智能变电站监控系统间隔命名一键更改技术研究

黄红艳，陈华东，奚新露

（1.国网浙江省电力有限公司培训中心，浙江 杭州 310015；2.浙江省电力设计院，浙江 杭州 310012；3.北京四方继保自动化股份有限公司，北京 100089）

0 引言

随着智能变电站大量投运， 监控系统对于智能变电站日常运行、检修维护有着不可或缺的作用［1］。监控系统间隔命名修改是变电站日常维护中的一个典型工作，修改内容涉及到SCD（Substation Configuration Description，简称 SCD）、实时数据库、图形界面、报表、一体化五防等［2］。 但由于监控系统的图形文件本身与数据库并未关联， 间隔命名修改需要人工分步修改，工作量大，效率低且容易出错。

为解决当前人工修改间隔命名所存在的一系列问题， 本文通过研究智能变电站监控系统数据库和图形库修改间隔名称的原理， 提出采用模型的图库关联方法， 用文本搜索替换功能实现变电站监控系统间隔命名一键更改技术， 并在某变电站监控系统上获得成功应用。 该技术提高了间隔改名的工作效率和正确率，为保证安全生产提供技术支撑，具有较大实用价值。

1 当前间隔命名修改方法

当前国内变电站监控系统均采用图模一体化技术，保证模型、数据库和图形库的数据一致性。

图模一体化技术在创建间隔后， 数据库和图形库均可通过组态软件进行统一修改， 但数据库与图形库本身结构相对独立。因此，图模库一体化技术虽然保证了数据一致性， 即监控系统采集到的数据量在同一时刻是一致的， 但是数据库中对数据的描述并不一定与图形库中数据的描述具有一致性［3］。

在创建图形库时， 图形文件本身与数据库并未关联，进而图形文件中的属性、描述以及显示的信息与数据库不存在一致性。 所以数据库中的间隔模型与图形库无关联。在间隔名称发生变化时，需在图形编辑中修改主接线图间隔描述、 图形名称和图形中显示的原有间隔名称信息， 同时需要在数据库中修改间隔名称，才可以保证图库中间隔名称的一致性。

变电站工程在实施过程中，由于装置模型统一，会利用备用测控模型制作未投运间隔， 而未投运间隔的间隔名称并未制定， 所以会用备用间隔名称进行命名。当大量备用间隔改为投运间隔时，运维人员需要根据具体的调度间隔名称对备用间隔名称进行重命名。 而目前采用的修改技术要求运维人员按照作业指导书一步一步操作， 人工对数据库和图形库中涉及到间隔名称变化的地方进行修改， 同时要细心核对检查，工作量繁琐冗余且易出现错改、漏改的情况［4］。

2 间隔命名一键更改技术

智能变电站监控系统间隔命名一键更改技术是依托某变电站监控系统来研究的。

2.1 变电站监控系统的特点

该变电站监控系统采用图模库一体化设计，适用于多操作系统 （Windows/UNIX/Linux/国产安全操作系统） 和多硬件系统 （32 位/64 位）， 支持 IEC 61850 标准。

IEC 61850 配置工具由系统配置工具、组态工具两部分组成。 系统配置工具的主要功能是导入ICD（IED Capabitity Pescription，简称 ICD）文件，配置一次设备在变电站中的拓扑关系， 对ICD 文件中所描述的逻辑设备、 逻辑节点等在变电站系统中进行实例化。 组态工具的主要功能是根据系统配置工具的输出结果，主要是四遥分解文件，自动生成实时数据库结构， 并自动生成IEC 61850 索引信息与实时数据库索引信息的映射关系。

该变电站的图形系统可展示多种类型画面，如系统主接线图、间隔分图、位图、趋势曲线等，可以来反映当前系统的运行工况， 系统主要分为图形编辑和图形监控。 图形编辑用于监控画面制作， 如接线图、动态数据、通信状态、光字牌等，同时进行画面元素与实时数据库中数据关联。 图形监控用于展示图形编辑完成的图形，根据数据的更新，动态展示当前监控画面中的显示效果。

为了保证图模一致性， 该变电站监控系统集成的IEC 61850 配置工具与监控系统的实时库具备修改一致性，在配置工具进行编辑时，会同时编辑实时库。在修改完成后，对于前后变化较大的地方配置工具会分别列出前后两种编辑描述， 对于变化不是很大的地方，将提示差异。

在配置工具中通过新建变电站、 新建电压等级等操作，可以完成变电站基本属性配置。完成间隔添加后，如果需要对间隔名称修改，可在实时库间隔树结构中和图形编辑中对间隔名称进行重命名， 此方法为人工逐步修改，无法实现一次全部修改［5］。

2.2 一键更改技术设计方案

智能变电站监控系统间隔命名一键更改技术实现原理是用JAVA 编程语言实现文本搜索替换功能。设计方案为在图模库一体化结构设计基础上，建立模型的图库关联， 将图形库和实时库以间隔为单元进行分割，搜索图形库中所有文本信息与间隔关联，搜索实时库中所有文本信息与间隔关联，然后统计图形库和实时库所有需要修改的资源进行文本字符替换。 同时，在其设计原则中限定一键修改间隔名称范围为图形库和实时库， 修改后的间隔名称长度需要满足系统限制， 避免超出限制后影响系统运行。

2.3 一键更改技术实现方法

为实现该变电站监控系统间隔命名一键更改，首先要在图形文件增加间隔关联属性， 在图形属性中根据图形名称匹配实时数据库中的间隔名称，匹配规则为图形名称与间隔名称一致。 设置图形属性时，默认根据以上匹配规则匹配，如果未找到匹配间隔，可人为进行关联。其次是构建图形库和数据库的统一修改源。修改源读取图形库资源和数据库资源，图形库资源包括图形文件名称、 图形自定义文本控件和具有文字显示功能的控件等； 数据库资源包括间隔信息表、四遥信息表、装置信息表等。 根据数据库中间隔名称属性， 自动建立数据库间隔名称与图形库资源的关联关系。 当数据库或图形库中间隔名称发生变化时， 根据关联关系同时修改关联关系中需要变化的间隔名称。

统一修改源后， 在该变电站监控系统中增加配置界面对间隔名称进行统一修改，具体为：点击资源管理按钮，打开资源管理界面，界面设计分为变电站结构区域、操作区域、结果显示区域等。

变电站结构区域以树形结构显示，包括变电站、电压等级、间隔3 个层级。 选择不同的树形节点，可以只修改节点对应的数据库和图形库中的内容。

操作区域包括要修改的原名称和修改后的更改名称。在原名称中输入需要替换的间隔名称，在更改名称中输入替换后的间隔名称， 点击更改按钮后可完成数据库和图形库的内容替换。

当在原名称中输入间隔名称时， 结果显示区域将列出数据库和图形库中所有包含间隔名称的内容，当点击更改按钮后，结果区域将列出更改后的间隔名称。

2.4 一键更改技术操作流程

该智能变电站监控系统间隔命名一键更改技术操作流程可用图1 表示。

图1 间隔命名一键更改技术流程图

在输入原名称时， 结果显示区域会列出所有匹配原名称的信息列表，包括间隔名称描述、类型、容器、资源等，描述中符合搜索条件的名称会用特殊原色（如红色）表示。

输入改后名称，点击替换按钮后，会显示替换后的信息列表，同样包括间隔名称描述、类型、容器、资源等，描述中被替换内容会用特殊原色（如红色）表示，替换内容和数量一目了然。

点击确定后保存， 可在实时库和图形中查看一键更改替换后的结果。

3 技术创新点

智能变电站监控系统间隔命名一键更改技术已在某变电站监控系统上获得成功应用， 其主要创新点如下：

1）研究图模一体化模型的间隔信息关联，确保数据库和图形库中间隔信息的一致性。

2） 研究数据库和图形库中间隔信息的统一管理。

3）统一间隔名称修改源，设计合理的修改方式。

4）统计间隔名称涉及的应用模块，以及对应的存储方式。

4 结语

本文以某智能变电站监控系统为基础， 针对实际现场修改间隔命名工作量大和效率低等问题，开展监控系统间隔名称一键更改命名的技术研究与应用，旨在实现一处更改、一处校验、全站生效的效果，避免多处修改、多处校验造成的遗漏风险，降低修改出错的可能性， 能够为日常智能变电站工作提供便捷，有效提高监控系统的日常维护效率。