(贵州电网有限责任公司贵阳供电局550002)
摘要:本文就远动通讯信道及远动通讯规约的发展做一个简述,着重分析远动通讯现状的优缺点,并结合电力自动化技术的发展对我局的远动通讯的建设提出建议。
关键词:远动通道;通讯规约;电力自动化
引言
远动通讯是伴随着电力系统调度自动化技术发展起来的。通过远动通讯信道及通讯规约,实现变电站厂站端与调度端主站端的信息交换。通讯信道包含以下几种形式:(1)用架空明线或电缆直接传送远动信息;(2)远动与载波电话复用电力线载波信道;(3)无线信道,远动与微波通信设备复用,无线传送远动信息;(4)光纤通信。远动通讯规约包含两种形式,循环式及问答式,其中循环式包含:CDT、XT9702、DISA规约,问答式包含DNP3.0、SC1801、MODBUS、IEC101等规约。随着变电站自动化水平的提升和电网规模的发展,远动通讯信道及通讯规约也应实时的根据具体情况作出最优选择,以适应大电网、高电压的现代电力系统高度自动化的要求,为新一代的EMS(能量管理系统)提供可靠的基础数据支撑。
1各种通讯信道和规约的比较
远动通讯信道是随着通讯技术的发展而发展的,电缆传送适合于短距离的数据传输;载波通讯适合长距离传输,但可靠性比较低,受电网运行方式干扰严重,特别线路T接∏接情况下尤为明显;微波通讯有着投资省的有点,但是手天气影响明显而且可靠性也低。显然,就现有的技术水平来看,光纤通讯有着传输容量大、可靠性高的优点。目前微波通讯方式和电缆通讯方式已经基本上淘汰,我局下辖变电站90%实现了4线远动通道通过PCM转换用2M光纤通道上网的方式。
而远动规约的发展是随着通讯信道的发展,受传输速度和传输方式的限制,在一定的通讯信道上只能选择特定的一种或某几种通讯规约。各种规约有各自的特点,对规约的选择应根据实际情况作出取舍。远动通讯规约总的来说可以分为循环式和问答式。
循环式规约的优点有:(1)数据主动上送,对下行通道依赖小,下行通道中断时不影响变电站信息的上送;(2)规约简单,调试方便。缺点有:当调度主站端接入厂站较多时,数据主动上送量过大增加系统负担
问答式规约的优点有:(1)采用变化信息传送策略,从而大大压缩了数据快的长度,提高了数据传送速度。(2)当调度主站接入厂站较多时,相对循环式规约能大大减低系统负荷。缺点有:(1)对下行通道依赖较大。(2)对前置系统的下发命令尤其敏感,对采用4线E/M信令通讯方式,如果前置系统双机切换或者备机的串口通信有问题时,通讯将中断。
2我局远动通讯的现状
我局的远动通讯信道也经过了电缆、微波、载波、光纤通道的发展,现在我局下辖各种电压等级变电站及开闭所近100个,除少数几个比较边远未改造的农网站还采用载波通信,局大楼附近的开闭所采用电缆通信外,90%的变电站实现了与地调SCADA系统的4线E/M光纤通信,220KV以上变电站与中调实现了IEC101规约及网络IEC104规约的通讯。通过多年的维护,我局变电站与地调系统或集控系统的远动通讯存在如下几个问题:
(1)采用经过MODEM调制成模拟信号通过通讯信道传输方式,当变电站通讯中断的时候,其原因可能是因为自动化专业MODEM损坏掉电或站内通讯管理机程序走死,也可能是通讯专业的PCM板程序走死或者通道的其他原因。这样导致缺陷判断及分工带来困难,不能保证缺陷的及时快速处理。
(2)采用布颁CDT规约上送的方式起容量有限制,遥信量只能传送512个,远远打不到集控站对信息的要求。采用扩展的CDT,即DISA或者XT9702规约传送,可以自行设置部分参数,如遥测高、低字节,遥信符号位、起始位,还可以上送保护信息,比较灵活,但是带来的问题就是兼容性较差,调试初期规约联调花费时间过多,影响调试进度进而影响集控中心投运时间。
(3)采用MODEM通讯,防雷较网络交换机的防雷薄弱,在贵州多雷地区,雷雨季节通道受雷击影响较大。
(4)各个厂家采购的MODEM型号不统一,各个调度SCADA系统的MODEM不能通用。
(5)随着电力二次系统安全防护体系的发展,通过4线MODEM传送的方式,安全防护较难实现。
(6)采用4线MODEM的通讯方式,通过PCM转2M的通讯方式传送起最高速度只能达到64K。
由于存在上诉问题,增加了自动化专业的维护难度,同时最为重要的是不能保证调度系统的可靠性,这样影响EMS(能量系统)的高级功能可用率。同时随着拉动内需建设电网的需要,以后将建设更多的无人值守变电站,通道的可靠、可用性是评估一个集控中心的重要指标。所以必须对上述问题作出改善办法。
3远动通讯的改造建议
随着通讯技术的发展及我局电力系统通讯的“十一五”规划,对所有110KV以上变电站要建成调度数据网,调度数据网建成以后具备条件的厂站应进行IEC104规约功能模块的升级,通过以太网来传送数据。IEC104网络规约有如下优点:(1)网络吞吐量大,这对即将大量建设的220KV集控中心尤为重要,当极端条件下大量信号上送能保证系统的可用性。(2)通道监视更加方便,由于2M通道能通过网管监视(而我局现行的4线E/M方式是通过PCM转换与其他业务复用一个2M通道,对64K的PCM通道不能监视),这样当通讯中断时能很容易的判断故障原因,提高处缺速度。(3)当网络交换机损坏时,可以很方便找到通用备件。(4)能够通过IP加密认证的方式实现很强级别的安全防护。(5)网络设备的防雷比较成熟,在雷雨季节能保证通道的可用性。
对暂时不能实现调度数据网的厂站,可以按现有条件进行改造,主要有以下两个方面:加装通道防雷设备,加装远动通道检测设备。最大限度的保证远动通道的可用性。其中远动通道检测设备我局继自中心与厂家联合开发的检测设备在110KV小关变及寒坡变试用效果良好,当通道中断时发送短信至指定手机,可以通过短信发送命令实现站内通讯管理机重启。这样不光提高了缺陷处理速度,还增加了缺陷的判断手段。具备推广价值,在条件允许的情况下可以对不能实现调度数据网的变电站安装远动通道检测设备。
4结语
随着调度系统的高级应用软件的应用,以及只能调度告警系统、超级控制中心的发展,自动化的作用越来越重要,其中遥测数据遥信数据的正确率、准确性在保证大电网在安全域稳定运行、避面电网大面积停电及低频振荡方面有着重要的基础支撑作用。而远动通道的可靠性和可用性更是基础的基础。希望通过本文笔者多年的维护经验对电网建设大形式下的设计、施工能起到一些参考作用。
参考文献
[1]黄益庄.变电站综合自动化技术[M].北京:中国电力出版社,2000.
[2]石树平,马运荣.论变电站自动化技术发展现状及要求[J].继电器,2000(10).
[3]谭文恕(TanWenshu).变电站通信网络和系统协议IEC61850介绍(Anintroductiontosubstationcommunicationnetworkandsystem-IEC61850)[J].电网技术(PowerSystemTechnology),2001,25(9):8-11.
[4]张伯明、孙元章在2005年贵州电机工程学会专家论坛上的讲座讲义。
作者简介:
王亮(1983-),男,陕西人,工程师,贵阳供电局,从事专业,继电保护,调度自动化,电力监控系统安全防护
张承模(1981-)长期从事变电站监控系统维护
武刚(1965-)长期从事微波通信系统及变电站监控系统维护