變電站自動化專線信息的傳輸網(wǎng)絡(luò)化升級方法

姚元忻 吳田

(1.無錫供電公司,江蘇無錫 214061;2.中國電力科學(xué)研究院,湖北武漢 430074)

變電站自動化專線信息的傳輸網(wǎng)絡(luò)化升級方法

姚元忻1吳田2

(1.無錫供電公司,江蘇無錫 214061;2.中國電力科學(xué)研究院,湖北武漢 430074)

變電站自動化信息傳輸網(wǎng)是電網(wǎng)運(yùn)行與控制的關(guān)鍵部分,傳統(tǒng)的信息傳輸采用模擬專線單一通道而不滿足智能電網(wǎng)運(yùn)行要求,本文提出了一種網(wǎng)絡(luò)化的改造技術(shù)方案,通過在變電站廠站端增加終端服務(wù)器,將傳統(tǒng)的自動化信息專線傳輸升級為網(wǎng)絡(luò)傳輸,該方案的優(yōu)點(diǎn)對廠站原有CDT或IEC-101規(guī)約的配置則無需進(jìn)行改動。現(xiàn)場應(yīng)用表明該方案不僅完全符合變電站和電廠等自動化信息傳輸規(guī)范的要求,而且新增IEC-104規(guī)約功能來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊,使得該方案在經(jīng)濟(jì)性、安全性、耗時少等等方面具有明顯的優(yōu)勢。

變電站 終端服務(wù)器 自動化專線 網(wǎng)絡(luò)傳輸

目前還有很多110kV及以下老變電站的自動化信息傳輸還是采用的模擬專線單一通道,不符合電網(wǎng)公司相關(guān)傳輸規(guī)范要求,需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化傳輸升級改造。由于其中大部分早期變電站還未進(jìn)行綜合自動化改造,其余都使用的是早期綜合自動化產(chǎn)品,要實現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)通信的IEC-104規(guī)約存在很大的困難與挑戰(zhàn)。對這些廠站進(jìn)行安全、快速、有效地進(jìn)行技術(shù)升級,實現(xiàn)實時自動化信息網(wǎng)絡(luò)化傳輸則是本文要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。本文首先概述了自動化信息傳輸?shù)纳霞壱?guī)范及變電站傳輸網(wǎng)的現(xiàn)狀,通過在現(xiàn)場增加終端服務(wù)器MOXA5210,在廠站端將原CDT、IEC-101規(guī)約報文由串行通信轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)傳輸。

1 自動化信息傳輸上級規(guī)范及變電站傳輸網(wǎng)現(xiàn)狀

根據(jù)規(guī)范Q/GDW-10-363-2008《江蘇電網(wǎng)變電站、電廠自動化信息傳輸》的要求,單通道配置原則上應(yīng)用于相關(guān)地調(diào)、縣調(diào)直收110kV及以下變電站遠(yuǎn)動信息。變電站遠(yuǎn)動信息通過江蘇電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)備傳輸至有關(guān)調(diào)度。

早期廠站的自動化信息傳輸一般采用模擬專線單一通道,終端RTU信息經(jīng)MODEM至傳輸網(wǎng),再經(jīng)過上位機(jī)端MODEM傳輸至主站自動化系統(tǒng),具體傳輸結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 自動化專線信息傳輸網(wǎng)絡(luò)化

2.1 傳輸升級方案

自動化信息的網(wǎng)絡(luò)傳輸升級,常用方法是在廠站增加4通信規(guī)約IEC-10能力。但鑒于供電公司現(xiàn)場設(shè)備的約束,該方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)性很差。因而需要采用一種創(chuàng)新的方式,即在原有廠站原自動化通信規(guī)約的基礎(chǔ)上,通過新增終端服務(wù)器(MOXA5210),在廠站端RTU將原CDT、IEC-101規(guī)約報文由MODEM的串行通信通過終端服務(wù)器轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)傳輸,通過廠站路由器傳輸至傳輸網(wǎng)。具體傳輸結(jié)構(gòu)如圖2所示。兩種方案的比較如表1所示,顯然增加終端服務(wù)器在技術(shù)經(jīng)濟(jì)型、安全性和耗時方面具有明顯的優(yōu)勢。

表1 方案比較

表2 MOXA5210 主要參數(shù)配置

表3 主站通道主要參數(shù)配置

2.2 具體實施步驟

2.2.1 安裝并配置終端服務(wù)器

將終端服務(wù)器MOXA5210的1路RS-232接口與RTU相連,網(wǎng)絡(luò)接口接入廠站路由器。

MOXA5210的主要功能參數(shù)有兩部分,一部分用于配置與RTU進(jìn)行串行通信的參數(shù),包括波特率、數(shù)據(jù)位、停止位、校驗方式；另一部分主要用于配置與主站前置系統(tǒng)進(jìn)行通信的網(wǎng)絡(luò)參數(shù),包括運(yùn)行模式、非激活時間、最大連接數(shù)、本地TCP端口、IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)、Ip配置模式。具體參數(shù)配置如表2所示。其中工作模式設(shè)定為TCP服務(wù)器模式；服務(wù)端口在本次使用2404,與IEC-104使用相同的端口,主要是該端口的通信符合原有數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)備及二次安防設(shè)備的訪問策略,避免了這些設(shè)備再做策略修改,同時也避免與其它的特定服務(wù)端口相沖突。

完成參數(shù)配置后,就建立了廠站端MOXA的TCP在2404端口的服務(wù),等待主站的TCP訪問請求。

2.2.2 主站前置系統(tǒng)進(jìn)行配置

在數(shù)據(jù)庫中新增一網(wǎng)絡(luò)通道并取消原廠站通道配置,新通道的主要參數(shù)配置如表3所示。配置完成并生效后,

(1)主站前置機(jī)的TCP服務(wù)進(jìn)程作為TCP客戶端主動向廠站MOXA發(fā)起TCP通信請求,并開始建立起網(wǎng)絡(luò)通信；

(2)protocl進(jìn)程就開始按照主站選定的規(guī)約類型進(jìn)行應(yīng)用層的報文通信,MOXA則負(fù)責(zé)在網(wǎng)絡(luò)與串口間做通信轉(zhuǎn)換。

(3)在完成上述工作后,傳輸方式升級為基于網(wǎng)絡(luò)傳輸方式的工作。

3 結(jié)語

某供電公司地區(qū)按照本方案已進(jìn)行了多個站改造實踐,經(jīng)過長時間運(yùn)行,規(guī)約通信穩(wěn)定,達(dá)到了經(jīng)濟(jì)、安全、快速的改造效果。

(1) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)性好,該方案相對于增加IEC-104規(guī)約通信改造的幾萬元投入具有明顯的經(jīng)濟(jì)性；

(2) 安全性高,無需軟硬件升級,只是對原規(guī)約在網(wǎng)絡(luò)層以下進(jìn)行通信層面的轉(zhuǎn)換,不對應(yīng)用層報文產(chǎn)生任何改變；

(3) 耗時少,實際升級耗時時間最多0．5天,比新增IEC-104規(guī)約升級方案至少可節(jié)約1天時間

(4)該方案適用于暫時不具備綜自升級的110kV及以下變電站進(jìn)行信息傳輸網(wǎng)絡(luò)化改造。

[1] 江蘇省電力公司.江蘇電網(wǎng)變電站、電廠自動化信息傳輸規(guī)范Q/GDW-10-363-2008.

[2]劉海濤,張健.110kV智能變電站組網(wǎng)方案的探討[J].電子世界,2014,19:60.

[3]包雯莉,陳海濤,朱張濤.35kV變電站綜合自動化改造工程[J].華東電力,2014,09:1966-1968.

[4]何松,李育靈.IEC-104規(guī)約應(yīng)用分析[J].山西電力,2007,04:18-21.

[5]朱彥杰,鄧昌延,李國杰,余義傳,張新萍.IEC104協(xié)議在變電站系統(tǒng)的應(yīng)用與測試[J].繼電器,2004,01:43-45.

姚元忻(1961—),男,無錫供電公司,工程師,長期從事通信自動化工作。