基于IED信息的智能变电站管控可靠性分析.pdf
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1、Microcomputer Applications Vol.39,No.11,2023文章编号:10 0 7-7 57 X(2 0 2 3)11-0 0 9 5-0 3研究与设计基于IED信息的智能变电站管控可靠性分析微型电脑应用2 0 2 3年第39 卷第11期黄庆祥,王坚,陈江,万文承(武汉供电设计院有限公司,湖北,武汉430 0 0 0)摘要:构建一种以智能电子设备(IED)信息为基础的管控系统设计方案,系统所包含的对象除了各项配置文件以外,还包含IED信息的硬件与软件版本、各项私有配置信息和有关的内部参数。在管控系统中可以根据变电站SCD文件解析结果得到站内的IED信息类型,构建不同
2、的IED信息库模型。完成IED信息的产品阶段性调试验收工作后,对管控备份文件进行更新,接着设定IED信息的版本更新状态,管控系统再利用文件服务功能来得到版本。构建的IED信息描述方案把版本描述文件分成了2 个不同部分,第一部分是描述管控信息,第二部分是对管控信息的描述内容进行扩展。实验室条件下的系统管控各IED信息装置,把IED信息软硬件版本和各项配置文件信息在系统库内做好备份。关键词:智能电子设备;变电站;管控系统;设计中图分类号:TP31Reliability Analysis of Intelligent Substation Control SystemHUANG Qingxiang,
3、WANG Jian,CHEN Jiang,WAN Wencheng(Wuhan Power Supply Design Institute Co.,Ltd.,Wuhan 430000,China)Abstract:In order to build a management and control system design scheme based on the information of intelligent electric de-vices(IEDs),the device management and control system is constructed to contai
4、n objects of various configuration files,and thehardware and software version of IED information,various private configuration information and relevant internal parameters.In the control system,based on the substation SCD file resolution results,stations IED information types can be obtained,dif-fer
5、ent IED information base models can be built.After completing the product stage debugging and acceptance of IED informa-tion,the control backup file can be updated,and the version update status of IED information can be set.The control system u-ses the file service function to get the version.The bu
6、ilt IED information description scheme divides the version description fileinto two parts.The first part describes the control information,and the second part expands the description of the control in-formation.Under laboratory conditions the system controls each IED information device,and backs up
7、the software and hard-ware versions and configuration file information in the system library.Key words:intelligent electronic device;substation;control system;design0引言目前,在许多智能变电站中都需要使用智能电子设备(I ED 信息),为了确保这些设备能够稳定运行就必须正确搭配这些设备的硬件与软件模块并合理调整各项配置1-3。在现场中使用IED信息前应先开展设备入网测试,有效保障设备能够达到实际运行条件,并对整套设备运行状态进行检
8、测分析,从而获得合理的硬件、软件与各项配置参数4-6 。对IED信息软硬件版本实施管控能够明显提高IED信息系统的稳定性、一致性、安全性并实现可追溯的效果,最终确保整个智能变电站的安全运行7-9。当前,对IED信息进行管控的过程包括运行程序的版本编号以及利用校验码(CRC)对作者简介:黄庆祥(197 4一),男,硕士,工程师,研究方向为电力设计;王坚(197 4一),男,硕士,工程师,研究方向为电力设计;陈江(197 1一),男,硕士,工程师,研究方向为电力设计;万文承(1995一),男,硕士,工程师,研究方向为电力设计。文献标志码:ABased on IED Information95.数据
9、记录进行校验分析,基本都是通过人工记录的方法来实现。在变电站完全调试后和投运使用前,需要对现场维护人员的IED信息进行记录,同时下载程序的数量和类型,利用设备提供的人机接口记录CRC校验码与系统版本10-12 。同时要求使用厂商在实际应用过程也选择同样的记录方法,做好现场文件数据的备份并准确记录相关参数13。1IED信息总体架构本文构建的IED信息管控系统需同时服务变电站与区域主站的各个应用。其中,IED信息负责站内的运维管理,在主站中,IED信息是对文件备份管理进行统计与分析。从图1可以看到,管控主子站系统的具体架构。其中,SCADAMicrocomputer Applications Vo
10、l.39,No.11,2023代表数据的采集和监控,EMS属于能量管理系统。主站端系统包括数据库、访问终端、运行管控系统服务器等。将其布置在信息安全区;把变电站管控系统配置在变电站控制平台的应用服务器内(属于信息安全II 区),利用综合应用服研究与设计智能通信网关机和智能测控设施描述文件给出了具体的管控信息内容。构件备份版本n.微型电脑应用2 0 2 3年第39 卷第11期1V22.0不2.0务器与站控层网络来实现对IED信息管控信息与备份文件的访问并完成入库过程。当综合应用服务器接收到整个系统站的IED信息更新之后的版本时,再利用文件传输协议对经过隔离的版本与备份文件由非生产控制区通信网关机
11、传输到主站管控系统,此时进人信息安全区。主站版本系统根据不同的区域、站、电压等级等不同条目构建得到IED信息数据库。安全I/I区一SCADA/EMS/II区数据通信网综合应用服务器通信网隔离装置变电站1变电站2变电站图1IED信息架构利用Linux操作系统建立版本控制系统的软件架构,并通过HTML5、A n g u l a r 2 与BootStrap来处理人机接口;选择当前使用最广泛的非关系型MongoDB数据库作为本文的数据库系统;需要使用的应用程序包括C语言、MongoDBDriv-er与RESTfulAPI。为主站构建了专门的服务器,并配备了独立数据库。在综合应用服务器上布置应用程序和
12、各个子站端数据库。2IED信息管控方法2.1IED信息管控设计思路对于文件管控而言,其应用领域主要包括数据备份以及管控各类配置文件。当系统含有众多数量的文件时,需要文件版本对大量内容进行管控,无法准确体现不同文件的相互组合关系。以构件作为依据的管控能够有效克服文件管控方面的缺陷。构件版本属于由构件构成的文件版本集合。当文件版本出现改变、被删除或新增之后都将获得不同的构件版本。构件组成文件需根据目录结构来组织。在构件版本中包含了各项文件内容的编辑、增删等数据。通过管控系统为变电站各IED信息设计相应的构件,得到的组成文件由图2 的版本描述文件和各类软件、硬件与配置备份共同组成。版本描述文件记录了
13、与现有设备版本有关的硬件、软件程序与配置信息文件数和文件描述信息。利用版本描述文件来描述备份文件的数据信息,再利用各类智能IED信息根据设备管控备份需求来合理设置管控内容。根据表1可知,构件版本构件备份版本V2.0构件备份版本V1.0文件0版本描述文件(系统软件1厂家版本号)安全III/IV区(板件1硬件配置厂家版本)(板件x硬件配置厂家版本)图2 基于构件的管控方法隔离装置表12 种不同类型IED信息版本描述文件比较设备HII/IV区数据通信网智能测控设备I/IV区通I/IV区信网关机通信网通通信网关机关机96.3.0V2.0II/IV区通信网关机通过版本描述文件来确定IED信息管控信息能够
14、有效克服该管控系统对各类厂商IED信息文件不易兼容的难题。利用版本描述文件为各管控系统的IED信息构件建立文件系统和目录。由此得到各个电压等级、设备类型、应用场景和不同厂家IED信息以实际产品特点与应用要求对应的管控备份数据,也可以适当改造变电站现有设备,从而更加灵活地接人管控系统。在管控系统内,各IED信息都可以被看成是版本库中的一个构件,对IED信息管控范围中的文件进行升级、编辑、新增等操作都可以在版本描述文件内完成,提交管控系统后将生成新的构件版本。由于生成新版本的时候将同时更新备份内容,这使得构件版本号与版本描述文件形成同样的版本号,其余管控备份文件版本需结合实际新增与更改的结果来完成
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