楊娟娟 山西電力公司晉中供電分公司榆次支公司 030600

惠來(lái)風(fēng)電場(chǎng)110kV變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信

楊娟娟 山西電力公司晉中供電分公司榆次支公司 030600

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)也不斷地發(fā)展變化著。本文結(jié)合惠來(lái)風(fēng)電場(chǎng)110kV變電站工程，敘述了變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；并根據(jù)變電站綜合自動(dòng)化的要求配置軟、硬件系統(tǒng)；分析了IEC60870-5-103規(guī)約在變電站綜合自動(dòng)化數(shù)據(jù)通信中的應(yīng)用。

變電站綜合自動(dòng)化；數(shù)據(jù)通信；IEC60870-103規(guī)約

With the rapid development of computer network technology and communication technology, the integrated automation system of substation has been developing and varying continuously. The paper has described in detail the structure of integrated automation system of substation , the composition of software and hardware of the monitoring system of substation, focused on the analysis of IEC60870-5-103 protocol application based on Ethernet.

數(shù)據(jù)通信的內(nèi)容很廣，計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)、一個(gè)系統(tǒng)與另一個(gè)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)內(nèi)部各部件間、CPU與存儲(chǔ)器、硬盤(pán)及人機(jī)接口設(shè)備之間的信息交換都是數(shù)據(jù)信息的范疇。

一方面，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是多臺(tái)微機(jī)組成的分級(jí)分布式的控制系統(tǒng)，包括微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)、電能質(zhì)量自動(dòng)裝置等多個(gè)子系統(tǒng)。在各子系統(tǒng)中，往往又由多個(gè)智能模塊組成。因此在綜合自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部，必須通過(guò)內(nèi)部數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)內(nèi)部和各子系統(tǒng)間的信息交換和實(shí)現(xiàn)信息共享，以減少變電站二次設(shè)備的重復(fù)配置和簡(jiǎn)化各子系統(tǒng)間的互聯(lián)，既減少重復(fù)投資，又提高了整體的安全性。

另一方面，變電站是電力系統(tǒng)中電能傳輸、交換、分配的重要環(huán)節(jié)，它集中了變壓器、開(kāi)關(guān)、無(wú)功補(bǔ)償?shù)劝嘿F設(shè)備。因此，對(duì)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性、抗干擾能力、工作靈活性和可擴(kuò)展性要求很高，尤其是在無(wú)人值班變電站中，不僅要求綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中所采集的測(cè)量信息、各斷路器、隔離開(kāi)關(guān)的狀態(tài)信息、繼電保護(hù)動(dòng)作信息、各環(huán)節(jié)的故障信息及時(shí)上報(bào)控制中心，同時(shí)，也要接受和執(zhí)行控制中心下達(dá)的各種操作和調(diào)控命令。

因此，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信，包括兩方面的內(nèi)容：一是綜合自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)間的信息交換；另一個(gè)是變電站與控制中心間的通信。

圖1

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

惠來(lái)風(fēng)電場(chǎng)110KV變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 變電站數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的通信內(nèi)容

惠來(lái)風(fēng)電場(chǎng)110KV變電站自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸完成以下功能：

(1)和上級(jí)調(diào)度系統(tǒng)通信和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)；

(2)通信規(guī)約的轉(zhuǎn)換，并適應(yīng)多種通信規(guī)約；

(3)數(shù)據(jù)傳輸通道故障統(tǒng)計(jì)和報(bào)警；

(4)數(shù)據(jù)傳輸具備上下行雙向通道；

2.1 間隔層與變電站層的串行通信系統(tǒng)

惠來(lái)風(fēng)電場(chǎng)110KV變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的間隔層與變電站層之間的通信，主要是使用RS485串行通信。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的各個(gè)測(cè)量單元、自動(dòng)裝置和保護(hù)單元中，配有RS485總線接口，聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布系統(tǒng)。系統(tǒng)間隔層與變電站層之間的通信，以變電站層單元作為上位機(jī)，下位機(jī)為各間隔單元組成，上位機(jī)與下位機(jī)之間通過(guò)RS485總線連接，采用串行通信，進(jìn)行分布式數(shù)據(jù)傳輸。上位機(jī)RS232串行口通過(guò)RS232/485轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為RS485總線，各間隔單元通過(guò)各自的RS485接口連接到總線上。間隔層單元作為通信的下位機(jī)，除了完成本機(jī)的數(shù)據(jù)輸入、存儲(chǔ)、處理及顯示，還要與變電站層單元進(jìn)行通信，每個(gè)單元設(shè)有自己唯一的地址，一切通信受上位機(jī)的控制。變電站層單元的主要通信功能為讀取下位機(jī)相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)、分析和處理，發(fā)送數(shù)據(jù)給下位機(jī)。

傳輸規(guī)約采用IEC60870-5-103規(guī)約，103規(guī)約是用于控制系統(tǒng)與繼電保護(hù)設(shè)備信息交換中的繼電保護(hù)設(shè)備的信息接口配套標(biāo)準(zhǔn),傳送的信息主要為繼電保護(hù)的相關(guān)信息。

2.2 變電站層與上級(jí)調(diào)度基于以太網(wǎng)的通信系統(tǒng)

惠來(lái)風(fēng)電場(chǎng)110KV變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)具有與控制中心的通信功能，不另設(shè)獨(dú)立的遠(yuǎn)動(dòng)裝置，由綜自系統(tǒng)的監(jiān)控主機(jī)執(zhí)行遠(yuǎn)動(dòng)功能，把所相關(guān)信息傳送到上級(jí)調(diào)度中心，同時(shí)，接受上級(jí)調(diào)度的數(shù)據(jù)和控制命令。可通過(guò)通信系統(tǒng)向遠(yuǎn)方調(diào)度中心上傳各種遙測(cè)、遙信、遙脈數(shù)據(jù)，并可接受上級(jí)發(fā)送的遙控命令。當(dāng)調(diào)度主站與變電站連接到以太數(shù)據(jù)網(wǎng)，變電站RTU 與調(diào)度主站通信時(shí)，通信規(guī)約則應(yīng)采用IEC60870-5-104標(biāo)準(zhǔn)。

3 通訊規(guī)約的實(shí)現(xiàn)

103 規(guī)約中定義了下述基本功能: 站啟動(dòng)、總查詢(總召喚)、時(shí)鐘同步、命令傳送、測(cè)試模式、監(jiān)視方向的閉鎖、擾動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸、通用分類服務(wù)。但在兼容范圍中并不包括保護(hù)定值的遠(yuǎn)方讀取和修改, 如有需要的話, 可采用通用分類服務(wù)來(lái)完成。

相關(guān)報(bào)文如下：

(1)初始化:

主站: 10 40 03 63 16

子站: 10 20 03 23 16

主站: 10 7a 03 7d 16

子站: 68 15 15 68 28 03 05 81 04 03 a0 03 02 41 42 42 20 20 20 20 20 0b 42 05 0b 1f 16

子站: 68 15 15 68 08 03 05 81 05 03 a0 04 02 41 42 42 20 20 20 20 20 0b 42 05 0b 01 16

(2)時(shí)鐘同步

主站: 68 0f 0f 68 73 03 06 11 08 03 ff 00 0f 39 04 02 ac 0c 67 04 16

子站: 10 20 03 23 16主站: 10 5a 03 5d 16

子站: 68 0f 0f 68 08 03 06 81 08 03 ff 00 26 39 04 02 ac 0c 00 b9 16

(3)總查詢(總召喚)

主站: 68 09 09 68 73 03 07 81 09 03 ff 00 06 0f 16

“怎么沒(méi)有，”我媽拿起空調(diào)遙控器，硬生生把我設(shè)定的25攝氏度調(diào)高到27攝氏度，“跟你說(shuō)了的吧，電視上說(shuō)空調(diào)二十六、二十七攝氏度是最省錢(qián)的——現(xiàn)在小學(xué)還有補(bǔ)習(xí)班咧。”

子站: 10 20 03 23 16

主站: 10 5a 03 5d 16

子站: 68 12 12 68 28 03 02 81 09 03 a0 54 01 00 00 00 00 75 e9 a6 06 06 bf 16

主站: 10 7a 03 7d 16

子站: 68 12 12 68 28 03 02 81 09 03 a0 43 01 00 00 00 00 e5 06 a7 06 06 3c 16

主站: 10 5a 03 5d 16

子站: 68 0e 0e 68 28 03 01 81 09 03 a0 1b 01 ba 0e a7 06 06 f0 16

主站: 10 7a 03 7d 16

子站: 68 0e 0e 68 28 03 01 81 09 03 a0 1c 01 8f 16 a7 06 06 ce 16

主站: 10 5a 03 5d 16

子站: 68 0e 0e 68 28 03 01 81 09 03 a0 1d 01 5f 1e a7 06 06 a7 16

主站: 10 7a 03 7d 16

子站: 68 0e 0e 68 28 03 01 81 09 03 a0 1e 01 2f 26 a7 06 06 80 16

主站: 10 5a 03 5d 16

子站: 68 09 09 68 08 03 08 81 0a 03 ff 00 06 a6 16

(4)1 級(jí)或2 級(jí)用戶數(shù)據(jù)

召喚1 級(jí)用戶數(shù)據(jù):

主站: 10 5b 03 5e 16

子站: 68 12 12 68 28 03 02 81 01 03 a0 54 01 00 00 0d 00 ab 74 22 02 00 f7 16

主站: 10 7b 03 7e 16

子站: 68 12 12 68 28 03 02 81 01 03 a0 5a 01 00 00 0d 00 ab 74 22 02 00 fd 16

召喚2 級(jí)用戶數(shù)據(jù):

主站: 10 5b 03 5e 16

子站: 68 0a 0a 68 08 03 03 01 02 03 a0 90 70 17 cb 16

楊娟娟，工程碩士，山西電力公司晉中供電分公司榆次支公司，研究方向：電力通信網(wǎng)。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.18.030