南關嶺500kV變電站電力通訊規(guī)約的方案與實現(xiàn)

封濤 黃文姣 張俊偉

摘要：分析了在國家電網(wǎng)大力推進新一代智能變電站和構建“調(diào)控一體化”的建設背景下，110kV及其以上電壓等級的在運行老舊變電站進行二次系統(tǒng)改造過程中電力通訊規(guī)約合理選擇的作用和意義。文章以南關嶺500kV變電站為具體實例詳細闡明了在進行整站改造的過程中站內(nèi)電力通訊規(guī)約的現(xiàn)狀，以及改造完成后電力通訊規(guī)約的最終優(yōu)選方案與工程實現(xiàn)。

關鍵詞：變電站；電力通訊規(guī)約；網(wǎng)絡拓撲

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）10（a）-0000-00

1.引言

國家電網(wǎng)公司為構建“大運行、大檢修”管理體系[1]，提高專業(yè)化管理水平，切實推進“兩個轉變”，按照“調(diào)控一體化”建設模式，將對一些超高壓老舊變電站自動化綜自系統(tǒng)進行升級和改造，以實現(xiàn)監(jiān)控信息的交互及應用，適應智能化電網(wǎng)發(fā)展要求。為了解決大量新舊運行設備的接入與兼容，將引入IEC 61850標準，滿足“調(diào)控一體化”的新要求[2]，本文重點介紹了南關嶺500kV變電站應用電力通訊規(guī)約和網(wǎng)絡傳輸優(yōu)化技術的全過程，為進一步深化應用該技術提供了借鑒和實踐意義。

2. 南關嶺500kV變電站電力通訊規(guī)約的配置現(xiàn)狀

南關嶺500kV變電站站控層配置兩臺監(jiān)控主機，采用雙機互備模式、國電南瑞NS2000變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)。間隔層的設備主要包括測控、保護和其它一些智能接入設備。遠動系統(tǒng)采用是國電南瑞NSC300通訊控制器，雙機互備的主從模式，規(guī)約配置的有部頒CDT規(guī)約、IEC101和IEC104問答式規(guī)約。其改造前的配置如圖1所示。

圖1 南關嶺500kV站規(guī)約改造前

3. IEC 61850電力通訊規(guī)約簡介

3.1 IEC61850的主要內(nèi)容

IEC61850是新一代的變電站自動化系統(tǒng)的國際標準國際電工委員會（IEC）TC57工作組制定的《變電站通信網(wǎng)絡和系統(tǒng)》系列標準，是基于網(wǎng)絡通信平臺的變電站自動化系統(tǒng)唯一的國際標準。智能化一次設備和數(shù)字式變電站要求變電站自動化采用IEC61850標準[3]。采用IEC61850國際標準可以大大提高變電站自動化技術水平、提高變電站自動化安全穩(wěn)定運行水平，節(jié)約開發(fā)、驗收、維護的人力物力，實現(xiàn)完全互操作。

3.2 IED統(tǒng)一的軟硬件設計

3.2.1硬件平臺設計：IED硬件設計采用可組態(tài)的模塊化設計方法，按功能劃分為各個模塊，主要包括模擬量I/O、開關量I/O、人機接口模塊MMI、通信模塊COM和主控模塊CPU。模塊之間的數(shù)據(jù)通信通過內(nèi)部高速總線實現(xiàn)。

3.2.2軟件系統(tǒng)設計：實現(xiàn)IEC61850的重點和難點都在于軟件設計。它主要涉及兩個方面的內(nèi)容：在變電站的監(jiān)控后臺系統(tǒng)上實現(xiàn)與IEC61850相關的功能；在間隔層IED上實現(xiàn)保護、控制，尤其是在間隔層的IED通信模塊中實現(xiàn)TCP/IP、MMS、XML等技術。

4. 南關嶺500kV變電站規(guī)約選擇的方案實現(xiàn)

南關嶺500kV變電站間隔層-站控層的規(guī)約方案實現(xiàn)采用“漸進式迭代改造”的實現(xiàn)形式。硬件方面，保持原有后臺監(jiān)控系統(tǒng)不變，采用LINUX操作系統(tǒng)的NS3000 V8監(jiān)控系統(tǒng)。軟件方面，在間隔層測控和保護的不斷的改造過程中，逐步由NET103規(guī)約過渡到IEC61850規(guī)約。對于告警直傳圖形瀏覽系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉發(fā)模塊通過TCP與主站端建立鏈接，電力通訊規(guī)約采用DL476[4]。遠動系統(tǒng)則是將NSC330裝置替換掉NSC300裝置。NSC330型遠動裝置能提供最大6路百兆以太網(wǎng)口用于IEC104規(guī)約調(diào)度通訊，并且最大支持CDT、IEC101串口類規(guī)約24路。NSC330型遠動裝置不僅繼承了原NSC300總控的各項功能，并在性能、網(wǎng)口數(shù)量和電力通訊規(guī)約接口，特別數(shù)據(jù)庫制作跟后臺形成一體化平臺，優(yōu)勢明顯。改造后規(guī)約實現(xiàn)如圖2所示。

5.結語

通過南關嶺500kV變電站電力通訊規(guī)約的方案優(yōu)選和工程實踐，依據(jù)《變電站智能化改造技術規(guī)范 》要求，按照“調(diào)控一體化”建設模式，將新的國際標準IEC61850通訊協(xié)議的引入到新舊站的建設和改造中，結合新老設備自身的特點，以及配合正在規(guī)劃的運維系統(tǒng)，從而實現(xiàn)更深層次的“調(diào)控運維一體化”和變電站的無人值守，也為遼寧省后續(xù)沙嶺500kV變電站、董家500kV變電站、沙河營500kV變電站、等一批老站的智能化改造提供實踐經(jīng)驗和借鑒意義。

參 考 文 獻

[1]劉振亞.落實科學發(fā)展觀加快建設堅強的國家電網(wǎng)[N].中國電力報，2005-02-24（1）.

[2]張一龍，郝志平.調(diào)控一體化新觀察[N].國家電網(wǎng)報，2011-03-29（5）.

[3]IEC61850：Communication networks and system in substations，part1 to part10[S].1999.

[4]辛耀中.電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信協(xié)議體系[J].電力系統(tǒng)自動化，1999，23（1）：40 -44.