變電站遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)無(wú)縫切換校核的研究與實(shí)踐

變電站遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)無(wú)縫切換校核的研究與實(shí)踐

隨著能源調(diào)度主站高級(jí)應(yīng)用的發(fā)展，越來(lái)越多的核電站要求“四距離”數(shù)據(jù)的可靠性和穩(wěn)定性。尤其是超高壓樞紐變電站,其調(diào)度主站多達(dá)三四個(gè),遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)所承載的“四遙”數(shù)據(jù)更顯重要。目前,很多綜合自動(dòng)化變電站已運(yùn)行多年,進(jìn)入了升級(jí)改造階段。常規(guī)的做法就是新上的綜自系統(tǒng)和舊綜自系統(tǒng)并列運(yùn)行,每改造一個(gè)間隔就將舊綜自系統(tǒng)對(duì)應(yīng)“四遙”信息移到新上的綜自系統(tǒng)。這樣的做法存在一些不足,其一就是每改造一個(gè)間隔時(shí),各個(gè)調(diào)度主站都要進(jìn)行SCADA數(shù)據(jù)庫(kù)修改和圖形修改,由于每次改造都需要整個(gè)SCADA主站進(jìn)行數(shù)據(jù)修改并同步,會(huì)影響運(yùn)行中的SCADA主站的可靠性和穩(wěn)定性;其二就是由于各個(gè)調(diào)度主站都要進(jìn)行相關(guān)修改后才能同變電站進(jìn)行“四遙”數(shù)據(jù)校核,工作效率極低。所以,一種無(wú)需調(diào)度主站進(jìn)行任何改動(dòng)的方案是解決上述問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)之一,遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)無(wú)縫切換的成功嘗試為此提供一條途徑。1csc1321的調(diào)試過(guò)程圖1為某變電站遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的示意圖,圖中左半部分為舊遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng),采用雙網(wǎng)絡(luò)雙主機(jī)結(jié)構(gòu),遠(yuǎn)動(dòng)通訊規(guī)約有IEC101和IEC104兩種,圖中右半部分就是新上的遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)。遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)無(wú)縫切換的總體方案就是:先把原遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)CSM300E中的全站數(shù)據(jù)(指含所有調(diào)度端的數(shù)據(jù))接入到新的遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)CSC1321中,由CSC1321把來(lái)自于CSM300E的采集數(shù)據(jù)對(duì)各調(diào)度端按原有規(guī)約、原有遠(yuǎn)動(dòng)點(diǎn)表進(jìn)行信息轉(zhuǎn)發(fā),CSM300E按IEC104規(guī)約將信息傳送給CSC1321,如圖2所示。整個(gè)變電站綜自升級(jí)改造工程分三個(gè)階段進(jìn)行:第一階段:新遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)搭建。把兩臺(tái)新遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)CSC1321連接到新站控層雙以太網(wǎng),對(duì)CSC1321進(jìn)行單機(jī)調(diào)試,包括與調(diào)度主站的通訊配置和與CSM300E的數(shù)據(jù)采集配置,為CSC1321接入電力數(shù)據(jù)網(wǎng)、模擬通道和CSM300E做前期準(zhǔn)備。這個(gè)階段CSC1321和CSM300E之間沒(méi)有任何聯(lián)系,電力數(shù)據(jù)網(wǎng)通道和模擬通道仍接在CSM300E上,仍由CSM300E和各級(jí)調(diào)度主站進(jìn)行通信。第二階段:遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)無(wú)縫切換。這個(gè)階段先在2#CSC1321和2#CSM300E之間建立單獨(dú)的IEC104規(guī)約通信連接,2#CSM300E通過(guò)這個(gè)IEC104規(guī)約通訊連接把各級(jí)調(diào)度端所需的全部數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到2#CSC1321。然后斷開(kāi)2#CSM300E與電力數(shù)據(jù)網(wǎng)、模擬通道和原站控層A/B網(wǎng)的鏈接,由2#CSC1321同電力數(shù)據(jù)網(wǎng)、模擬通道進(jìn)行鏈接,調(diào)度主站的第2路遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)由新遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)2#CSC1321上送,如圖2所示。將帶有CSC2000模擬規(guī)約軟件的調(diào)試筆記本電腦接入2#CSM300E,利用CSC2000規(guī)約模擬軟件同調(diào)度SCADA主站前置機(jī)進(jìn)行“四遙”調(diào)試。待信息全部校核正確后,把電力數(shù)據(jù)網(wǎng)通道和模擬通道從1#CSM300E上切換到2#CSC1321,由2#CSC1321用全部來(lái)自2#CSM300E的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接管和各級(jí)調(diào)度進(jìn)行通信,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)的無(wú)縫切換。這個(gè)過(guò)程肯定會(huì)造成和各級(jí)調(diào)度端通信的暫時(shí)中斷,但其時(shí)間極為短暫,故而稱(chēng)之為“無(wú)縫”。這個(gè)過(guò)程要做好數(shù)據(jù)備份以及異常后的及時(shí)恢復(fù),同時(shí)要在一定的時(shí)間內(nèi)觀察切換到新遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)2#CSC1321運(yùn)行的穩(wěn)定性。整個(gè)過(guò)程完全穩(wěn)定可靠后,再采用同樣的方法進(jìn)行第1路遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)的接入與調(diào)試,至此,整個(gè)遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)無(wú)縫切換工作全部結(jié)束。第三階段:“四遙”數(shù)據(jù)按間隔改造接入新遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)。即按照各間隔具體的改造進(jìn)度,由新遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)CSC1321用直接采集該間隔新測(cè)控裝置和保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)去轉(zhuǎn)發(fā)給各級(jí)調(diào)度,即用直采直送的數(shù)據(jù)去替換來(lái)自原遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)CSM300E的數(shù)據(jù),未改造間隔的數(shù)據(jù)仍由原遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)CSM300E轉(zhuǎn)發(fā)。整個(gè)改造工程結(jié)束后,可將原遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)退役。2csc2000模擬規(guī)范軟件的開(kāi)發(fā)2.1csc2000軟件概述CSC2000規(guī)約是一組協(xié)議的總稱(chēng),其中包括網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、裝置內(nèi)部通信協(xié)議和裝置與MMI通信協(xié)議三大類(lèi),已成功應(yīng)用于變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中,目前福建省所有500kV變電站均采用北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司開(kāi)發(fā)的CSC2000變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。CSC2000規(guī)約模擬軟件協(xié)議內(nèi)容僅涉及網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議,該通信結(jié)構(gòu)為簡(jiǎn)約型三層(物理層、鏈路層和應(yīng)用層)增強(qiáng)性結(jié)構(gòu)。軟件采用了模塊化的設(shè)計(jì)思想,設(shè)計(jì)了CSC2000通信模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊、信號(hào)觸發(fā)模塊、人機(jī)交互模塊,如圖3所示。CSC2000通信模塊用于解析和生成與站控層設(shè)備通信的CSC2000規(guī)約報(bào)文;數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊用于實(shí)現(xiàn)軟件配置信息的導(dǎo)入,內(nèi)部實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)讀寫(xiě)存儲(chǔ)管理服務(wù),數(shù)據(jù)庫(kù)支持遠(yuǎn)動(dòng)配置文件、監(jiān)控后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)文件、保護(hù)裝置信息模板文件;信號(hào)觸發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)觸發(fā)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的模擬功能;人機(jī)交互模塊用于根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)配置信息自動(dòng)生成相應(yīng)配置的測(cè)試界面,提供調(diào)試運(yùn)行模式及環(huán)境參數(shù)設(shè)置,提供信息顯示輸出及人工干預(yù)輸入界面。2.2國(guó)家測(cè)控裝置數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的校核CSC2000規(guī)約模擬軟件設(shè)計(jì)了遙信校對(duì)模塊、遙測(cè)校對(duì)模塊、遙控接收和反校模塊、保護(hù)事件和告警校對(duì)模塊等。CSC2000規(guī)約模擬軟件除了需要實(shí)現(xiàn)上述幾個(gè)主要模塊功能,還需要具備SOE功能、GPS對(duì)時(shí)功能、測(cè)控裝置復(fù)歸等功能。遙信模塊校對(duì)和遙測(cè)校對(duì)模塊根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)信息,采用廣播方式進(jìn)行上送遙信和遙測(cè)報(bào)文,實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用系統(tǒng)(如SCADA主站)的校對(duì)功能,遙信模塊可以帶SOE時(shí)標(biāo)同時(shí)上送,遙測(cè)模塊發(fā)送的是測(cè)控裝置二次值,一次值需要乘以變比進(jìn)行核對(duì);遙控接收和反校模塊用于模擬測(cè)控裝置進(jìn)行接收監(jiān)控后臺(tái)或調(diào)度端SCADA主站下發(fā)的遙控命令,通過(guò)遙控反校確認(rèn)和遙控執(zhí)行確認(rèn)兩個(gè)步驟進(jìn)行校核;保護(hù)事件和告警校對(duì)模塊根據(jù)保護(hù)裝置信息模板文件和間隔地址,模擬上送保護(hù)事件和告警的報(bào)文信息,實(shí)現(xiàn)校對(duì)功能;CSC2000規(guī)約模擬軟件具備與站內(nèi)GPS對(duì)時(shí)系統(tǒng)進(jìn)行通信的功能,可接受主站的廣播時(shí)鐘報(bào)文,與電網(wǎng)系統(tǒng)時(shí)鐘保持同步,作為SOE的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)標(biāo)。3csc200約模擬軟件數(shù)據(jù)源調(diào)度端需要添增大量的變電站遙測(cè)、遙信、遙控等信息,以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方監(jiān)控功能。為此,變電站遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)需要進(jìn)行配置的修改,為不影響設(shè)備的正常運(yùn)行,先修改一臺(tái)遠(yuǎn)動(dòng)機(jī),利用CSC2000規(guī)約模擬軟件同調(diào)度端SCADA主站前置機(jī)進(jìn)行“四遙”調(diào)試,如圖4所示。待全站數(shù)據(jù)完全核對(duì)正確后,再修改另外一臺(tái)遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)。CSC2000規(guī)約模擬軟件數(shù)據(jù)源取變電站運(yùn)行中的監(jiān)控后臺(tái)、保護(hù)管理機(jī)或原遠(yuǎn)動(dòng)機(jī),分別獲取全站遙信、遙測(cè)、遙控標(biāo)簽和保護(hù)裝置信息模板,作為正確的數(shù)據(jù)源依據(jù)。如圖2,CSC2000變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是基于A/B網(wǎng)為組網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換,A/B網(wǎng)采用CSC2000規(guī)約進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。CSC2000規(guī)約模擬軟件的實(shí)質(zhì)功能就是模擬變電站的測(cè)控裝置和保護(hù)管理機(jī)進(jìn)行遙測(cè)、遙信、保護(hù)事件和告警的數(shù)據(jù)上送,以及模擬測(cè)控裝置接收監(jiān)控后臺(tái)或調(diào)度端SCADA主站下發(fā)的遙控命令。所以,除了圖1的調(diào)試模式外,帶有CSC2000規(guī)約模擬軟件的調(diào)試筆記本電腦也可以直接接入A網(wǎng)或B網(wǎng),同監(jiān)控后臺(tái)或者調(diào)度端SCADA主站進(jìn)行“四遙”調(diào)試。但是由于現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)控裝置也接入A/B網(wǎng)運(yùn)行,CSC2000規(guī)約模擬軟件所發(fā)出的模擬數(shù)據(jù)會(huì)瞬間被現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)控裝置刷新,需要將測(cè)控裝置網(wǎng)線(xiàn)臨時(shí)拔掉,對(duì)于單網(wǎng)絡(luò)單遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)的變電站,建議采用該方法進(jìn)行調(diào)控一體化“四遙”調(diào)試。3.1保護(hù)事件和控告信息組包對(duì)于遙信、遙測(cè)調(diào)試,可分別調(diào)用CSC2000規(guī)約模擬軟件的“遙信校對(duì)”和“遙測(cè)校對(duì)”模塊,導(dǎo)入遙信或遙測(cè)的文本文件,點(diǎn)擊所要校對(duì)的條目,軟件就可以上送CSC2000報(bào)文,與調(diào)度端SCADA主站直接校對(duì),方法直觀簡(jiǎn)單,就不深入介紹。由于保護(hù)裝置事件和告警信息占全站自動(dòng)化信息一半以上,對(duì)保護(hù)事件和告警進(jìn)行組包發(fā)送會(huì)大大減少全站遙信的信息量。這種組包方法就是對(duì)通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)IEC101/IEC104規(guī)約進(jìn)行ASDU部分?jǐn)U展,擴(kuò)展出符合IEC103規(guī)約格式進(jìn)行上送保護(hù)事件和告警的專(zhuān)用ASDU,即ASDU的具體內(nèi)容按IEC101/IEC104規(guī)約的規(guī)定組包,發(fā)送時(shí)套上IEC101/IEC104規(guī)約的信息頭。調(diào)試前需要從保護(hù)管理機(jī)獲取保護(hù)裝置信息模板,編制成CSC2000規(guī)約模擬軟件所能識(shí)別的文件,如RCS923A.siyao。如圖5,調(diào)試時(shí)先打開(kāi)導(dǎo)入該文件,配上內(nèi)網(wǎng)地址,就可以模擬該地址所對(duì)應(yīng)的間隔保護(hù)裝置上送保護(hù)事件和告警信息,該信息也可以帶上SOE同時(shí)進(jìn)行核對(duì)調(diào)試。3.2控制板校核用CSC2000規(guī)約模擬軟件模擬測(cè)控裝置接收遙控令,通過(guò)校驗(yàn)遙控信息是否正確來(lái)達(dá)到遙控調(diào)試的目的。由于遙控信息是采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式,需要將筆記本電腦IP改成測(cè)控裝置的IP,CSC2000規(guī)約模擬軟件通過(guò)導(dǎo)入遙控文本文件,點(diǎn)擊所要核對(duì)的條目,筆記本電腦IP自動(dòng)被改為所要核對(duì)的測(cè)控裝置IP,同時(shí)遙控校驗(yàn)信息也轉(zhuǎn)到該條目。遙控分遙控反校確認(rèn)和遙控執(zhí)行確認(rèn)兩個(gè)步驟進(jìn)行校核,當(dāng)調(diào)度端SCADA主站下發(fā)遙控選擇命令時(shí),CSC2000規(guī)約模擬軟件就會(huì)接收到命令,彈出如圖6的對(duì)話(huà)框,核對(duì)信息正確后可以點(diǎn)擊“遙控反校正確上送”的確認(rèn)鍵,調(diào)度端SCADA主站接收到反校正確信息后,進(jìn)一步下發(fā)遙控執(zhí)行命令,CSC2000規(guī)約模擬軟件同樣會(huì)彈出遙控執(zhí)行對(duì)話(huà)框,點(diǎn)擊正確確認(rèn)后,SCADA主站就會(huì)收到該信息后等待控制對(duì)象的變位,如果這時(shí)采用CSC2000規(guī)約模擬軟件的遙信校對(duì)模塊來(lái)模擬該控制對(duì)象的變位,SCADA主站就會(huì)完成遙控成功的全部過(guò)程。如果遙控對(duì)象不對(duì)應(yīng)或者返校出錯(cuò)等等都會(huì)導(dǎo)致遙控的失敗,利用該校對(duì)方法來(lái)完成遙控調(diào)試。CSC2000規(guī)約模擬軟件除了具備上述幾個(gè)功能,還具備SOE功能、GPS對(duì)時(shí)功能、測(cè)控裝置復(fù)歸等功能。4應(yīng)用效果分析遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫切換后,調(diào)度端不需要進(jìn)行任何改動(dòng),只需要“四