基于变电站综合自动化调试试验系统的104规约一致性测试应用

李宣义,刘 婷,王晓蔚,李铁成

(国网河北省电力公司电力科学研究院,石家庄 050021)

基于变电站综合自动化调试试验系统的104规约一致性测试应用

李宣义,刘 婷,王晓蔚,李铁成

(国网河北省电力公司电力科学研究院,石家庄 050021)

针对新入网(改、扩建)厂站综合自动化设备的104规约一致性的检测手段缺乏的问题,依托河北省南部电网调度自动化实验室搭建的基于D5000系统的变电站综合自动化调试试验系统104规约一致性测试的环境,提出104规约一致性测试的实现方案,以新建保定110 k V王盘变电站接入调试为例,分析系统104规约一致性测试方案的应用情况,认为104规约一致性测试可提高调试效率,确保四遥信息正确。

D5000;调度自动化;104规约;一致性测试

1 概述

当前,104规约[12]在河北省南部电网(简称“河北南网”)调度自动化系统中广泛运用,其充分利用Internet技术,将101规约与TCP/IP协议相结合,改变了传统的利用串口通讯机制来进行实时数据传输的现状,比以往的远动规约(如CDT、101规约)更加灵活、简单、经济、可靠[3]。但一直以来由于缺乏有效的针对新入网(改、扩建)厂站综合自动化设备(简称“综自设备”)的104规约一致性的检测手段,导致新入网(改、扩建)厂站综自设备在出厂验收合格后,直接发至现场并网投用,不仅严重影响厂站远动信息的接入调试,而且无法保证接入主站的远动信息满足河北南网各地市公司的差异化需求,为河北南网调度自动化系统的安全、稳定、经济运行带来了重大安全隐患。

该文结合D5000系统在河北南网调度系统中的实际运行情况,以新建保定110 k V王盘变电站接入调试为例,采用基于河北南网变电站综合自动化调试试验系统(简称“变电站综自调试试验系统”)的104规约一致性测试方案[4],在调试过程中对104规约一致性进行测试验证。

2 基于变电站综自调试试验系统的104规约一致性测试概况

2.1 变电站综自调试试验系统原理

变电站综自调试试验系统实际上是一个小型的电网调度自动化系统[5],该系统由模拟D5000主站系统和变电站综自测试平台2个子系统构成,变电站综自测试平台能够实时模拟远动通信装置、测控/保护装置、时间同步装置等综自设备的实际运行状态,实现主站与厂站端设备的数据、信号传输,并能下发主站的遥控命令。

2.2 104规约一致性测试环境

104规约一致性测试环境示意如图1所示,主要由模拟D5000主站、变电站综自测试平台(厂站监控系统/RTU、间隔层装置(测控装置、保测一体装置、模拟程序)、继护测试仪等)搭建而成。

图1 104规约一致性测试环境

2.3 104规约一致性测试内容

2.3.1 APCI(应用规约控制信息)测试

APCI测试主要包括基本APCI格式、防止报文丢失与重复传送、测试过程、启/停传输控制、端口号、K参数、超时参数等测试。

2.3.2 基本功能测试

主要包括站初始化功能测试、复位进程测试等。2.3.3 应用功能测试

主要包括总召、事件传输、命令传输、时钟同步等功能测试。

2.3.4 否定测试

模拟发送错误报文,测试其抗干扰能力。

3 104规约一致性测试的实现方案

3.1 链路测试通道连接建立后,没有启动数据传输,需在2个方向上进行周期性测试(发送站发送测试报文68 04 43 00 00 00,接收站回复测试确认报文68 04 83 00 00 00)。

3.2 启停传输控制

当一个连接建立时自动处于缺省状态STOPDT。

要启动数据传输,必须先由控制站发STARTDTact激活报文(68 04 07 00 00 00),被控站在规定时间内回复STARTDTcon,确认报文(68 04 0b 00 00 00)后才能启动。

要停止数据传输,必须先由控制站在有效连接上传送一个STOPDTact激活报文(68 04 13 00 00 00),受控站停止这个连接上的用户数据传输并返回一个STOPDTcon确认报文(68 04 23 00 00 00)。

3.3 总召唤首先由控制站发召唤激发报文(68 0e 00 00 00 00 64 01 06 00 01 00 00 00 00 14),被控站回复召唤确认报文(68 0e 00 00 02 00 64 01 07 00 01 00 00 00 00 14)。然后由被控站上发遥信报文和遥测报文等来传输信息。最后被控站上发总召结束确认报文(68 06 00 00 02 00 64 01 0a 00 01 00 00 00 00 14)。

3.4 命令传输以单点命令的遥控选择及执行过程为例。先由控制站向被控站发出遥控选择报文(68 0e 08 00 42 00 2d 01 06 00 01 00 01 60 00 81),被控站回复选择确认报文(68 0e 42 00 0a 00 2d 01 07 00 01 00 01 60 00 81),然后再由控制站向被控站发出遥控执行报文(68 0e 0a 00 44 00 2d 01 06 00 01 00 01 60 00 01),被控站回复执行确认报文(68 0e 44 00 0c 00 2d 01 07 00 01 00 01 60 00 01)。

3.5 事件传输当被控站发生遥信变位时,主动向控制站发送遥信变位报文(68 0e 1c 00 0a 00 01 01 03 00 01 00 01 00 00 00)和遥信SOE报文(68 11 1e 00 0a 00 02 01 03 00 01 00 01 00)。

3.6 时钟同步功能

网络时钟同步只作为系统GPS校时的备用手段。由主站向子站发送时钟同步命令(68 14 0e 00 26 00 67 01 06 00 01 00 00 00 00 b0 36 28 10 0b 0c 09),子站回复时钟同步确认命令(68 14 26 00 10 00 67 01 07 00 01 00 00 00 00 2b cb 19 09 19 09 63)。

4 应用分析

以新建保定110 k V王盘变电站接入为例,采用该文提出的测试流程及方案,引入移动式主站D5000测试系统进行调试,大大提高了调试效率,缩短了建模周期,使原先需要20天的调试周期,缩短到了10天,最终接入调度主站的新站模型参数、四遥信息(遥测、遥信、遥控、遥调)均正确无误。目前已被河北南网自动化专业技术人员广泛应用于基建调试及日常运维中。

4.1 基建方面

目前,河北南网新入网(改、扩建)厂站综自设备在出厂验收合格后,发至现场直接投用与主站系统联接,在通过前置机对其进行反复调试与核对工作的过程中存在调试冲突、参数修改困难、威胁主站正常运行等方面问题,使用基于变电站综自调试试验系统的104规约一致性测试系统可有效解决上述问题。

4.1.1 解决调试冲突

基于变电站综自调试试验系统包含3台装有移动式模拟主站系统的笔记本电脑,每台电脑运用虚拟机技术均可同时模拟8个D5000主站,可有效解决多个厂站综合自动化设备需要同时进行调试及信息核对的调试冲突问题。

4.1.2 参数修改

在调试过程中,参数的修改或下装比较繁琐,而且存在一定的风险。利用移动式模拟主站系统进行参数的修改或下装可有效规避此风险

4.1.3 解除主站威胁

在核对信息的过程中,会产生大量的遥信变位及SOE等告警信息,严重威胁主站的正常运行。将新入网(改、扩建)厂站综自设备接入基于变电站综自调试试验系统的104规约一致性测试系统,可按用户的要求完成各种信息(遥信、遥测、遥控、遥调等)的传送及核对试验,待核对无误后再接入运行主站,对运行主站不形成任何威胁。

4.2 运维方面

4.2.1 数据异常

当远动数据出现异常时(如遥测跳变、遥信抖动、误动),利用模拟D5000主站的历史数据和历史曲线功能,将有关的变化遥测及遥信变位信息全部记录下来,供运维人员查询和故障分析。

4.2.2 传动实验

当进行定期厂站传动实验时,利用模拟D5000主站的监听功能,在线监听传动的全过程并自动记录,作为自动化运维人员与现场实际运行数据核对的依据。

4.2.3 主站系统新功能开发

利用基于变电站综自调试试验系统搭建的104规约一致性测试环境,用包含新功能的主站系统代替模拟D5000主站,与变电站综合自动化测试平台相连构成主站新功能开发调试系统,以测试主站系统加入新功能后对规约的支持能力及对数据(遥信、遥测、遥控、遥调)加工处理后的准确度,为主站系统的开发带来极大的便利。

5 结束语

虽然基于变电站综自调试试验系统的104规约一致性测试至今应用的时间不是很长,但由于其功能比较齐全,使用灵活,操作方便,可以较好地满足运维人员对调度自动化系统中的主站系统、厂站系统、远动通道、综合自动化设备等的规约测试要求,目前已被河北南网自动化专业技术人员广泛应用于基建调试及日常运维中。

[1] IEC 608705,Telecontrol equipment and systems,Part 5: Transmission protocols[S].

[2] DL/T 634.5104-2002/IEC60870 5 1042000,远动设备及系统第5-104部分:传输规约采用标准传输协议子集IEC 608705101网络访问[S].

[3] 马晓红,管 荑,林祺蓉.104规约在调度自动化系统中的应用[J].山东电力技术,2011,(6):15.

[4] 李宣义,梁 宾,李均强,等.基于变电站综合自动化调试试验系统的104规约一致性测试研究[J].河北电力技术, 2016,35(6):5861.

[5] 梁 宾,胡文平,王晓蔚,等.变电站综合自动化调试试验系统的设计与应用[J].河北电力技术,2016,35(5):16 18.

本文责任编辑：王洪娟

Conformance Test Application of 104 Protocol Based on Substation Integrated Automation Test System

Li Xuanyi,Liu Ting,Wang Xiaowei,Li Tiecheng
(State Grid Hebei Electric Power Research Institute,Shijiazhuang 050021,China)

To solve the problem of the lack of detection method of 104 protocol's conformance test of the new network equipment,this paper builds a conformance test environment and scheme of 104 protocol,which relies on the substation integrated automation test platform based on D5000 system in Hebei South Power Grid Dispatching Automation System Laboratory,carries out the 104 protocol's conformance test during the debugging of the new Wangpan station,which greatly improve the debugging efficiency and make sure the four information is correct.Finally,introduces the application in the Dispatching Automation System of Hebei South Power Grid.

D5000;dispatching automation;104 protocol;conformance test

TM63

B

10019898(2017)02 0027 03

20160912

李宣义(1984-),男,工程师,主要从事电力系统及其自动化方面工作。