變電站綜自系統(tǒng)的通信服務(wù)器配置方案

變電站綜自系統(tǒng)的通信服務(wù)器配置方案

在整個(gè)供電自動(dòng)化系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的測(cè)量設(shè)備和系統(tǒng)集成了同一家制造商的產(chǎn)品。不同的廠商因?yàn)橥ㄐ乓?guī)約的理解和解釋不一致,難以直接實(shí)現(xiàn)互相之間的通信。提出了國(guó)電南自PSX600U與國(guó)電南瑞NSC320型通信服務(wù)器三種互連方案,分析各種方案的利弊。采取將PSX600U通信服務(wù)器以智能電子設(shè)備形式下掛至NSC320型通信服務(wù)器作為規(guī)約轉(zhuǎn)換器,進(jìn)行相應(yīng)的通信和規(guī)約配置,滿足變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)單系統(tǒng)運(yùn)行的要求。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù),對(duì)變電站實(shí)施自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性自動(dòng)化系統(tǒng),簡(jiǎn)稱變電站綜自系統(tǒng),是自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)在變電站領(lǐng)域的綜合應(yīng)用。變電站綜自系統(tǒng)是通過(guò)通信服務(wù)器(又稱總控單元)以相應(yīng)的通信規(guī)約與站內(nèi)的保護(hù)測(cè)控裝置及IED設(shè)備相連,上傳調(diào)控中心實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站設(shè)備的監(jiān)視和控制［1］。由于各個(gè)設(shè)備廠商對(duì)通信規(guī)約的不同理解和解釋,不同廠家之間的測(cè)控裝置與通信服務(wù)器往往無(wú)法直接連接。在改造的變電站中往往會(huì)出現(xiàn)兩種以上廠家的測(cè)控保護(hù)裝置,而其中一家的測(cè)控保護(hù)裝置通常無(wú)法直接接入另一家的通信服務(wù)器。根據(jù)在某110kV變電站綜自系統(tǒng)改造時(shí),國(guó)電南自的保護(hù)測(cè)控裝置無(wú)法直接接入國(guó)電南瑞的NSC320通信服務(wù)器的情況,提出利用國(guó)電南自的PSX600U通信服務(wù)器與國(guó)電南瑞的NSC320通信服務(wù)器三種互連方式,分析各種方式的特點(diǎn)。最終通過(guò)對(duì)NSC320通信服務(wù)器的參數(shù)配置,達(dá)到實(shí)現(xiàn)國(guó)電南自測(cè)控裝置接入國(guó)電南瑞NS3000監(jiān)控系統(tǒng)的目的。u3000國(guó)外增設(shè)了聲表設(shè)備某110kV變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)改造,原系統(tǒng)為國(guó)電南自PS6000變電站綜自系統(tǒng),通信服務(wù)器為PSX600U。中標(biāo)物資為國(guó)電南瑞NS3000變電站綜自系統(tǒng),相應(yīng)的通信服務(wù)器為NSC320,大部分間隔裝置更換為國(guó)電南瑞的NSR600RF—D系列測(cè)控保護(hù)裝置。主變壓器等間隔仍保留國(guó)電南自PSR660保護(hù)和測(cè)控裝置,而新上的國(guó)電南瑞NSC320通信服務(wù)器需要采集1號(hào)、2號(hào)主變壓器間隔遙信、遙測(cè)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)遙控功能。變電站綜自系統(tǒng)站控層與間隔層的通信方式主流采用基于以太網(wǎng)為通信網(wǎng)絡(luò)的103通信協(xié)議,在軟件上采用面向?qū)ο蟮姆椒?實(shí)現(xiàn)與廠站、調(diào)度和集控中心通信,完成對(duì)通信的控制、協(xié)調(diào)和規(guī)約轉(zhuǎn)換,并對(duì)通信狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視［2］。隨著IEC60870—103通信協(xié)議以及我國(guó)配套標(biāo)準(zhǔn)DL/T667—1999的出臺(tái),各廠商相應(yīng)出臺(tái)了各自的103規(guī)約配套企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。本次變電站綜自系統(tǒng)改造中,國(guó)電南自的PSR660系列測(cè)控保護(hù)裝置與國(guó)電南瑞的NSC320通信服務(wù)器以網(wǎng)絡(luò)103協(xié)議方式相連時(shí),存在協(xié)議不匹配無(wú)法直接相連的問(wèn)題［4，5］。服務(wù)器連接方案實(shí)現(xiàn)不同廠家的測(cè)控保護(hù)裝置與通信服務(wù)器之間的互通,解決方式為雙方應(yīng)用相同的或者標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議。根據(jù)上述思路,可提出以下三種解決方案。1.解決信服務(wù)器“四遙”接入問(wèn)題此次改造前變電站綜自系統(tǒng)裝置主要為國(guó)電南自公司的裝置,其中PST1200主變壓器保護(hù)、PSR660系列測(cè)控保護(hù)裝置和PSX600U通信服務(wù)器為2010年更換,不在本次改造范圍內(nèi)。解決國(guó)電南自公司裝置“四遙”信號(hào)的接入的最基本的方法是國(guó)電南自與國(guó)電南瑞通信服務(wù)器單元并列運(yùn)行,即在變電站內(nèi)運(yùn)行兩套變電站綜自系統(tǒng),兩臺(tái)后臺(tái)機(jī)。國(guó)電南自PSX600U和國(guó)電南瑞NSC320通信服務(wù)器分別上傳調(diào)度,“四遙”信號(hào)以兩個(gè)廠站號(hào)分別上傳至主站系統(tǒng)。在主站系統(tǒng)中可將兩個(gè)系統(tǒng)合成在一個(gè)變電站畫(huà)面中,從調(diào)控員使用角度看還是一個(gè)系統(tǒng),如圖1所示。2.裝置測(cè)試成功率在改造過(guò)程中,將國(guó)電南自保護(hù)測(cè)控裝置直接接入國(guó)電南瑞NSC320通信服務(wù)器,進(jìn)行“四遙”信號(hào)的測(cè)試工作。測(cè)試時(shí),廠站后臺(tái)遙測(cè)量和遙信量刷新很慢,遙控操作時(shí)成功率幾乎為零,主要原因在于兩家裝置對(duì)103協(xié)議的解釋有區(qū)別。以PSX600U通信服務(wù)器串接入NSC320通信服務(wù)器測(cè)試時(shí),廠站后臺(tái)可以收到遙測(cè)量和遙信量,遙控操作時(shí)成功率不到30%。在變電站的日常運(yùn)維操作中,運(yùn)行人員通常在控制屏上進(jìn)行斷路器的操作,廠站后臺(tái)用來(lái)對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視。因此,可以將兩家的通信服務(wù)器單元在廠站系統(tǒng)中進(jìn)行串接,保證遙測(cè)、遙信的單系統(tǒng)運(yùn)行,封鎖廠站遙控功能;而上傳主站系統(tǒng)采用通信服務(wù)器單元并列運(yùn)行方式,兩個(gè)系統(tǒng)合成在一個(gè)變電畫(huà)面中,如圖2所示。3.主站連接系統(tǒng)的單系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)方案3方案三:基于psx-u通信系統(tǒng)方案方案一是保持兩套通信服務(wù)器單元現(xiàn)狀,在變電站內(nèi)未采取技術(shù)措施,僅在調(diào)度主站系統(tǒng)中將兩套系統(tǒng)的“四遙”合成在一個(gè)畫(huà)面中。優(yōu)點(diǎn):改造工作量小,主站系統(tǒng)運(yùn)行可靠,對(duì)調(diào)控員使用無(wú)影響。缺點(diǎn):兩臺(tái)當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng),兩套綜自系統(tǒng)處于同一站內(nèi),運(yùn)行檢修人員現(xiàn)場(chǎng)操作檢修等工作容易走錯(cuò)間隔,需要執(zhí)行特殊時(shí)期工作方式,增加較大的工作量。一個(gè)變電站占用兩個(gè)廠站號(hào),自動(dòng)化人員運(yùn)維工作復(fù)雜,容易出差錯(cuò)。方案二是在廠站系統(tǒng)中將國(guó)電南自PSX600U通信服務(wù)器串接入國(guó)電南瑞NSC320通信服務(wù)器,而在上傳調(diào)度主站系統(tǒng)時(shí)兩套通信服務(wù)器并列運(yùn)行。優(yōu)點(diǎn):對(duì)調(diào)控員和變電運(yùn)維人員實(shí)現(xiàn)了“單系統(tǒng)”運(yùn)行,保證了調(diào)度主站系統(tǒng)“四遙”信號(hào)的可靠性。缺點(diǎn):廠站系統(tǒng)后臺(tái)機(jī)只能使用遙信、遙測(cè)量,遙控不可用。方案三是通過(guò)采用不直接相連方式,通過(guò)規(guī)約轉(zhuǎn)換,從而實(shí)現(xiàn)使用應(yīng)用廣泛的標(biāo)準(zhǔn)CDT協(xié)議,解決問(wèn)題。優(yōu)點(diǎn):廠站系統(tǒng)及對(duì)調(diào)度主站系統(tǒng)可以改成國(guó)電南瑞NS3000一套系統(tǒng),去除國(guó)電南自通信服務(wù)器與調(diào)度主站通道,現(xiàn)場(chǎng)操作檢修時(shí)不會(huì)因?yàn)榇嬖趦商紫到y(tǒng)而走錯(cuò)間隔,同時(shí)也保證了調(diào)度的可靠性。缺點(diǎn):通信過(guò)程比較復(fù)雜,國(guó)電南瑞當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)和國(guó)電南自測(cè)控保護(hù)裝置之間的節(jié)點(diǎn)過(guò)多,調(diào)試難度大。如出現(xiàn)故障問(wèn)題與國(guó)電南瑞之間無(wú)法準(zhǔn)確定位,需要雙方廠家報(bào)文分析,給維護(hù)帶來(lái)困擾。三種方案的技術(shù)安全性比較如表1所示。綜合比較,在未更換設(shè)備前可采用方案三,廠站系統(tǒng)串聯(lián)運(yùn)行方式作為過(guò)渡方案,更有利于變電站安全運(yùn)行?；趐sx400的u通信PSX600U串聯(lián)接入NSC320方案中,保留原國(guó)電南自PSX600U通信服務(wù)器與1號(hào)、2號(hào)主變壓器等間隔的原先國(guó)電南自測(cè)控保護(hù)裝置相連接,將其當(dāng)作規(guī)約轉(zhuǎn)換設(shè)備接入國(guó)電南瑞的NSC320通信服務(wù)器。NSC320通信服務(wù)器作為變電站內(nèi)總控單元,國(guó)電南自PSX600U通信服務(wù)器通過(guò)CDT標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約轉(zhuǎn)換將其信號(hào)打包給國(guó)電南瑞NSC320通信服務(wù)器,從而實(shí)現(xiàn)“四遙”功能。PSX600與NSC320之間采用串口CDT通信方式,CDT規(guī)約中的參數(shù)設(shè)置如波特率、校驗(yàn)位、數(shù)據(jù)位和停止位等參數(shù)需雙方配合。兩臺(tái)通信服務(wù)器連接后,國(guó)電南瑞NSC320通信服務(wù)器可以收到國(guó)電南自通信服務(wù)器上傳的報(bào)文,報(bào)文正確即可說(shuō)明通信服務(wù)器之間通信成功。在國(guó)電南瑞NSC320通信服務(wù)器中增加“系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)協(xié)議”,將變電站內(nèi)相關(guān)設(shè)備的“四遙”信號(hào)上傳到當(dāng)?shù)睾笈_(tái)和調(diào)度主站。國(guó)電南瑞NSC320通信服務(wù)器組態(tài)軟件配置步驟如下［4］。1.“南自遠(yuǎn)動(dòng)裝置”的配置1)打開(kāi)NSC320組態(tài)軟件->->組態(tài)參數(shù)->->規(guī)約配置->->規(guī)約配置,配置端口和規(guī)約參數(shù),如表2所示。說(shuō)明:名稱為“南自(即國(guó)電南自PSX600U通信服務(wù)器)”的設(shè)置項(xiàng),規(guī)約類(lèi)型選擇“接收部頒CDT”,端口類(lèi)型選擇“串口232方式”,端口序號(hào)為“20”(自定義),波特率設(shè)置“1200”校驗(yàn)位“無(wú)校驗(yàn)”,數(shù)據(jù)位“8”,停止位“1”。其中波特率、校驗(yàn)位和數(shù)據(jù)位的參數(shù),國(guó)電南瑞NSC320通信服務(wù)器和國(guó)電南自PSX600U通信服務(wù)器的配置項(xiàng)一致即可。2)打開(kāi)“規(guī)約配置”列表下的“南自”進(jìn)行參數(shù)配置,如圖4所示。說(shuō)明:設(shè)備表1中,“南自遠(yuǎn)動(dòng)裝置”主要為國(guó)電南自PSX600U通信服務(wù)器的“四遙”數(shù)量進(jìn)行配置。設(shè)備表2中,“南自公共”主要為國(guó)電南自PSX600U通信服務(wù)器配置公共遙信信息,此項(xiàng)配置遙信數(shù)“16”可滿足要求。打開(kāi)“接收部頒CDT”,配置規(guī)約參數(shù),將單元數(shù)設(shè)置為“2”,主站地址設(shè)置為“1”。單元數(shù)“2”代表上述設(shè)備表列中有兩個(gè)設(shè)備,即“南自遠(yuǎn)動(dòng)裝置”和“南自公共”測(cè)控裝置。2.t106系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)NSC320通信服務(wù)器下接其他廠家裝置時(shí)需配置網(wǎng)關(guān)協(xié)議,其作用是將收集到的其他廠家裝置信息發(fā)至廠站后臺(tái)機(jī),配置如下。1)“規(guī)約配置”增加一行命名為“網(wǎng)關(guān)”配置,如表2所示,規(guī)約選擇“NET103系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)協(xié)議”。2)打開(kāi)“NET103系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)協(xié)議”,如圖5所示。裝置節(jié)點(diǎn)地址設(shè)置為“1”,是與國(guó)電南自裝置共同約定的地址。四段地址配置個(gè)數(shù)置為“1”,即NSC320通信服務(wù)器下接其他廠家裝置個(gè)數(shù),表示一臺(tái)國(guó)電南自通信服務(wù)器裝置。3)打開(kāi)binmo文件夾,單擊“320Assist”->在xt_gw.bin文件中設(shè)置四段地址,該文件的作用即是實(shí)現(xiàn)NSC320通信服務(wù)器與后臺(tái)通信,參數(shù)配置如表3所示。按上述方法設(shè)置通信參數(shù)后,進(jìn)行廠站及調(diào)度“四遙”信號(hào)的調(diào)試核對(duì)工作。在1號(hào)主變壓器停電調(diào)試過(guò)程中,在廠站系統(tǒng)中采用CDT規(guī)約將兩家通信服務(wù)器單元串接時(shí),即方案三發(fā)現(xiàn)廠站系統(tǒng)“遙控”的成功率在80%左右,且響應(yīng)速度不快。因停電時(shí)間限制,為保證調(diào)度主站系統(tǒng)的“四遙”可靠性,暫時(shí)采用了方案二“廠站系統(tǒng)串聯(lián)主站系統(tǒng)并列運(yùn)行”。3.號(hào)主站點(diǎn)號(hào)確定在2號(hào)主變壓器停電改造期間繼續(xù)深入分析遙控響應(yīng)速度的原因:發(fā)出遙控命令和點(diǎn)號(hào)經(jīng)兩次通信服務(wù)器單元進(jìn)行點(diǎn)號(hào)解析和匹配時(shí)間過(guò)長(zhǎng),國(guó)電南自PSX600U通信服務(wù)器單元時(shí)延明顯,導(dǎo)致返校失敗。于是將本次改造中退出運(yùn)行設(shè)備的點(diǎn)號(hào)從PSX600U通信服務(wù)器單元中清除,僅保留目前在運(yùn)行的主變壓器保護(hù)測(cè)控等國(guó)電南自裝置的點(diǎn)號(hào),并將主站系統(tǒng)返校允許時(shí)長(zhǎng)增加一倍。國(guó)電南瑞總控主程序與配置文件版本升級(jí)到最新,增加裝置協(xié)議的容錯(cuò)率和時(shí)間的配合裕度。2號(hào)主變壓器停電調(diào)試過(guò)程中,按上述方法調(diào)整后,廠站、主站系統(tǒng)的遙控操作成功率達(dá)到100%,實(shí)現(xiàn)方案三的“廠站系統(tǒng)串聯(lián)主站單系統(tǒng)運(yùn)行”,滿足廠站、主站系統(tǒng)單系統(tǒng)運(yùn)行要求。調(diào)度主站到廠站國(guó)電南自保護(hù)測(cè)控裝置之間存在兩家通信服務(wù)器,在國(guó)內(nèi)變電站中沒(méi)有相同通信模式的使用先例,最終調(diào)試運(yùn)行證明是可行的。為了保證主站對(duì)國(guó)電南自測(cè)控保護(hù)裝置進(jìn)行遙控的可靠性,仍保留國(guó)電南自與主站通信的101、104通道作為備用。變電站監(jiān)控后臺(tái)使用國(guó)電南瑞軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)國(guó)電南自保護(hù)測(cè)控裝置進(jìn)行遙控操作,其與NSC320通信服務(wù)器之間通信使用國(guó)電南瑞配套的網(wǎng)絡(luò)103協(xié)議,避免與國(guó)電南自裝置對(duì)協(xié)議應(yīng)用的不一致問(wèn)題。u3000nsc320通信服務(wù)器的互聯(lián)互通變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)改造項(xiàng)目近年來(lái)逐年增加,項(xiàng)目物資中標(biāo)的測(cè)控保護(hù)裝置與系統(tǒng)原有廠家設(shè)備不一致的情況時(shí)有發(fā)生。根據(jù)國(guó)電南自的保護(hù)測(cè)控裝置無(wú)法直接接入國(guó)電南瑞的通信服務(wù)器情況,對(duì)不同廠站系統(tǒng)并列、串聯(lián)和IED串接方式進(jìn)行了綜合的分析和比較,并給出國(guó)電南自PSX600U通信服務(wù)器以IED方式串接入國(guó)電南瑞NSC320通信服務(wù)器的配置方法,實(shí)現(xiàn)了兩家通信服務(wù)器的互連互通。解決方案對(duì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中不同廠商間裝置的互連提供了可借鑒經(jīng)驗(yàn),隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和IEC61850協(xié)議的深化應(yīng)用,各廠家對(duì)協(xié)議的統(tǒng)一規(guī)范應(yīng)用可避免出現(xiàn)無(wú)法互連互通的現(xiàn)象。改變站內(nèi)原國(guó)電南自測(cè)控保護(hù)裝置的間隔層設(shè)備角色定義,將原國(guó)電南自的PS6000系統(tǒng)定義成帶規(guī)約轉(zhuǎn)換的IED(智能電子設(shè)備