101規(guī)約在配電自動化系統(tǒng)中的應用與開發(fā)_0000

1、維普資訊 繼電器第卷第期年月日 關鍵詞： 規(guī)約； 配電自動化； 串行通信中圖分類號：； 文獻標識碼：文章編號： （）構都采用非平衡式傳輸并采用快速校驗一過程通信規(guī)約的規(guī)定來判斷故障區(qū)域，這樣保證了兀、的重要數(shù)據的優(yōu)先、快速上傳。息是重要信息，需要立即傳輸，有較高的傳輸優(yōu)先級；有些信息傳輸優(yōu)先級較低，可以慢慢地傳輸?；诖嗽瓌t， 在我們開發(fā)的配電網綜合自動化系統(tǒng)中，故障發(fā)生時優(yōu)先、快速、準確傳送故障狀態(tài)信息成為快速判斷故障區(qū)域的關鍵。 由于 是沿著配電線路安裝，考慮到通信通道節(jié)約投資的問題，比較合理有效的通信通道配置是采用多點共線方式。規(guī)約嚴格規(guī)定只有在點對點或多個點對點 的全雙工通道才采用平衡

2、式傳輸，對于其它網絡拓撲結自動字綺 （）（同上）自動字符 （）控制塒 （）鏈路地址域（）鏈路用戶數(shù)據（可變長度）幀控騎和（）結束字符（）圖 可變幀長幀格式 基金項目：河北省科技廳（）規(guī)約在配電自動化系統(tǒng)中的應用與開發(fā)王建杰，霍利民，張敬平，劉偉娜，張立國（河北農業(yè)大學，河北保定； 華北電力大學，河北保定）摘要： 對國際標準規(guī)約規(guī)約在我國配電自動化應用中的一些問題進行了探討，并結合實際工程進行配電自動化通信系統(tǒng)程序開發(fā)。 采用面向對象的 語言作為開發(fā)工具，利用多線程串行通信技術和高效率的光纖通信，嚴格遵守多點共線方式下 規(guī)約的快速一校驗一過程規(guī)定，提出具體的開發(fā)思想，成功開發(fā)了配電自動化通信系統(tǒng)

3、，保證了主站與之間的通信，實現(xiàn)了兀采集的數(shù)據的快速準確上傳 經過實際測試，系統(tǒng)滿足開發(fā)要求，數(shù)據收集實時準確， 目前該系統(tǒng)已成功穩(wěn)定運行。事實證明，規(guī)約能很好地滿足現(xiàn)代配電自動化系統(tǒng)的要求，有很高的應用價值。 引言配 電 自動化系統(tǒng)是利用現(xiàn)代通信和計算機技術、對配電網在線運行的設備進行遠方監(jiān)視和控制的網絡系統(tǒng)。 目前應用的遠動規(guī)約有多種，我國討論較多的適用于配電自動化系統(tǒng)的通訊規(guī)約主要有規(guī)約和規(guī)約兩種。規(guī)約是一種在北美流行 ，并且采用平衡式傳輸方式的通信規(guī)約。 規(guī)約是由 電力系統(tǒng)控制和通信技術委員會 （） 制定的基本遠動配套標準，我國制定并出版的電力行業(yè)標準（代替） 等同采用頒布的基本遠動任務

4、配套標準。 本文結合實際工程，介紹了 規(guī)約在配電自動化系統(tǒng)中的應用和通信系統(tǒng)程序的開發(fā)思想和實現(xiàn)過程。 配電自動化系統(tǒng)對通信規(guī)約的要求配電自動化系統(tǒng)信息傳輸?shù)奶攸c 是：有些信 規(guī)約簡介規(guī)約的參考網絡模型及幀格式遠動規(guī)約的參考網絡模型 是（）結構，該增強性能模型結構是根據的七層標準模型轉化而來的。 考慮到傳輸?shù)男剩?規(guī)約使用的參考模型只有層，即應用層、鏈路層、物理層。規(guī)約采用的幀格式 是基本標準中的，異步式字節(jié)傳輸幀格式，分為可變幀長幀如（圖）和固定幀長幀兩種（如圖）?？勺儙L格式用于主站向子站傳輸數(shù)據或由子站向主站傳輸數(shù)據；固定幀長格式用于子站同答主站的確認報文或主站向子站的詢問報文。維普資

5、訊 三建杰，等 規(guī)約在配電自動化系統(tǒng)中的應用與開發(fā)啟動事符 ）控制域 （）鏈路地址域 （）帕校驗和 （）結束字符 （）圖 固定幀長幀格式 規(guī)約在配電自動化系統(tǒng)的應用實例本系統(tǒng)所應用的配電 自動化系統(tǒng)饋線上安裝的各個的通道結構是多點共線，規(guī)約明確規(guī)定，在全雙工、多點共線的饋線自動化中，不采用規(guī)約的狀態(tài)量變位主動上報的方式 平（ 衡傳輸?shù)姆绞剑?，而采?規(guī)約的快速一校驗一過程規(guī)定。 采用規(guī)約的平衡傳輸?shù)姆绞降木窒扌栽谂潆娮詣踊娜p工、多點共線的情況下，如果采用 的平衡傳輸方式，當在饋線的某個區(qū)段發(fā)生故障時，將會有不只 個 、檢測到故障電流，產生級數(shù)據，各個、將同時向主站發(fā)送級數(shù)據，因此就產生了信

6、息傳輸沖突，主站無法正確收集到各個丌的級數(shù)據。為了避免沖突，只能采用載波監(jiān)測的方式。在各個監(jiān)測通道是否被其它占用的同時也增加了該信息上傳的時間，還有丟失報文的可能，同時 硬件設計的難度增大。 主站不能及時地收集到所有 的 級數(shù)據，做不到快速準確地確定故障區(qū)域，因此就不能迅速采取減小配電網損失的措施，導致不能很好地滿足現(xiàn)代配電自動化系統(tǒng)的要求。 因此多點共線的情況下采用 的平衡傳輸方式具有一定的局限性 。 采用規(guī)約快速一校驗一過程規(guī)定在全雙工、多點共線的情況下應該嚴格采用叭規(guī)約的快速一校驗一過程規(guī)定，具體介紹見文獻。這樣主站是主動向各個召喚數(shù)據，而不是被動地等待接收數(shù)據。 這種情況下一旦有多個同

7、時產生 級數(shù)據，主站可以采用一些檢索方法來及時確定故障區(qū)域，比如依次召喚各個丌、的級數(shù)據，或者應用對半分割檢索方法，線路上串聯(lián)個丌，主站只需召喚次，用時就可以確定故障區(qū)域，從而進行故障隔離，恢復供電，然后就向置（即有要求訪問位）的召喚級數(shù)據。采用 規(guī)約的快速一校驗一過程規(guī)定可以減少數(shù)據收集的時間，能夠快速準確地判斷故障區(qū)域并實施相應措施，對減小 由于線路故障造成的損失起到了很好的作用。 本系統(tǒng)在開發(fā)設計的過程中采用了這種規(guī)定。 配電自動化通信系統(tǒng)程序開發(fā)本系統(tǒng)采用面向對象的 語言編程，應用串行通信技術，利用串口實現(xiàn)計算機對 的集中控制。 目前，在國內已有很多配電網采用 新型的光纖傳輸設備來替代

8、原有的配電線載波終端。 光纖通信的優(yōu)點是可靠性高，帶寬寬，不易受干擾。 本系統(tǒng)就是采用 了光纖通信技術實現(xiàn)主站系統(tǒng)與饋線上的通信。配電自動化通信系統(tǒng)申行通信的實現(xiàn)思想實現(xiàn)計算機的串行通信有多種方法，由于控件使用靈活簡單，本系統(tǒng)采用 控件實現(xiàn)串行通信程序，在通過串口對丌進行控制之前首先對串 進行基本參數(shù)設定，比如波特率、數(shù)據位、停止位、校驗方式、流控制方式等。由于實際饋線的 數(shù)量較多，因此配電自動化通信系統(tǒng)大多采用多串口通信方式來減輕后臺計算機的壓力。 實現(xiàn)多串 口同時通信有輪詢式和線程式，輪詢式實現(xiàn)簡單，但實時性不高；線程式實現(xiàn)復雜，但實時性良好。 本系統(tǒng)所應用的配電自動化系統(tǒng)對實時性的要求較

9、高，因此本文選用多線程方式實現(xiàn)多串口通信，每個串口的通信由 個主線程控制，每個串口對應多點共線的個、。硬件方面采用臺灣生產的摩（ 莎卡）擴展串口，根據實際酉己電網情況選用 串口摩莎卡。 該產品穩(wěn)定性能好，為以后配電網增大時預留串擴展空間。串口與丌的數(shù)據通信通過異步通信光模塊 完成，該模塊通道數(shù)多，組網能力強，工作方式靈活，可靠性高，已經在很多地區(qū)的配電網上成功應用，是性價比較高的異步通信光傳輸模塊。 配電自動化系統(tǒng)通信程序流程圖的實現(xiàn)本文嚴格采用 規(guī)約的快速一校驗一過程規(guī)定，實現(xiàn)了主站端與 的通信，滿足了收集各數(shù)據的要求，尤其實現(xiàn)了對 級數(shù)據的快速采集。通信程序流程圖如圖所示。 數(shù)據解析程序的

10、實現(xiàn)過程主站與通信過程中，通過串口收到的上傳數(shù)據幀是否符合規(guī)約規(guī)定直接關系到主站端能否對配電網運行狀況做到正確認識和判斷。 因此本系統(tǒng)在程序編制時把數(shù)據解析 程序做為重點來抓。 把數(shù)據解析程序放入的一個類中來調用 ，通信主程序開辟一個單獨的線程始終保持對維普資訊 繼電器圖 程序流程圖 串口進行監(jiān)視，直到收到線路空閑間隔狀態(tài)，表明凄到了一次數(shù)據，把瀆到的數(shù)據放人緩沖區(qū)，然后調用數(shù)據解析類對該緩沖區(qū)內數(shù)據進行分析，該類包括對鏈路層的解析和對應用層的解析。（）鏈路層解析函數(shù)鏈路層解析函數(shù)包括對兩個啟動字符、兩個 、控制域、地址域、幀校驗和、結束字符的解析。 首先判斷數(shù)組的啟動字符，可變幀長幀為 ，固

11、定幀為，對沒有啟動字符的數(shù)據視為無效幀 ，舍棄后讀取下一個緩沖區(qū)內數(shù)據進行判斷。 如果啟動字符正確，對于固定幀，幀長度為 字節(jié)，對于可變幀長幀，幀長度為 ，特別注意的是不能按照結束字符來判斷一個完整幀，因為在幀中也可能包括一個或多個 ，容易造成錯誤分析。 結束字符的前位是幀校驗和，對于校驗和錯誤的幀一定要堅決一舍棄。在對控制域分析時，如果要求訪問位，程序應立即對請求級數(shù)據。鏈路層各部分的解析在數(shù)據解析類中通過一個公共的鏈路層分析函數(shù)已得到很好的解決，經鏈路層分析函數(shù)解析通過的數(shù)據幀接著調用應用層解析函數(shù)繼續(xù)分析。（）應用層解析函數(shù)應用層解析函數(shù)包括對數(shù)據類型標識、可變結構限定詞、傳送原因、公共

12、地址、信息體的解析幀中的類型標識和傳送原因決定了幀的類型 （包括遙信幀、遙測幀、故障錄波、事件順序記錄幀等），本系統(tǒng)將不同類型的幀建立不同的分析函數(shù)，將應用層數(shù)據放人對應的函數(shù)分析。 通過判斷可變結構限定詞的 位，可得出信息體的排列方式，表示信息體是非順序排列 ，信息體個數(shù) 由可變結構限定詞的低七位二進制數(shù)表示，每一個信息體對應一個信息對象地址；表示信息體是順序排列，后續(xù)信息體地址為第一個信息對象地址依次加。按照信息體的個數(shù)依次取出各個信息體數(shù)據進行分析，存入相應的數(shù)據庫表中，為故障診斷、網絡重構、潮流計算 、線損計算等高級功能模塊提供原始數(shù)據 配電自動化通信系統(tǒng)主要實現(xiàn)功能及問題解決系統(tǒng)在與

13、進行通信時，主要實現(xiàn)了以下功能：時間同步、召喚級數(shù)據、召喚級數(shù)據、總召喚、召喚電能量、讀取遠方參數(shù)、沒置遠方參數(shù)、遙控等。 在系統(tǒng)實際運行過程中，重點解決了以下問題：（）在對各進行總召喚時，發(fā)現(xiàn)主站只能收到 上傳的召喚確認幀和遙測幀，而收不到遙信幀和總召喚結束幀，經研究是主站設定的匹配超時時間過短，由于干擾等原岡導致主站端在收到召喚確認幀和遙測幀后定時時間到，主站繼續(xù)下發(fā)數(shù)據幀命令，導致門上傳的數(shù)據不完整。 因此在主站設定匹配超時時間時要考慮到數(shù)據幀長短 、發(fā)送接收是否受到 ：擾、波特率等因素，合理設定匹配超時時間以保證數(shù)據的完整性和實時性。（）在配電 自動化系統(tǒng)中，故障發(fā)生時 級數(shù)據尤其是故

14、障電流能否準確傳送成為快速進行故障診斷的重要網素。 在召喚 級數(shù)據時，將故障前后各 個周波的數(shù)據組成讀命令響應幀上傳，程序在設計過程巾加入 故障錄波回放功能，在給定的界面上描述了故障前后的電流波形，更直觀地表示故障前后電流變化情況。 結論本系統(tǒng)在實際沒計、實現(xiàn)過程中，全面分析了規(guī)約在配電自動化系統(tǒng)的應用，充分利用面向對象的強大開發(fā)功能，嚴格遵守 規(guī)約的規(guī)定 ，重點在通信的呵靠性和實時性，多線程串行通信提高了通信效率，減少了計算機的資源浪費，同時考慮了該通信系統(tǒng)與其他廠家的 的兼容性。目前該系統(tǒng)已應用在某縣供電公司的配電自動化系統(tǒng)中，數(shù)據傳輸實時準確，滿足 級數(shù)據快速上傳的要求，程序層次分明，維護方便簡單，運行穩(wěn)定，通用性強。 目前系統(tǒng)運行狀況良好，表明規(guī)約完全滿足現(xiàn)代配電自動化系統(tǒng)的要求，有很高的實際應用價值。維普資訊 建杰，等 規(guī)約在配電自動化系統(tǒng)中的應用與開發(fā)，（）： 魏民，羅安使用面向塒象的設汁技術實現(xiàn)電力通信規(guī)約 電網技術，（）：， ，（）： 夏遠福，江道灼，黃民翔 規(guī)約在饋線自動化系統(tǒng)中的應用繼電器，（）：，）（，（）：參考文獻：收稿日期： 作者簡介：王建杰 （一），