基于變電站綜合自動化調試試驗系統的104規約一致性測試應用

李宣義,劉 婷,王曉蔚,李鐵成

(國網河北省電力公司電力科學研究院,石家莊 050021)

基于變電站綜合自動化調試試驗系統的104規約一致性測試應用

李宣義,劉 婷,王曉蔚,李鐵成

(國網河北省電力公司電力科學研究院,石家莊 050021)

針對新入網(改、擴建)廠站綜合自動化設備的104規約一致性的檢測手段缺乏的問題,依托河北省南部電網調度自動化實驗室搭建的基于D5000系統的變電站綜合自動化調試試驗系統104規約一致性測試的環境,提出104規約一致性測試的實現方案,以新建保定110 k V王盤變電站接入調試為例,分析系統104規約一致性測試方案的應用情況,認為104規約一致性測試可提高調試效率,確保四遙信息正確。

D5000;調度自動化;104規約;一致性測試

1 概述

當前,104規約[12]在河北省南部電網(簡稱“河北南網”)調度自動化系統中廣泛運用,其充分利用Internet技術,將101規約與TCP/IP協議相結合,改變了傳統的利用串口通訊機制來進行實時數據傳輸的現狀,比以往的遠動規約(如CDT、101規約)更加靈活、簡單、經濟、可靠[3]。但一直以來由于缺乏有效的針對新入網(改、擴建)廠站綜合自動化設備(簡稱“綜自設備”)的104規約一致性的檢測手段,導致新入網(改、擴建)廠站綜自設備在出廠驗收合格后,直接發至現場并網投用,不僅嚴重影響廠站遠動信息的接入調試,而且無法保證接入主站的遠動信息滿足河北南網各地市公司的差異化需求,為河北南網調度自動化系統的安全、穩定、經濟運行帶來了重大安全隱患。

該文結合D5000系統在河北南網調度系統中的實際運行情況,以新建保定110 k V王盤變電站接入調試為例,采用基于河北南網變電站綜合自動化調試試驗系統(簡稱“變電站綜自調試試驗系統”)的104規約一致性測試方案[4],在調試過程中對104規約一致性進行測試驗證。

2 基于變電站綜自調試試驗系統的104規約一致性測試概況

2.1 變電站綜自調試試驗系統原理

變電站綜自調試試驗系統實際上是一個小型的電網調度自動化系統[5],該系統由模擬D5000主站系統和變電站綜自測試平臺2個子系統構成,變電站綜自測試平臺能夠實時模擬遠動通信裝置、測控/保護裝置、時間同步裝置等綜自設備的實際運行狀態,實現主站與廠站端設備的數據、信號傳輸,并能下發主站的遙控命令。

2.2 104規約一致性測試環境

104規約一致性測試環境示意如圖1所示,主要由模擬D5000主站、變電站綜自測試平臺(廠站監控系統/RTU、間隔層裝置(測控裝置、保測一體裝置、模擬程序)、繼護測試儀等)搭建而成。

圖1 104規約一致性測試環境

2.3 104規約一致性測試內容

2.3.1 APCI(應用規約控制信息)測試

APCI測試主要包括基本APCI格式、防止報文丟失與重復傳送、測試過程、啟/停傳輸控制、端口號、K參數、超時參數等測試。

2.3.2 基本功能測試

主要包括站初始化功能測試、復位進程測試等。2.3.3 應用功能測試

主要包括總召、事件傳輸、命令傳輸、時鐘同步等功能測試。

2.3.4 否定測試

模擬發送錯誤報文,測試其抗干擾能力。

3 104規約一致性測試的實現方案

3.1 鏈路測試通道連接建立后,沒有啟動數據傳輸,需在2個方向上進行周期性測試(發送站發送測試報文68 04 43 00 00 00,接收站回復測試確認報文68 04 83 00 00 00)。

3.2 啟停傳輸控制

當一個連接建立時自動處于缺省狀態STOPDT。

要啟動數據傳輸,必須先由控制站發STARTDTact激活報文(68 04 07 00 00 00),被控站在規定時間內回復STARTDTcon,確認報文(68 04 0b 00 00 00)后才能啟動。

要停止數據傳輸,必須先由控制站在有效連接上傳送一個STOPDTact激活報文(68 04 13 00 00 00),受控站停止這個連接上的用戶數據傳輸并返回一個STOPDTcon確認報文(68 04 23 00 00 00)。

3.3 總召喚首先由控制站發召喚激發報文(68 0e 00 00 00 00 64 01 06 00 01 00 00 00 00 14),被控站回復召喚確認報文(68 0e 00 00 02 00 64 01 07 00 01 00 00 00 00 14)。然后由被控站上發遙信報文和遙測報文等來傳輸信息。最后被控站上發總召結束確認報文(68 06 00 00 02 00 64 01 0a 00 01 00 00 00 00 14)。

3.4 命令傳輸以單點命令的遙控選擇及執行過程為例。先由控制站向被控站發出遙控選擇報文(68 0e 08 00 42 00 2d 01 06 00 01 00 01 60 00 81),被控站回復選擇確認報文(68 0e 42 00 0a 00 2d 01 07 00 01 00 01 60 00 81),然后再由控制站向被控站發出遙控執行報文(68 0e 0a 00 44 00 2d 01 06 00 01 00 01 60 00 01),被控站回復執行確認報文(68 0e 44 00 0c 00 2d 01 07 00 01 00 01 60 00 01)。

3.5 事件傳輸當被控站發生遙信變位時,主動向控制站發送遙信變位報文(68 0e 1c 00 0a 00 01 01 03 00 01 00 01 00 00 00)和遙信SOE報文(68 11 1e 00 0a 00 02 01 03 00 01 00 01 00)。

3.6 時鐘同步功能

網絡時鐘同步只作為系統GPS校時的備用手段。由主站向子站發送時鐘同步命令(68 14 0e 00 26 00 67 01 06 00 01 00 00 00 00 b0 36 28 10 0b 0c 09),子站回復時鐘同步確認命令(68 14 26 00 10 00 67 01 07 00 01 00 00 00 00 2b cb 19 09 19 09 63)。

4 應用分析

以新建保定110 k V王盤變電站接入為例,采用該文提出的測試流程及方案,引入移動式主站D5000測試系統進行調試,大大提高了調試效率,縮短了建模周期,使原先需要20天的調試周期,縮短到了10天,最終接入調度主站的新站模型參數、四遙信息(遙測、遙信、遙控、遙調)均正確無誤。目前已被河北南網自動化專業技術人員廣泛應用于基建調試及日常運維中。

4.1 基建方面

目前,河北南網新入網(改、擴建)廠站綜自設備在出廠驗收合格后,發至現場直接投用與主站系統聯接,在通過前置機對其進行反復調試與核對工作的過程中存在調試沖突、參數修改困難、威脅主站正常運行等方面問題,使用基于變電站綜自調試試驗系統的104規約一致性測試系統可有效解決上述問題。

4.1.1 解決調試沖突

基于變電站綜自調試試驗系統包含3臺裝有移動式模擬主站系統的筆記本電腦,每臺電腦運用虛擬機技術均可同時模擬8個D5000主站,可有效解決多個廠站綜合自動化設備需要同時進行調試及信息核對的調試沖突問題。

4.1.2 參數修改

在調試過程中,參數的修改或下裝比較繁瑣,而且存在一定的風險。利用移動式模擬主站系統進行參數的修改或下裝可有效規避此風險

4.1.3 解除主站威脅

在核對信息的過程中,會產生大量的遙信變位及SOE等告警信息,嚴重威脅主站的正常運行。將新入網(改、擴建)廠站綜自設備接入基于變電站綜自調試試驗系統的104規約一致性測試系統,可按用戶的要求完成各種信息(遙信、遙測、遙控、遙調等)的傳送及核對試驗,待核對無誤后再接入運行主站,對運行主站不形成任何威脅。

4.2 運維方面

4.2.1 數據異常

當遠動數據出現異常時(如遙測跳變、遙信抖動、誤動),利用模擬D5000主站的歷史數據和歷史曲線功能,將有關的變化遙測及遙信變位信息全部記錄下來,供運維人員查詢和故障分析。

4.2.2 傳動實驗

當進行定期廠站傳動實驗時,利用模擬D5000主站的監聽功能,在線監聽傳動的全過程并自動記錄,作為自動化運維人員與現場實際運行數據核對的依據。

4.2.3 主站系統新功能開發

利用基于變電站綜自調試試驗系統搭建的104規約一致性測試環境,用包含新功能的主站系統代替模擬D5000主站,與變電站綜合自動化測試平臺相連構成主站新功能開發調試系統,以測試主站系統加入新功能后對規約的支持能力及對數據(遙信、遙測、遙控、遙調)加工處理后的準確度,為主站系統的開發帶來極大的便利。

5 結束語

雖然基于變電站綜自調試試驗系統的104規約一致性測試至今應用的時間不是很長,但由于其功能比較齊全,使用靈活,操作方便,可以較好地滿足運維人員對調度自動化系統中的主站系統、廠站系統、遠動通道、綜合自動化設備等的規約測試要求,目前已被河北南網自動化專業技術人員廣泛應用于基建調試及日常運維中。

[1] IEC 608705,Telecontrol equipment and systems,Part 5: Transmission protocols[S].

[2] DL/T 634.5104-2002/IEC60870 5 1042000,遠動設備及系統第5-104部分:傳輸規約采用標準傳輸協議子集IEC 608705101網絡訪問[S].

[3] 馬曉紅,管 荑,林祺蓉.104規約在調度自動化系統中的應用[J].山東電力技術,2011,(6):15.

[4] 李宣義,梁 賓,李均強,等.基于變電站綜合自動化調試試驗系統的104規約一致性測試研究[J].河北電力技術, 2016,35(6):5861.

[5] 梁 賓,胡文平,王曉蔚,等.變電站綜合自動化調試試驗系統的設計與應用[J].河北電力技術,2016,35(5):16 18.

本文責任編輯：王洪娟

Conformance Test Application of 104 Protocol Based on Substation Integrated Automation Test System

Li Xuanyi,Liu Ting,Wang Xiaowei,Li Tiecheng
(State Grid Hebei Electric Power Research Institute,Shijiazhuang 050021,China)

To solve the problem of the lack of detection method of 104 protocol's conformance test of the new network equipment,this paper builds a conformance test environment and scheme of 104 protocol,which relies on the substation integrated automation test platform based on D5000 system in Hebei South Power Grid Dispatching Automation System Laboratory,carries out the 104 protocol's conformance test during the debugging of the new Wangpan station,which greatly improve the debugging efficiency and make sure the four information is correct.Finally,introduces the application in the Dispatching Automation System of Hebei South Power Grid.

D5000;dispatching automation;104 protocol;conformance test

TM63

B

10019898(2017)02 0027 03

20160912

李宣義(1984-),男,工程師,主要從事電力系統及其自動化方面工作。