蔡安銘

（廣東電網(wǎng)公司汕頭供電局 廣東 汕頭 515041）

淺談前置系統(tǒng)在調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的作用

蔡安銘

（廣東電網(wǎng)公司汕頭供電局 廣東 汕頭 515041）

作為電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化體系中的一個(gè)重要的組成部分，電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的前置系統(tǒng)雖在許多方面起到了積極的作用，但在報(bào)文收發(fā)、遙信狀態(tài)燈諸多方面存在許多問題。本文從介紹前置系統(tǒng)的硬件和功能，以及分析前置系統(tǒng)在運(yùn)行中遇到的一些問題及解決方法，希望對(duì)日后電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)及維護(hù)起到積極作用。

調(diào)度自動(dòng)化；前置系統(tǒng)；可靠性

SCADA（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控控制系統(tǒng)）在電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化中具有重要的地位，其前置系統(tǒng)（Front End System）作為調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)輸入、輸出的中心，主要承擔(dān)了調(diào)度中心與各所屬?gòu)S站之間、與各個(gè)上下級(jí)調(diào)度中心之間、與其它系統(tǒng)之間以及與調(diào)度中心內(nèi)的后臺(tái)系統(tǒng)之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信處理任務(wù)，也是這些不同系統(tǒng)之間實(shí)時(shí)信息溝通的橋梁。信息交換、命令傳遞、規(guī)約的組織和解釋、通道的編碼與解碼、衛(wèi)星對(duì)時(shí)、采集資源的合理分配都是前置系統(tǒng)的基本任務(wù)，其它還包括報(bào)文監(jiān)視與保存、站多源數(shù)據(jù)處理、為站端設(shè)備對(duì)時(shí)、設(shè)備或進(jìn)程異常告警、維護(hù)界面管理等任務(wù)。

1 前置系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)

SCADA系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來自前置系統(tǒng)，因此前置系統(tǒng)的可靠運(yùn)行時(shí)SCADA系統(tǒng)正常工作的前提條件。為了保證前置機(jī)服務(wù)器的可靠性，通常選用工業(yè)控制機(jī)作為前置機(jī)服務(wù)器。工業(yè)控制機(jī)按工業(yè)環(huán)境中連續(xù)運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、制造，對(duì)機(jī)器各部分做了防塵、防靜電、加固等處理。并通過“看門狗”等硬、軟件自恢復(fù)措施，使其運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性很高。

SCADA系統(tǒng)通過前置機(jī)實(shí)現(xiàn)與N個(gè)RTU之間的雙向通信。為了實(shí)現(xiàn)1對(duì)N的通信，前置機(jī)上要配置多路通信擴(kuò)展板。假如一個(gè)多路通信擴(kuò)展板可以完成8路全雙工通信，則配置4塊多路通道擴(kuò)展板，就可以完成1對(duì)32的收發(fā)控制。8路通信擴(kuò)展板上必須有8個(gè)串行口和一些相關(guān)控制電路。每一個(gè)串行口的接收信息來自解調(diào)器的輸出，每一個(gè)串行口的發(fā)送信息送至解調(diào)器的輸入。由于前置機(jī)服務(wù)器處于雙機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，一個(gè)解調(diào)器的輸出應(yīng)該同時(shí)接到兩臺(tái)前置機(jī)服務(wù)器中相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)串行口上，以便使兩臺(tái)前置機(jī)服務(wù)器能夠同時(shí)接受到某一個(gè)RTU送來的信息。但兩臺(tái)前置機(jī)中相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)串行口的輸出信息，必須通過切換控制再送給解調(diào)器，使得任何時(shí)候都只有一臺(tái)前置機(jī)能夠?qū)⑾滦行畔⒔?jīng)過解調(diào)器下發(fā)給RTU。

圖1 FES子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

2 前置系統(tǒng)的功能

1）前置系統(tǒng)要與眾多的RTU進(jìn)行信息交換，這些RTU可能會(huì)采用不同的遠(yuǎn)動(dòng)通信規(guī)約。因此SCADA系統(tǒng)中前置系統(tǒng)的接收處理軟件必須能夠接收多種規(guī)約的遠(yuǎn)動(dòng)信息。

2）前置系統(tǒng)在接收并出路各個(gè)RTU的遠(yuǎn)動(dòng)信息之后，要將這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)按網(wǎng)絡(luò)協(xié)議以網(wǎng)絡(luò)通信方式向全網(wǎng)廣播，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)信息共享。SCADA系統(tǒng)中其他工作站上實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息有廣播信息進(jìn)行刷新。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的刷新法師可以采用每次掃描之后刷新一次，也可以差用遙信有變位和遙測(cè)值超過死區(qū)才刷新數(shù)據(jù)庫(kù)的方法，為了保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，前置系統(tǒng)對(duì)喜用數(shù)據(jù)的掃描時(shí)間一般在5秒左右。

3）我國(guó)電力系統(tǒng)的調(diào)度采用分層管理方式，SCADA系統(tǒng)也按省調(diào)、地調(diào)、縣調(diào)的分層結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃。當(dāng)下一級(jí)調(diào)度部門需要將本系統(tǒng)內(nèi)的重要數(shù)據(jù)向上一級(jí)調(diào)度部門傳送時(shí)，可以采用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的方式。從SCADA喜用的接收數(shù)據(jù)中選取出上級(jí)調(diào)度部門所需要的數(shù)據(jù)，并按照指定的規(guī)約組裝后向上級(jí)調(diào)度部門發(fā)送，這就是前置系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能。

4）前置系統(tǒng)應(yīng)該具有接收調(diào)度工作站送來的遙控和遙調(diào)命令，并向RTU發(fā)送的功能。為了實(shí)現(xiàn)遙信變位的站間分辨率指標(biāo)，必須在全系統(tǒng)內(nèi)建立統(tǒng)一的時(shí)鐘。部頒規(guī)約中建立系統(tǒng)統(tǒng)一時(shí)鐘的方法是：前置系統(tǒng)首先按標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘源的時(shí)間向各個(gè)RTU發(fā)送“校時(shí)命令”，然后再向RTU發(fā)送“召喚子站時(shí)鐘”命令，當(dāng)接收到RTU的“子站時(shí)鐘返送”信息后，計(jì)算出各個(gè)RTU的時(shí)鐘校正值，最后向各個(gè)RTU發(fā)送“設(shè)置時(shí)鐘校正值”命令，以此達(dá)到全系統(tǒng)時(shí)鐘的統(tǒng)一。

5）前置系統(tǒng)要完成遙測(cè)值的歸零處理，成系數(shù)，越限比較及一些統(tǒng)計(jì)、計(jì)算工作，對(duì)遙信的變位判別等。為了對(duì)運(yùn)算中的參數(shù)進(jìn)行修改，前置系統(tǒng)具有在線修改參數(shù)的功能。

6）前置系統(tǒng)還應(yīng)具有直接顯示串行口接收數(shù)據(jù)的功能，即直接顯示RTU傳送來的數(shù)字系列，以便監(jiān)視RTU的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)要對(duì)誤碼率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

3 前置系統(tǒng)現(xiàn)存問題和處理方式

前置系統(tǒng)是電力系統(tǒng)與SCADA系統(tǒng)的直接借口，同時(shí)也是EMS能量管理系統(tǒng)的主要部分，通過與終端設(shè)備的通訊實(shí)現(xiàn)信息機(jī)電能量的數(shù)據(jù)采集，進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的回報(bào)和遠(yuǎn)方調(diào)控。伴隨著配調(diào)一體化的發(fā)展和需求量增加，無(wú)人值守變電站的數(shù)量統(tǒng)計(jì)繼承要求，高可靠性和強(qiáng)大處理能力的前置系統(tǒng)變得更加重要。但在前置系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中，仍存在許多問題：

1）系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)現(xiàn)某廠站通道告警、退出或收不到通道報(bào)文時(shí)（在此之前廠站通道運(yùn)行正常），該如何處理？

RXD START ALARM 狀態(tài)閃亮 亮 滅 信號(hào)接收正常閃亮 亮 閃亮 表示信號(hào)太弱或信號(hào)不對(duì)滅 亮 亮 表示無(wú)信號(hào)、通道斷或RTU故障常亮 亮 亮 通道板壞或RTU故障滅 滅 滅 通道板壞或電源故障

出現(xiàn)這種情況是，需要對(duì)以下幾個(gè)方面進(jìn)行檢查：

（1）查看該廠站通道板/光耦板上的指示燈。

（2）根據(jù)該廠站的通道類型，在測(cè)試柜上測(cè)量上行信號(hào)的質(zhì)量

模擬通道

現(xiàn)在測(cè)試柜的測(cè)試孔上測(cè)量上行信號(hào)，可采用的數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量信號(hào)的中心頻率，如若信號(hào)的中心頻率不在標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)，則廠站端的調(diào)制解調(diào)器有故障；

當(dāng)通過聽筒聽到通道中有遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)并伴有明顯的噪聲，則信道有故障，應(yīng)通知通信部門處理；

如若用示波器查看不到信號(hào)波形，則有可能為通道故障，也有可能為RTU故障，需進(jìn)一步查明?？稍趶S站端將該站通道的上下行短接，再查看波形，如果有波形則廠站RTU故障，否則通道故障，應(yīng)通知通信部門處理；

如測(cè)試柜接收到正常信號(hào)，但通道板的RXD燈不亮，可能是通道板損壞，調(diào)換通道板后，若RXD仍不亮，應(yīng)檢查銅帶測(cè)試柜至通道板之間的連線。

數(shù)字通道

用示波器查看有無(wú)信號(hào)波形和信號(hào)是否正常，正常的信號(hào)的幅值在正負(fù)10V至12V之間。如接收不到信號(hào)，信號(hào)未接入，通知通信部門處理。

2）在某廠站通道調(diào)試中，通道板信號(hào)接收正常，遙信狀態(tài)正常，但所有的遙測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，該如何處理。

通道板信號(hào)接收正常與遙信狀態(tài)正常說明通道的通信是正常的，應(yīng)查看遙測(cè)的點(diǎn)號(hào)是否與廠站端的轉(zhuǎn)發(fā)表點(diǎn)號(hào)相符合，如不相符，應(yīng)馬上修改。如是相符合，查看該廠站通道規(guī)約的遙測(cè)起始地址設(shè)置是否與廠站端的設(shè)置相同。

此外自動(dòng)化前置系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中仍存在許多問題，我認(rèn)為必須要保持一個(gè)高度的管理覺悟，才能對(duì)技術(shù)上的問題有所指導(dǎo)。

3 結(jié)束語(yǔ)

自動(dòng)化前置系統(tǒng)是電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的重要部分，筆者由前置系統(tǒng)的硬件入手，掌握并了解前置系統(tǒng)的主要功能以及時(shí)常出現(xiàn)的問題，并由此得出解決方法，只要在調(diào)度自動(dòng)化前置系統(tǒng)中遵循相應(yīng)的規(guī)范，加強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)，便可為電網(wǎng)的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)收集和預(yù)處理奠定基礎(chǔ)。

［1］金新顏.地區(qū)電網(wǎng)RTU遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)的探討[J].浙江電力，1999.

［2］柳永智，劉曉川.電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)[M].2版.中國(guó)電力出版社，2006.

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