關于變電站設備狀態的有效信息，顯示在人機交互界面。

圖4 四遙模擬調度主站

調度主站的工作過程參考圖4邏輯關系。首先在主站與遠動機之間建立TCP連接，保證主站與遠動機之間網絡通信正常；發送模塊向遠動機發送啟動命令，遠動機再向主站發送確認啟動的反饋；發送模塊再向遠動機發送總召請求，遠動機上傳遙信遙測信息；再經過IEC報文解析模塊進行篩選，提取出有效信息。

IEC報文中發送的數據包含變電站所有單點信息，進行解析后，提取其中的點號和值，并點號映射，形成主站對點表，發送至自動對點平臺。

3）自動對點平臺

變電站及主站將生成的點表與值輸入到自動對點平臺，平臺經過校驗算法判斷各個單點是否一致，再將判斷結果反饋至主站，新疆750kV五彩灣變電站自動對點反饋情況如圖5所示，當上送的信息與變電站實際信息一致時，表示驗收通過，反之，則驗收不通過。

圖5 五彩灣變電站自動對點反饋情況

2.2 圖形及告警信號遠動對點系統

圖形及告警信號對點系統如圖6所示，其與四遙系統相似，僅在實現過程中的通信協議和裝置略有差別，包含仿真平臺、調度主站、網關裝置及自動對點平臺。

圖6 圖形及告警信號對點系統

1）告警模擬調度主站平臺構成及工作過程

告警仿真平臺結構和工作流程與四遙一致，獲取MMS告警報文，將含有有效信息的MMS報文上送至網關機。對于其調度主站，告警系統模擬調度主站平臺如圖7所示。通信模塊建立告警網關機和調度主站的連接；報文處理模塊用于接收并儲存上送DL 476報文，再將其分析歸類；人機交互界面是將提取的有效信息進行展示篩選。

圖7 告警系統模擬調度主站平臺

調度主站工作過程如圖7所示。首先網關機與主站通過TCP進行連接，在主站的總召下，告警信息以DL 476報文形式發送至主站接收模塊，并且對報文信息進行歸類解析，儲存在存儲模塊中。解析模塊對DL 476報文進行解析，提取相關變電站告警信息，并且將解析后生成的點表傳送至自動對點系統，與變電站傳送的告警點表進行校驗。

2）圖形對點系統構成及工作過程

本研究采用圖計算方法分析圖形數據，建立圖數據庫（屬性圖）。圖中頂點（V）表示對象，邊（E）表示頂點之間的關系。工程中常用的圖數據庫Huge Graph用CPU作為計算資源時算法相悖，故本研究采用將HugeGraph和圖形處理器GPU相結合的新圖數據管理和計算系統RockGraph。

對于智能變電站圖形對點，將變電站中各元件及接線用頂點和邊表述出來，形成圖形數據。將這些圖形數據壓縮成MMS報文，上送至圖形網關機，網關機收到主站發送的上傳圖形數據的請求后，通過DL 476報文上送G語言圖形數據，主站將圖形數據進行解析，傳送至自動對點平臺，將變電站和上送至主站的圖形數據進行比對，完成自動對點，再將結果返回主站，如圖6所示。

當對點平臺出現故障，基于圖數據庫設計的變電站接線圖還可以通過G語言自動繪制，顯示在主站的人機交互界面上，不利條件下可以由操作人員進行人工比對。

（1）仿真平臺

圖形信息仿真平臺如圖8所示，變電站圖形數據經過在線事務處理（on-line transaction processing, OLTP）及在線分析計算（on-line analytical processing, OLAP）傳至圖數據庫。其中OLTP主要是對所儲存的實體、實體屬性及它們之間的關聯進行改動，當變電站結構發生變化時，通過OLTP便可以進行數據的改動，省去了大量人工改圖的時間。

OLAP是對圖數據庫中的數據進行分析計算，目前基本采用佩奇排序（PageRank）算法。對于圖形對點，不需要計算網絡潮流等，只需將圖形數據進行解析儲存，形成變電站接線數據庫，發送至通信模塊，余下操作與四遙仿真平臺工作過程相同。

圖8 圖形信息仿真平臺

（2）圖形模擬調度主站

圖形信息調度主站如圖9所示，主站通過通信模塊接收到DL 476報文，向圖形網關機請求G語言圖形數據，圖形數據經過圖分析計算，最終形成圖形呈現在人機交互界面上，并將解析后的圖形數據傳送至自動對點系統，完成圖形對點任務。

圖9 圖形信息調度主站

?3 自動對點算法

目前在校驗檢測中，常用的算法有奇偶校驗法、和校驗法（CheckSum）和循環冗余檢驗法（cyclic redundancy check, CRC）。奇偶校驗法比較簡單，但存在檢測風險，只有當錯誤個數為奇數時，才能檢測發現；為偶數時，錯誤相互抵消而無法識別。和校驗法應用較廣，但它仍有缺陷，當數據編碼中一位1→0，另一位0→1時，則無法檢測識別。所以，本研究采用更為精確的循環冗余檢驗法。

輸入端輸入數據是由K位信息碼及R位校驗碼構成，數據總長度為N。因此，這種編碼也叫(N，K)碼，單點值信息碼組成如圖10所示。數據編碼中，每一個數據都會有一個多項式與之對應。CRC生成多項式由規范給定的G(x)表示；原始數據多項式 C(x)與K對應；R(x)多項式代表校驗碼，與R對應。

開始校驗碼還未計算出來時，校驗碼補0，進行模2除法，其中R是G(x)位數減1。N位數據作為被除數，G(x)編碼作為除數，N首位為1，則商為1；余數首位為1，則除數為G(x)，余數首位為0，則除數為0。這個“除”不是數學意義上的除法，而是邏輯運算中的異或。最終，當余數個數少于G(x)個數時，則為CRC校驗碼，不足R位補0。

圖10 單點值信息碼組成

最終，發送方輸入包含CRC校驗的信息碼，接收方對同一數據進行相同的計算，應得到相同的結果。反之，則發送過程有誤，應重新發送。

4 結論?

對于智能變電站遠動自動對點，目前國內外研究比較少，仍有很大的進步空間。本研究主要是在遠動通信的基礎上，采用模塊化方式，設計了一套較為完整的對點方案，得到如下結論：

1）與傳統的人工對點相比，自動對點系統使用計算機等網絡通信傳輸裝置對點，大大降低了對點代價，還提高了數據傳輸的準確性。

2）對于變電站接線圖，采用了圖形計算的方法進行分析，對點只需要將變電站圖形數據導入自動對點系統，不再需要人工進行比對。

3）對于對點算法，則采用了循環冗余算法（CRC），它的校驗精度比和校驗法等要高很多，更能保證數據傳輸的可靠性，惟一的不足是算法略微復雜。

本文編自2021年第9期《電氣技術》，論文標題為“基于智能變電站遠動通信的自動對點調試系統”，作者為王添樂、李永光 等。