變電站自動化專線信息的傳輸網絡化升級方法

姚元忻 吳田

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

變電站自動化專線信息的傳輸網絡化升級方法

姚元忻1吳田2

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

變電站自動化信息傳輸網是電網運行與控制的關鍵部分,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運行要求,本文提出了一種網絡化的改造技術方案,通過在變電站廠站端增加終端服務器,將傳統(tǒng)的自動化信息專線傳輸升級為網絡傳輸,該方案的優(yōu)點對廠站原有CDT或IEC-101規(guī)約的配置則無需進行改動?，F場應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)約功能來實現網絡通訊,使得該方案在經濟性、安全性、耗時少等等方面具有明顯的優(yōu)勢。

變電站 終端服務器 自動化專線 網絡傳輸

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,不符合電網公司相關傳輸規(guī)范要求,需要進行網絡化傳輸升級改造。由于其中大部分早期變電站還未進行綜合自動化改造,其余都使用的是早期綜合自動化產品,要實現基于網絡通信的IEC-104規(guī)約存在很大的困難與挑戰(zhàn)。對這些廠站進行安全、快速、有效地進行技術升級,實現實時自動化信息網絡化傳輸則是本文要解決的關鍵技術問題。本文首先概述了自動化信息傳輸的上級規(guī)范及變電站傳輸網的現狀,通過在現場增加終端服務器MOXA5210,在廠站端將原CDT、IEC-101規(guī)約報文由串行通信轉換為網絡傳輸。

1 自動化信息傳輸上級規(guī)范及變電站傳輸網現狀

根據規(guī)范Q/GDW-10-363-2008《江蘇電網變電站、電廠自動化信息傳輸》的要求,單通道配置原則上應用于相關地調、縣調直收110kV及以下變電站遠動信息。變電站遠動信息通過江蘇電力調度數據網設備傳輸至有關調度。

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MODEM至傳輸網,再經過上位機端MODEM傳輸至主站自動化系統(tǒng),具體傳輸結構如圖1所示。

2 自動化專線信息傳輸網絡化

2.1 傳輸升級方案

自動化信息的網絡傳輸升級,常用方法是在廠站增加4通信規(guī)約IEC-10能力。但鑒于供電公司現場設備的約束,該方案技術經濟性很差。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)約的基礎上,通過新增終端服務器(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器轉換為網絡傳輸,通過廠站路由器傳輸至傳輸網。具體傳輸結構如圖2所示。兩種方案的比較如表1所示,顯然增加終端服務器在技術經濟型、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 主要參數配置

表3 主站通道主要參數配置

2.2 具體實施步驟

2.2.1 安裝并配置終端服務器

將終端服務器MOXA5210的1路RS-232接口與RTU相連,網絡接口接入廠站路由器。

MOXA5210的主要功能參數有兩部分,一部分用于配置與RTU進行串行通信的參數,包括波特率、數據位、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)進行通信的網絡參數,包括運行模式、非激活時間、最大連接數、本地TCP端口、IP地址、子網掩碼、網關、Ip配置模式。具體參數配置如表2所示。其中工作模式設定為TCP服務器模式；服務端口在本次使用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據網設備及二次安防設備的訪問策略,避免了這些設備再做策略修改,同時也避免與其它的特定服務端口相沖突。

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

2.2.2 主站前置系統(tǒng)進行配置

在數據庫中新增一網絡通道并取消原廠站通道配置,新通道的主要參數配置如表3所示。配置完成并生效后,

(1)主站前置機的TCP服務進程作為TCP客戶端主動向廠站MOXA發(fā)起TCP通信請求,并開始建立起網絡通信；

(2)protocl進程就開始按照主站選定的規(guī)約類型進行應用層的報文通信,MOXA則負責在網絡與串口間做通信轉換。

(3)在完成上述工作后,傳輸方式升級為基于網絡傳輸方式的工作。

3 結語

某供電公司地區(qū)按照本方案已進行了多個站改造實踐,經過長時間運行,規(guī)約通信穩(wěn)定,達到了經濟、安全、快速的改造效果。

(1) 技術經濟性好,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濟性；

(2) 安全性高,無需軟硬件升級,只是對原規(guī)約在網絡層以下進行通信層面的轉換,不對應用層報文產生任何改變；

(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及以下變電站進行信息傳輸網絡化改造。

[1] 江蘇省電力公司.江蘇電網變電站、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。