甘庆祥　杨晓青

摘  要：文章在分析目前变电站监控后台现状基础上，针对现阶段后台监控系统升级改造过程实施技术难点，并结合实际改造工程提出了相应的解决对策。

关键词：变电站;监控系统;升级改造

中图分类号：TM764 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）34-0101-02

Abstract： Based on the analysis of the current situation of the background of substation monitoring， this paper puts forward the corresponding countermeasures according to the technical difficulties in the process of upgrading and transformation of the background monitoring system at the present stage， and puts forward the corresponding countermeasures combined with the actual reconstruction project.

Keywords： substation; monitoring system; upgrading

引言

在现阶段网络安全如此严峻的情势下，目前大部分运行的变电站监控后台计算机操作系统使用的Windows 2008、Windows XP 及Windows 7操作系统不能满足安全稳定运行要求。而且监控后台是接入调度数据网安全生产I区，一旦被病毒感染并控制监控系统，将直接危险电力监控系统的控制区，产生不可估量的危害。

1 变电站后台监控系统现状分析

变电站运维人员在使用Windows系统的监控后台时因使用习惯不良而导致监控后台存在大量的病毒且部分文件被感染。网络安全专业要求对监控后台主机进行病毒查杀。但在实际执行中，由于360杀毒软件和赛门铁克等杀毒软件有时无法识别监控系统文件，会误将其定义为可疑文件，因此在杀毒过程中往往提示上千条病毒警告。若对每个病毒警告进行详细分析是不可能的。即使对监控后台重新安装纯洁版的Windows，在还原数据库或者备份时，同样将病毒带到新系统。所以对于已感染的监控后台系统，很难做到无可疑文件运行。对此，根据《电力监控系统Windows主机改造方案》，将有序对变电站的监控后台进行改造升级工作。

2 监控后台改造升级方案

2.1 操作系统升级

目前大部分变电站监控后台使用的Windows XP操作系统已经停产及相关补丁不再更新，而Unix操作系统则具有一定的不可预测风险性。所以网公司《电力监控系统Windows主机改造工作方案》中要求，将原变电站中监控后台中的Windows系统逐步更换成更安全的国产凝思Linux操作系统，并计划于2020年底前完成。Linux操作系统是北京凝思科技有限公司自主研发并拥有完全自主知识产权的操作系统，经过国家安全测试满足网络安全要求。但为满足等保测评的要求，在将监控后台操作系统更换为Linux系统时需要删除部分不必要的服务、关闭不需要的端口等多项网络安全整改要求。

2.2 新监控后台系统功能简述

新变电站监控系统采用先进的分布式网络技术、面向对象的数据库技术、跨平台可视化技术、能全面支持IEC60870-5-103、IEC61850等國际标准，开放系统平台架构，强化了系统建模能力和应用功能的模块化程度，不仅能满足常规变电站（未经综改的变电站）的运行需求，亦可满足智能变电站的技术要求。同时能通过中国电科院组织的新一代监控系统的集中测试，具备数据辨识、状态估计、多级智能告警、源端维护等多种变电站高级应用功能。新变电站监控系统跨多种软硬件平台，可伸缩性好、可裁减性强。IEC60870-5-103是目前大多数变电站主流的通信标准，而IEC61850是最新的变电站无缝通信标准，随着IEC61850的推广应用，减少规约转换装置的使用，减少工程人员建模的时间，提供工程效率。

3 监控后台升级关键问题及解决方案

变电站监控后台的升级，主要针对使用Windows操作系统或者工况不良的监控系统。监控后台的升级包括了操作系统、监控系统和硬件设备的同步升级更换。新系统需实际运行一段时间后再评估其稳定性，因此在监控后台升级过程中会存在新旧后台同时使用的情况，用于两套系统数据的对比以确定新系统的稳定性。监控后台系统升级改造的验收包括了人机界面和三遥「遥信、遥测、遥控（包括了遥调）」功能的验收，以往在综自改造或者新站建设工程中对于三遥功能的验收均可通过实际传动来验证其正确性。而本次更新监控后台系统工作，对于已在运行的变电站则要求是在一次设备不停电的情况下进行。并且工程人员和运维人员对于本次升级使用的凝思Linux安全操作系统和最新的监控系统相对陌生。因此，如何做好变电站监控后台升级改造和验收工作，对厂站自动化验收人员极具挑战性。

3.1 使用Excel的Vlookup 函数对比数据，确保数据库导入导出正确性

新监控后台系统具备可将旧系统中的数据库通过组态一键导入新系统的性能，新旧系统数据库无缝切换。但在实际测试中，会存在数据无法完整导出，出现缺少新建间隔信息、档位遥控、描述转换后存在变换、遥信取反特殊处理无导出等问题。而数据库中的任一参数都可能影响三遥数据的正常上送或者显示，对于庞大的数据库，多层复杂的关联关系，人工根本无法实现一一核对数据正确性。

对此，以南瑞科技NS2000系统更换为NS5000系统为例，提出了使用Excel表格中 Vlookup函数进行新旧系统数据库的对比。原理就是在旧系统的数据库中导出基础数据库，包括逻辑节点表、逻辑设备表、遥信表、遥控表、遥测表，并对立面的数据进行有效的合并，查找替换。新系统导出measanalog、measpoint表格，根据严谨的逻辑关系进行整合处新的三遥表。通过新旧三遥表可以核对逻辑节点、逻辑节点号、遥控号、遥信号、遥测系数等关键参数的真确性。同时，导出的新旧系统的数据库中，可以通过Excel中的高亮重复项功能，排查数据的唯一性。还可以通过对比新旧系统的采集数值的误差，再次论证参数的正确性。

如在500kV XX站变电站监控后台升级中，监控系统遥信数6031个、遥测数1993个、遥控数225个，总数8249个，其中通过函数排查出375个不完整导出数据，不完整导出率为4.5%。根据Excel数据能反推结果，快速整改完成，完整率达100%。同时将新监控后台系统存在的问题向相关的厂家研发部门反馈，要求对一键数据库导入功能进行完善，切实做好新旧系统数据库无缝转换功能的实现。

3.2 提前离线验收监控系统数据库

工程人员一般提前使用调试专用笔记本安装好并模拟新监控系统。如南瑞科技厂家可以通过安装虚拟机安装NS5000系统，还原数据库进行编辑。南瑞继保则可以使用win10操作系统的笔记本上安装PCS9700的监控系统，并且还原数据库。因此，厂站端自动化验收人员提前介入工程验收，根据工程人员提供的数据库还原在专用调试笔记本上，以提前离线的方式核对数据库和画面关联等性能的正确性。监控后台的数据库中的每个原件、热点及画面等都是工程人员手工关联对应的数据库，不可避免存在一定的人为错误。因此，验收人员提前离线验收数据库，可以第一时间发现数据库存在的错误如图形不规范、画面关联错误、四遥点表错误、关键参数设置有误等问题，及时反馈给工程人员并要求整改。通过提前离线的验收，可有效处理监控后台画图和数据库问题，缩短现场验收时间，提高验收效率，但为了确保正确性要注意需要现场验收时要再次确认。

3.3 现场三遥验收

3.3.1 遥测、遥信验收

在新的监控后台系统接入变电站网络之后，可以使用抽检的方式核对后台画面是否关联正常，以及实时遥信和遥测数据是否与旧系统或者现场运行一致，尤其应该关注合并遥信、取反遥信、经转换描述遥信等经特殊处理的遥信点。

同时，新的监控后台系统与站内独立五防使用网络通信方式，因此还要验收相关遥信转发表。一般采用人工置数的方式逐一核对转发表的正确性，同时注意要满足调控一体化的要求，部分刀闸的遥控属性需要增加监控后台遥控属性。

3.3.2 遥控验收

在一次设备不停电的情况下进行遥控验收，有可能会存在误控运行设备的风险。在进行遥控验收时一般认为采用的将全站测控装置的远方/就地切换把手切换至就地位置的安全措施，但这仅适用于如南瑞科技NSD500测控，并且刀闸不具备遥控功能的变电站。因为南瑞科技NSD500测控装置的远方就地切换把手，仅仅是串接在开关遥控回路的一对接點，对防止刀闸误遥控不起作用，不能完全保证避免误遥控风险。再如南瑞继保的测控装置RCS9700和PCS9700测控需要切换至远方位置才能查看遥控报文。因此，为了保证验收时的安全性，最有效的安全措施是退出全站遥控出口压板，包括开关、刀闸、主变档位、主变中性点刀闸等遥控出口压板，只进行遥控预置以确保点表数据库的正确性。

另外，对于一些特别旧的保护测控一体的装置需要根据装置性能和遥控回路原理图进行试验。如南瑞科技NSR-612R_BH保护测控装置，需要遥控出口才能看到报文。验收步骤如下：（1）远方/就地切换把手切换至就地位置，核对间隔无误;（2）取反开关位置信号，再进行遥控预置，返校成功并出口;（3）查看装置遥控出口报文的正确性。

再如南瑞继保RCS9611A系列无法看遥控预置报文和无遥控出口压板的装置，可以通过如下步骤验收：（1）远方/就地切换把手切换至远方位置，核对间隔无误;（2）取反开关位置信号，再进行遥控预置，后台显示预置成功;（3）拔装置通信线再预置，后台显示预置不成功。

4 结束语

变电站监控后台升级改造工程，不仅是系统的升级，验收方法也由原来的停电综自改造验收方式更换为不停电更换验收，给工程人员和验收人员带来新的挑战。笔者提出离线提前验收的方式，并通过Vlookup函数确保数据库无缝转换，并总结和分享现场遥控预置验证的方法以及安全注意事项，确保不停电验收的正确性和安全性。不仅提升了验收的效率，也提升了验收人员的技能水平。

参考文献：

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[3]李达.变电站电力监控系统设计与实现[D].东北大学，2009.