王 飛 劉向坤
(東方電子股份有限公司,山東 煙臺 264000)
TASE.2協(xié)議又稱ICCP協(xié)議,是電網控制中心間通過廣域網實現(xiàn)數據交換的專用通信協(xié)議。它基于制造報文規(guī)范MMS,TASE.2協(xié)議在實現(xiàn)時僅需告知 MMS需要傳送哪些信息以及相應的參數,不必理會底層實現(xiàn)的細節(jié)。
TASE.2協(xié)議在北美、歐洲電網得到廣泛應用,我國已等同采用該協(xié)議作為國家標準。目前,TASE.2協(xié)議已經大量應用于我國各級調度中心的SCADA/EMS/DMS和 RTU等各種電力自動化系統(tǒng)和設備之間的信息交換,但應用受到很大的限制,一般局限于遙測、遙信等實時數據的交互。其中,南方電網的典型應用,是在地調和中調、中調和省調之間作為轉發(fā)規(guī)約,轉發(fā)遙信和遙測。國家電網的典型應用,是在集控中心和調度中心之間作為轉發(fā)規(guī)約,轉發(fā)遙測和遙信。這是一種“縱向”的應用,不同等級的控制中心有明確的管理職責,一般不會越級去遙控分合不在自己管轄范圍內的開關。
海外TASE.2協(xié)議的應用要更復雜些,除了“縱向”應用,“橫向”應用十分普遍。在一個電力企業(yè)內部,SCADA/EMS與DMS、電能量計費系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)等應用之間,也使用 TASE.2協(xié)議完成通信,跨級或者跨應用系統(tǒng)的遙控時有發(fā)生。當前,國內各電力自動化廠家都在開拓海外市場,這就要求我們研究使用TASE.2協(xié)議遙控的實現(xiàn)方法。
文獻[8]對 TASE.2協(xié)議在遙控上的應用做了初步的探討,本文在此基礎上介紹一種使用 TASE.2協(xié)議完成遙控的實現(xiàn)方法。
TASE.2功能塊5為設備控制,為遙控的實現(xiàn)提供了方法。
設備(Device)是 TASE.2控制對象。TASE.2模型有兩種可控設備,“直控(DC,Direct Control,又名 Non-SBO)”和“選控(SBO,Select Before Operation)”。遙控一般用SBO,即先選擇,后執(zhí)行。
SBO設備提供了兩種狀態(tài),“空閑(IDLE)”和“戒備(ARMED)”,用以支持選控操作。一個設備被“選擇(Selected)”后,從“空閑”轉為“戒備”狀態(tài);設備完成“執(zhí)行(Operation)”后,從“戒備”返回“空閑”狀態(tài)。SBO設備用這種方法來避免兩個人同時對一個設備進行控制,引起混亂。
與SBO有關的操作,映射到MMS對象和服務時,如圖1所示。
圖1 設備控制
圖1中,“選擇”操作映射到MMS讀服務,是TASE.2客戶讀 TASE.2服務器上某個設備的CheckBack ID,TASE.2服務器收到一個MMS讀服務的“指示”原語。
“執(zhí)行”操作映射到MMS寫服務,是TASE.2客戶寫TASE.2服務器上某個設備的“值”,TASE.2服務器收到一個 MMS寫服務的“指示”原語。值為“0”,表示“跳閘、分、退出或降”等動作;值為“1”,表示“合閘、合、投入或升”等動作。
無論哪種操作,TASE.2服務器給予TASE.2客戶的回應,都是一個MMS“事件通知”服務請求原語,通知 TASE.2客戶操作的結果,可能是超時、成功、當地復位或失敗等。
遙控最典型也是最簡單的情形如圖2所示。
圖2描述了遙控時TASE.2和MMS服務序列的請求、指示、響應和確認原語。
圖2 設備控制序列圖
基于 TASE.2協(xié)議的遙控操作,可視為一種遙控轉發(fā),如圖3所示。圖中,地區(qū)調度中心要直接遙控分合縣調度中心管轄的開關:
1)調度員在地調人機界面的接線圖上操作。
2)命令傳到地調SCADA服務器,被打包成傳統(tǒng)規(guī)約處理的格式,至少包含參數:包類型(遙控)、命令類型(選擇/執(zhí)行)、RTU號、遙控號、狀態(tài)(比如“分”)。
圖3 TASE.2遙控操作
3)命令包被地調 SCADA服務器分發(fā)給地調TASE.2通信機,TASE.2通信機要完成一個映射,把地調的(RTU號,遙控號)映射為設備名。“選擇”操作映射到MMS讀服務,所讀的MMS對象是名為“設備名_SBO”的有名變量,類型是CheckBackID。“執(zhí)行”操作映射到 MMS寫服務。地調TASE.2通信機使用TASE.2協(xié)議,將命令發(fā)給縣調TASE.2通信機。
4)縣調TASE.2通信機接到命令,要完成一個逆向映射,即把設備名映射為縣調的(RTU號,遙控號),供傳統(tǒng)規(guī)約使用。
5)縣調SCADA服務器根據RTU號,將命令分發(fā)給前置服務器。
6)縣調前置服務器使用傳統(tǒng)規(guī)約,將命令發(fā)給廠站RTU,完成遙控選擇/執(zhí)行。
7)廠站 RTU通過傳統(tǒng)規(guī)約,將返校命令返回給縣調前置服務器。
8)縣調前置服務器將返校命令回送給縣調SCADA服務器。
9)縣調SCADA服務器完成返校命令的轉換,主要是完成縣調(RTU號,遙控號)到設備名的映射。
10)縣調TASE.2通信機把返校命令用TASE.2規(guī)約回送地調TASE.2通信機。
11)地調 TASE.2通信機把返校命令回送地調SCADA服務器,并配合完成設備名到地調(RTU號、遙控號)的映射。
12)地調 SCADA將返校命令回送人機界面,以可視化的形式提示調度員操作結果。
選擇一個開關后,由于某種原因,不必再操作了,那么,可以用遙控撤銷來取消開關的選擇標志,不影響別人操作。
TASE.2協(xié)議沒有定義遙控撤銷操作,留給應用系統(tǒng)實現(xiàn)。最簡單的實現(xiàn)方法是不實現(xiàn),等待被選擇的設備“超時”去掉選擇標志。
為了和傳統(tǒng)的規(guī)約保持一致,符合傳統(tǒng)的操作習慣,一種可行的補救辦法是在 SCADA服務器實現(xiàn)設備名-(RTU號、遙控號)映射轉換時做些工作,以遙控選擇來發(fā)送遙控撤銷命令,但狀態(tài)既不是“分”也不是“合”而是約定的一個第三態(tài)。這樣,圖3中縣調收到地調的遙控執(zhí)行命令,檢查分合狀態(tài),來確定用傳統(tǒng)的規(guī)約發(fā)送遙控選擇還是撤銷命令給廠站RTU。不過,這需要配合的雙方即地調和縣調事先約定。
TASE.2協(xié)議用在控制中心之間交換數據,從一個控制中心(應用系統(tǒng))通過遙控操作控制另一個控制中心(應用系統(tǒng))管轄的開關,本質上是遙控轉發(fā),通過設備名與傳統(tǒng)的(RTU號,遙控號)之間的映射轉換,控制中心(應用系統(tǒng))之間能夠通過TASE.2協(xié)議實現(xiàn)遙控功能。
[1]ISO/IEC 9506-1: Service definition.
[2]ISO/IEC 9506-1: Protocol specification.
[3]IEC 60870-6-503: TASE.2 Service and Protocol.
[4]IEC 60870-6-702: TASE.2 Application Profile
[5]IEC 60870-6-802: TASE.2 Object Models
[6]李斌, 等. 江蘇電網基于TASE.2協(xié)議的實時信息網絡通信[J]. 江蘇電機工程, 2003,22(2): 5-7.
[7]張鍵, 等. 基于TASE.2的數據通信轉發(fā)在上海電網的實現(xiàn)[J]. 電力系統(tǒng)自動化, 2006, 30(15): 70-73.
[8]張麗勝, 等. TASE.2協(xié)議在電力系統(tǒng)中的進一步應用[J]. 電氣技術, 2010(9):48-50.