变电站自动化网络双平面传输改造技术探讨

变电站自动化网络双平面传输改造技术探讨

(广东电网有限责任公司东莞供电局广东东莞523000)

摘要:随着通信技术的不断发展,实时信息传输已成为现实。自动变速器技术在变电站中的应用非常广泛,涉及故障检测和状态检测等方面。可以看出,其传输技术在维持电力系统稳定运行方面发挥着重要作用。下面针对网络双平面传输技术展开讨论,对发展现状和改造目标进行介绍,然后在目前传输技术的基础上,提出几种典型的方案改进方式,希望对通信部门的相关研究提供一定参考。

关键词:信息传输;自动化;双平面传输;改造

引言

在信息技术飞速发展的现代,自动化传输在很多领域都有应用,例如电力行业、建筑行业等。在通信技术的支持下,信息传输的滞后性缺陷被彻底改善。目前自动化网络双平面传输是电力企业使用的主要传输方式,同一地区的单独变电站被紧密联系在一起,相互信息共享为电网统一调度提供了极大的便利。

一、现状与目标

(一)现状概述

在这个阶段,变电站集成系统具有双通信机,并且双机在主动/备用冗余待机模式下操作。双机指的是主计算机和备份计算机,两者的网络接口是公用的,都是通过此接口实现和外部的相互通信。针对接入端口编写相应的IP地址(下面统称为A网),在A网的作用下,实现调度主站和IEC104协议通信。

主站系统并不是唯一的,每套系统都与变电站保持着良好的通信关系,其套数通常由地区大小来确定:省级主站最少为两个,地面站系统的数量同样为两套。除此之外,城市和地区的系统数需要根据实际情况来定。

(二)改造目标

现阶段我国变电站的传输研究目标是,实现系统间的双机通信模式。由于多方面因素的影响,各个集成系统之间暂时无法实现此种传输模式,为达到这一目标,可更换主板、添加卡板等,但这些方法的成本都太高,因此目前此中模式在我国并未大面积普及。

经过大量的实践和研究,我国在自动化领域的研究进展迅速,在此基础上对传输技术提出新的改进思路:在通信系统当中,安装转换器,转换器的存在,能够将双平面、主站系统间的信息通信维持在相对平衡的状态,实现IEC104协议通信[1]。

二、改造技术方案总结

(一)方案一

添加通信网关机,并通过与集成系统的直接连接模式使用IEC104协议通信。网关转换器同时访问A网和接入网络(下面统称为B网),然后在IEC104的协议下,实现相互通信,其通信过程如下所述:集成系统直接连接到相应的网关转换器上。然后尝试与B网协议通信,同一时间只有一个集成主机可以与主站通信;系统自动将主站的地址更改为通信网关的域名,并在两个IEC104协议的帮助下将两者连接起来。将省表数据和地面点数据发送到通信网关机;B网在通信网关的帮助下,实现与调度主站的IEC104协议链接;各变电站的数据会在网关转换器的作用下被整合到一起,然后数据经过传输装置向主站系统汇总,进而实现对不同变电站数据的收集[2]。

优点:综自系统只与通信网关机通讯;主站系统和网关转换系统是单线沟通,若两者传输出现故障,信息传输将会被中断。

缺点:综自系统自身需要重新设置地址;通信网关的IP地址并不是一直不变的,在信息传输过程中,综自系统会根据实际情况,将其改写成主站地址,这对系统稳定性的维持是非常不利的。

(二)方案二

鉴于方案一的缺点,在该解决方案中配置了两个通信网关,并且IEC104协议通信分别由具有A和B接口的专用网络执行。并通过A和B接入网络实现主站和IEC104的协议通信。两个通信网关机使用的是双机传输模式,此方案的传输过程如下:通信网关通过专用网络和集成系统与IEC104协议通信。如果与A机器的通信失效,则试着与B机器协议通信,但只能同时与一个集成主机通信;集成系统将两个网关的专用网络地址改写成主域名,并搭建起两个IEC104协议通信连接。Decibel用于发送省级和区域点位表信息数据;网关转换器与主站的相互通信,是在A网和B网的共同辅助下完成的;通信网关收集集成系统的SCADA数据并将其向终端控制系统传送,同时接收终端控制系统所下达的命令,并将它们发送到各个电站的接收系统当中,实现对电力资源的统一调度。

优点:综自系统只与通信网关机通讯;网关与主站的联系方式是单线的,若发生故障检修起来比较困难;两个通信网关相能够相互辅助,以解决由通信网关机器故障引起的问题。

缺点:自身系统本身需要重置专用网络地址;集成系统需要重置主站地址;两点积分表的相关信息是同时进行发送的,且主站地址是相同的,并且主机的设计非常复杂,耗时较长且会增加成本。

(三)方案三

此方案是在传统传输系统的基础上增加交换机,将A网和B网分别接入到交换机当中,前者与综自系统实现规约通讯,后者与主站实现规约通讯。

该方案的传输过程如下所述:在交换机接入到A网的过程中,网关需要先和A网进行匹配,若两者的规约通信失败,转而与B网完成相应的匹配过程;规约通讯建立完成后,在两条协议通信链接的辅助下,省和地区的调点表数据通过网关分别达到相应的集成系统;B网在IEC104协议通信的基础上,实现和主站系统的信息传输;最后各个网关将收集到的地区变电站的分散数据汇总起来,并向主站传输,主站经过分析和处理后,下达相应的调节指令,变电站接收指令仍然需要借助通信网关的辅助。

优点:主站和网是直接连接在一起的,有效保证信息传输的即时性,防止信息失真现象的产生;此传输过程中,并未将主站的地址进行改写,因此网关的故障不会对原来的通信线路造成影响,传输的稳定性较高。

缺点:在原有主机的基础上,增加主站地址,传输时间变长;两路点表的数据的传输地址是相同的,容易出现混乱[3];A网主机出现故障,数据传输过程会被中断,影响较大。

(四)方案四

针对上述缺点,改变了通信网关机和集成系统之间的通信模式。通信网关机器通过串行端口和集成系统与IEC101协议通信。通过串行端口接收地面点表信息。

其方案如下:通信网关机器的串行端口连接到集成系统。然后尝试与B机协议进行通信,但只能同时进行全面的自主协议通信;集成系统通过IEC101协议链路将地面点数据发送到通信网关机器;通信网关机从地面调整点表中选择省级调整所需的信息,形成省级调整点表数据;B网和主站系统直接相连,实现IEC104协议通信;网关转换器将各地区变电站传输的数据进行整理,将其有序的向主站传输。接收每个控制终端系统的远程命令并将它们发送到变电站集成系统;集成系统维护用于IEC104协议通信的A接入网络和调度主站。

优点:在该模式中,主站和调度主站的原始通信模式不会改变,因此即使通信网关机器发生故障,原始通信链路的通信也不会受到影响。

缺点:需要通过地面点数据表中的通信网关机提取省级数据表数据。

(五)方案五

在上述基础上,为每个集成通信机器添加一个串行端口,以便与用于IEC101协议的通信网关机器通信。通信网关通过用于IEC104协议的B接入网络与调度主机通信。

其方案如下:集成系统根据IEC101协议通过原始和地面通信的串行端口将地面点数据发送到通信网关机器。集成系统通过新增的串口和IEC101协议将省点数据表数据发送到通信网关机器;通信网关机器首先尝试与A机器的串行端口IEC101协议通信。然后尝试与B机通信,但只有一个串行IEC101协议同时与一个集成主机通信;通信网关通过B接入网络与调度主系统通信以进行IEC104协议通信。

缺点:有必要将串行端口传输设置添加到集成系统,但几乎所有集成系统通信机器都至少具有2个串行端口传输功能[4]。因此,只需要软件设置,不需要硬件扩展。

三、结束语

综上所述,是对双平面传输技术的相关介绍,首先对其发展现状进行总结,并提出现阶段的改造目标,然后详细阐述五种不同的改造方案。总之,无论是哪一种方案,其都是对现阶段传输技术的改进和优化。在传输技术的支持下,电网运行的稳定程度大大提升,电力管理也逐渐实现地区间的协调统一,但该项技术目前仍有较大的提升空间。

参考文献:

[1]高夏生.变电站自动化网络双平面传输改造技术探讨[J].中国高新技术企业,2016,(9):36-38,39.

[2]吴刚.规约转换技术在变电站数据网改造中的应用[J].科技创新导报,2016,(4):55-56,59.

[3]刘洁星.浅析智能变电站自动化网络架构[J].中小企业管理与科技,2016,(17):151-152.

[4]鲍晨光.变电站电力系统的自动化智能控制技术研究[J].科学中国人,2017,0(7X).

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