基于监控后台的集控主站监控信息智能化校核系统的实现及应用.pdf

叶工业控制计算机曳圆园圆3 年第 猿6 卷第 8 期为全面提升变电站运维集控强度尧设备管理细度尧生产信息化程度和队伍建设力度袁国家电网公司推进集控主站建设袁构建野集中集控+无人值班冶野设备主人+全科医生冶 的变电运维新模式袁从而实现集控主站管理功能尧业务能力和支撑手段的全面升级袁有效保障了电网设备安全稳定运行遥目前国家电网公司正在进行新一代集控主站的建设袁 大量的运行变电站需要接入集控主站袁 对于运行变电站接入集控主站的信息核对袁由于现场设备不能实际操作袁没有有效手段进行核对袁从而易造成带缺陷运行袁这样给电力系统的运行带来了极大的风险遥为了解决缺少信息核对手段的弊端袁加快国网公司对于新一代集控主站的建设并顺利运行袁 本文提出的方案对于运行变电站基于模拟仿真技术真实还原了现场信号袁 以监控后台为基准实现变电站接入集控主站的信息校核袁 大大提高了校核效率以及准确率遥1方案的相关技术基于监控后台的集控主站监控信息智能化校核系统袁 通过系统仿真变电站的遥信尧 遥测数据的同时发送至新增通讯网关机和监控后台一遥通讯网关机及监控后台一转发遥信尧遥测信号信息至基于监控后台的集控主站监控信息智能化校核系统遥 监控信息智能化校核子系统解析通讯网关机及监控后台的转发出的遥信尧遥测信号信息袁以监控后台为基准自动校核新增通讯网关机的遥信尧遥测数据是否正确遥站内原有的通讯网关机以及另外一个监控后台处于正常监控状态遥 监控后台厂家通过组态工具导出通讯网关机的遥信尧遥测的转发表信息曰将转发表信息尧标准点表尧SCD 文件渊IEC103 规约的常规站除外冤三个文件导入基于监控后台的集控主站监控信息智能化校核系统袁 进行配置信息解析并建立关联关系曰 系统根据类型或点号生成校核序列遥 系统按照校核序列批量触发遥信的动作和复归值至网关机和监控后台袁完成网关机转发遥信信息的自动校核曰批量触发遥测值到网关机和监控后台袁完成遥测信息的自动校核咱1暂遥 技术路线图如图 员 所示院图 1技术路线图基于监控后台的集控主站监控信息智能化校核系统的研究中袁对于各型号监控后台转发遥信尧遥测信号的规约各不相同袁没有统一的规范作为参考遥对于不同规约的变电站袁不仅规约存在差异袁 间隔层装置接入通讯网关机的模型文件以及配置文件的格式更是大相径庭咱2暂遥 IEC103 规约常规变电站情况更加复杂袁不仅远动转发配置表不同袁 各综自厂家的 103 规约属于自定义规约袁差异极大院南瑞继保采用南瑞以太网 103 规约曰国电南自采用南自以太网 103 规约曰北京四方采用的是 CSC2000 规约曰国电南瑞采用国电南瑞以太网 103 规约曰 许继电气采用许继104 规约曰长园深瑞采用深瑞以太网 103 规约遥 IEC61850 规约变电站模型文件采用规范的SCD 文件尧转发配置文件采用规范的 RCD 文件曰对于 IEC103 规约的变电站袁通讯网关机采用各综自厂家自定义的 IEC103 规约和配置文件遥 此外袁同一综自系厂家自定义的配置文件在不同型号的网关机上袁 其格式也不完全相同遥 本系统的关键技术难点是关于各型号监控后台厂家规约的适配袁各综自厂家 IEC103 规约以及通讯网关机遥信尧遥测转发表的适配遥基于监控后台的集控主站监控信息智能化校核系统的实现及应用Realization and Application of Monitoring Information Intelligent CheckingSystem of Centralized Control Master Station Based on Monitoring Background袁方方渊济南职业学院机械制造学院袁山东 济南 250000冤摘要院目前运行变电站接入集控主站袁由于现场设备不能实际操作袁没有有效手段进行信息核对袁从而易造成设备带缺陷运行袁这样给电力系统的运行带来了极大的风险遥 针对此问题袁设计了基于监控后台的集控主站监控信息智能化校核系统遥 对于运行变电站袁通过该系统的模拟仿真袁真实还原了现场信号以监控后台为基准实现变电站接入集控主站的信息校核袁大大提高了校核效率以及准确率遥 重点分析了基于监控后台的集控主站监控信息智能化校核的技术路线尧关键技术与难点尧总体架构尧系统组成尧实现方式尧实施步骤尧应用效果遥关键词院监控后台曰集控主站曰智能化校核系统Abstract:At present,when the substation is connected to the centralized control system,the on-site equipment cannotbe operated in practice and there is no effective means to check the information,which is easy to cause the operation withdefects,which brings great risks to the operation of the power system.To solve this problem,an intelligent verificationtechnology based on monitoring background is proposed.For the stock substation,based on the simulation technology,thesite signal is truly restored and the monitoring background is used as the benchmark to realize the information check ofthe substation access centralized control system,which greatly improves the acceptance efficiency and accuracy.This pa鄄per focuses on the analysis of information intelligent verification based on the background of monitoring technology features,technical principles,overall design,implementation.Keywords:monitoring background,central control main station,intelligent checking system67基于监控后台的集控主站监控信息智能化校核系统的实现及应用圆系统总体架构基于监控后台的集控主站监控信息智能化校核系统袁 如图圆 所示袁总体设计采用 C/S 架构袁从功能粒度上划分了两个子系统袁分别为信号仿真子系统尧智能化校核子系统遥在纵向维度上袁总体架构采用数据源层尧服务层尧应用层三层模型袁数据源层主要包括监控后台数据尧通讯网关机数据尧仿真数据遥 服务层主要包括 IEC104 规约解析服务尧IEC103 规约解析服务尧IEC61850规约解析服务尧监控后台转发规约服务遥 应用层主要包括院验收序列管理模块尧遥测仿真模块尧遥信仿真模块尧配置管理模块尧静态校核模块尧工程管理模块尧实时报文分析模块尧遥信校核模块尧遥测校核模块尧校核报告管理模块遥本系统的架构设计符合高可用尧可扩展性尧可维护尧安全性尧可移植性等特点遥图 2总体架构基于监控后台的集控主站监控信息智能化校核系统包含两个子系统单元模块袁 分别为信号仿真子系统尧 智能化校核子系统遥信号仿真子系统负责模拟现场的间隔层设备袁进行变电站装置仿真袁模拟现场信号触发袁将监控信息上传至远动或后台遥 智能化校核子系统负责接收远动及监控后台转发的监控报文信息袁并对其进行解析袁以可视化的方式进行展示袁程序自动核对通讯网关机与现场监控后台转发的遥信尧遥测信号信息袁实现了通讯网关机的自动校验遥猿实现方式猿.1 仿真子系统设计仿真子系统解析全站 SCD 文件生成各 IED 装置的 CID 文件尧导入通讯网关机转发表尧点表信息袁按照点表的顺序生成校核序列咱3暂遥针对于 IEC61850 的变电站遥信的仿真袁仿真子系统通过CID 文件进行模拟间隔层 IED 装置袁实现遥信尧遥测的虚拟仿真遥遥信仿真可以按照点表顺序进行仿真也可以按照遥信类型进行仿真遥 由于通讯中断的信号的变位是通过通讯网关机与间隔层装置之间的通讯是否成功进行自行判断的袁 造成了此信号在校核时判断周期长的问题遥 因此在设计的时候将通讯中断单独生成校核序列进行校核袁以方便对通讯中断信号进行顺利的完成校核遥 仿真子系统对于 IEC61850变电站的仿真袁 可以实现 300 多台二次设备的仿真模拟袁自动批量触发时 CPU 占有率不大于 25%尧数据触发时间间隔抖动误差不大于 2 ms尧数据触发时间间隔可设置范围不低于 5 ms70 s尧 可以支持 35 kV尧110 kV尧220 kV尧500 kV尧750 kV尧1100 kV 等全电压等级的二次设备仿真遥 本系统可以按照偏移量对遥测进行仿真袁 偏移量数值设置为点号+0.99遥在现场应用时袁 根据现场实际情况需要配置遥测校核的数据组数遥 针对于 IEC103 变电站的仿真袁在仿真子系统中设计了各厂家的 IEC103 规约解析适配模块尧 通讯网关机配置文件适配模块袁以实现 IEC103 规约间隔层装置的仿真遥猿.2 智能化校核子系统设计智能化校核子系统通过解析通讯网关机以及监控后台转发的遥信尧遥测信号进行比对咱4暂遥 通讯网关机的转发规约一般为规范的国网 104 规约袁但是各厂家的监控后台转发规约相差很大遥对于监控后台的转发规约进行适配袁 实现了智能化校核子系统接收通讯网关机及监控后台转发的遥信尧遥测信号袁并进行自动比对校核遥 对于遥测校核袁通过 kafka 中间件将监控后台遥测的实时数据转发出至智能化校核子系统遥 智能化校核子系统接收通讯网关机转发出的 IEC104 规约的遥测值袁 监控后台通过kafka 中间件转发出的遥测数据进行自动比对校核袁 若一致袁视为通过遥 对于 IEC103 规约变电站袁如果间隔层设备能够发浮点数的遥测值袁 那么由基于监控后台的集控主站监控信息智能化校核系统的仿真子系统与智能化校核子系统设置统一的遥测校核策略曰如果间隔层设备不能发浮点数的遥测值袁那么由基于监控后台的集控主站监控信息智能化校核系统按照不超出通讯网关机满度值的原则袁设置遥测值校核策略遥源实施步骤第一步袁校核前准备院淤从综自后台厂家处获取全站系统配置描述文件 SCD 文件渊非 IEC61850 变电站除外冤曰于通讯网关机配置 RCD 文件或通讯网关机曰盂从监控班获取经过审核的监控信息标准点表搭建自动校核环境遥第二步袁静态校核院淤点表校验曰于RCD 或网关机配置文件校验曰盂SCD 校验渊非 IEC61850 变电站除外冤曰榆RCD 与 SCD一致性校验渊非 IEC61850 变电站除外冤遥第三步袁自循环校验院淤基于监控后台的集控主站监控信息智能化校核系统同时接入通讯网关机入口侧和出口侧进行闭环测试曰 于通讯网关机遥信遥测信号转发时延是否满足通讯网关机技术规范要求袁并记录校验结果曰盂自循环校验未通过的信号需要协调综自后台厂家查明原因袁 修改通讯网关机配置并导出新的 RCD 表或通讯网关机转发表袁校核无误后在配置校核界面导入袁重新对未通过的信号进行校核直至全部通过遥第四步袁基于监控后台的信息智能化校核院淤基于监控后台的集控主站监控信息智能化校核系统一个网口接入通讯网关机出口侧袁一个网口接入自备交换机曰于校核人员通过基于监控后台的集控主站监控信息智能化校核系统模拟触发遥信尧 遥测量进行监控信息校核遥 智能化校核系统以监控后台为基准自动校核新增通讯网关机的遥信遥测数据是否正确曰盂校核完成后袁导出标准的校核表报告遥缘结束语本系统在 110 kV 变电站接入集控主站进行试点应用袁实现了一人一次性进行集控主站监控信息的全自动校核遥 110 kV变电站的通讯网关机的监控信息的遥信遥测数量大约 2000 个左右袁校核时长为 2 小时左右袁校核准确率为 100%遥 使用本系统大大节约了工程时间以及校核准确率遥随着集控主站的建设袁 越来越多的智能站以及传统运行的综自站需要接入集控主站遥 这就需要对接入集控主站的监控信息进行校核工作遥本文设计的系统可以实现不停电的情况下袁运行变电站接入集控主站的监控信息的全自动校核袁 既缩短了集控主站建设工期袁 又提高了校核准确率及经济效益遥 通过在电渊下转第 71 页冤68叶工业控制计算机曳圆园圆3 年第 猿6 卷第 8 期渊上接第 68 页冤网其中推广基于监控后台的集控主站监控信息智能化校核系统袁提高电网运行安全袁助力智能电网建设遥参考文献咱1暂夏立萌袁张金祥袁宋巍袁等.基于模拟技术的智能变电站远动信息快速校验方法咱J暂.电气应用袁2018袁37渊13冤院12-17咱2暂张小易袁彭志强.智能变电站站控层测试技术研究与应用咱J暂.电力系统保护与控制袁2016袁44渊5冤院88-94咱3暂刘焕志袁胡剑锋袁李枫袁等.变电站自动化仿真测试系统的设计和实现咱J暂.电力系统自动化袁2012袁36渊9冤院109-115咱4暂纪陵袁李忠明袁蒋衍君袁等.智能变电站二次系统仿真测试和集成调试新模式的探索和研究咱J暂.电力系统保护与控制袁2014袁42渊22冤院119-123咱收稿日期院圆园圆猿-02-15暂a 抓取红色袋装薯片曰b 抓取绿色盒装 a 饼干曰c 抓取果冻曰d 抓取火腿肠曰e 抓取黄色袋装薯片曰f 抓取绿色盒装 b 饼干图 6抓取分拣实验分类能力遥 抓取成功率和分类成功率定义为院抓取成功率=抓取成功次数抓取次数渊1冤分类成功率=分类成功次数抓取成功次数渊2冤实验结果如表 2 所示袁共计抓取成功 112 次袁分类放置成功112 次遥单次抓取成功率 93.3%袁抓取后的分类成功率 100%遥说明对物体种类的识别全部成功袁有少量抓取失败遥表 2机器人抓取实验结果统计实验结果可以看出袁该系统对于物品的种类识别能力很强袁我们设置的两组相似物品袁 形状相同颜色不同的袋装薯片和颜色尺寸相似花纹不同的盒装饼干袁都能够准确识别遥根据实验结果分析发现袁 抓取失败的情况主要集中在袋装薯片上遥 由于袋装物品的形状非常不规则袁且易发生变形袁导致定位坐标误差较大袁抓取时出现比较大的位置偏差遥 此外袁火腿肠因其形状是圆柱体袁不存在平面袁对定位误差的容忍度较低袁易出现小误差导致抓取失败的情况遥 盒装饼干和果冻的抓取和分类成功率 100%袁因为此类物品带有平面袁定位误差较小袁且容易抓取遥虽然视觉定位坐标与物品实际位置存在一定误差袁但是机器人系统中的风琴吸盘作为一种被动柔性末端执行器具有较强的鲁棒性袁能够容忍小尺度的定位误差袁所以系统整体可获得比较高的抓取成功率遥4结束语为解决杂乱堆放的不规则多物品分拣问题袁通过双目相机尧协作机械臂尧 负压吸盘搭建起物品分拣机器人系统袁 基于YOLOv5 算法和 PSMNet 网络建立起目标检测和双目立体匹配算法袁利用 ROS 系统的 MoveIt 模块进行机械臂控制遥算法中利用图像先分割再匹配的思想袁提升系统运行速度遥模型训练时通过图像变换和随机采样方法进行数据增强袁以减少人工标注量遥经过验证袁 物品分拣机器人可以识别出各类生活中的常见物品袁包括各种颜色尧形状和材质遥 同时也能较为准确地定位和抓取袁尤其是针对具有平面形状的物品的成功率更高遥 因此袁将其应用到家庭服务机器人等需要识别抓取多目标不规则物品的场景中有很大的潜力和推广价值遥参考文献咱员暂杜学丹.基于视觉的机器人智能抓取系统设计与实现咱D暂.哈尔滨院哈尔滨理工大学袁圆园员愿咱圆暂孙斌.3D 视觉辅助下的机器人灵巧手抓取技术研究咱D暂.上海院华东师范大学袁2019咱猿暂李浩琛.基于深度学习的工业机器人目标定位及位姿估计研究咱D暂.重庆院中国科学院大学渊中国科学院重庆绿色智能技术研究院冤袁2018咱源暂KONISHI Y,HATTORI K,HASHIMOTO M.Real-time 6d ob鄄ject 孕ose 耘stimation on 悦孕哉C/2019 IEEE/RSJ InternationalConference on Intelligent Robots and Systems(IROS).IEEE,2019:3451-3458咱缘暂LEVINES,PASTORP,KRIZHEVSKYA,etal.Learninghand-eye coordination for robotic grasping with deep learn鄄ing and large-scale data collectionJ.The International jour鄄nal of robotics research,2018,37(4-5):421-436咱远暂张辉袁樊亚妮袁莫晓婷.一款能够智能分类垃圾机器人的研制咱J暂.工业控制计算机袁2021袁猿源渊员圆冤院员猿远原员猿愿咱苑暂王科举袁廉小亲袁陈彦铭袁等.基于深度学习的机械臂视觉系统咱J暂.信息技术与信息化袁2020渊8冤院圆园猿原圆园愿咱愿暂陈炎袁杨丽丽袁王振鹏.双目视觉的匹配算法综述咱J暂.图学学报袁2020袁41渊5冤院7园圆原苑园愿咱怨暂DO P,NGUYEN Q C.A Review of Stereo-PhotogrammetryMethod for 3-D Reconstruction in Computer VisionC/201919th International Symposium on Communications and Infor鄄mation Technologies(ISCIT).IEEE,2019咱员园暂CHANG J R,CHEN Y S.Pyramid stereo matching networkC/Proceedings of the IEEE conference on computer vi鄄sion and pattern recognition,2018:5410-5418咱收稿日期院圆园圆猿原园圆原圆愿暂71