調(diào)控一體化實訓(xùn)系統(tǒng)中“4＋2遙”功能的技術(shù)實現(xiàn)

郭連仲，楊春麗，郭浩森，張乃莉，吳宇斌

（1.河北省電力公司職業(yè)技術(shù)培訓(xùn)中心，河北 保定 071051；2.河北北恒電氣科技有限公司，河北 保定071000；3.華北電力大學(xué)，北京 102206）

1 概述

隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)，調(diào)控一體化成為電網(wǎng)發(fā)展的趨勢，孤立于電網(wǎng)的實訓(xùn)變電站不能適應(yīng)電網(wǎng)發(fā)展的培訓(xùn)需求。為了使一次不帶電的孤立實訓(xùn)變電站可以在仿真電網(wǎng)中運行，實現(xiàn)調(diào)控一體化培訓(xùn)，同時，使實訓(xùn)變電站具備更多的倒閘操作和事故處理實訓(xùn)功能。

河北省電力公司職業(yè)技術(shù)培訓(xùn)中心（簡稱“職培”），職培提出仿真電網(wǎng)及串口通信技術(shù)路線，將實訓(xùn)變電站融入仿真電網(wǎng)中，通過串口并光纖通道，實現(xiàn)調(diào)度端與站端通信，建立仿真電網(wǎng)與變電站相互關(guān)聯(lián)；通過擴展CDT通信規(guī)約，實現(xiàn)變電站開關(guān)狀態(tài)等信息的上傳，即遙信功能；經(jīng)過仿真電網(wǎng)計算的潮流下傳至站端來代替變電站電氣測量數(shù)據(jù)，使得變電站的監(jiān)控畫面潮流不再只顯示“0”，即“遙測”功能，與現(xiàn)場情況不同的是，這里的“遙測”數(shù)據(jù)時反送給站端的，保護也能根據(jù)測量值的變化做出反應(yīng)，并適時啟動。同理，完成調(diào)度端對變電站的遙控、遙調(diào)、遙定值和遙故障，實現(xiàn)“4＋2遙”，為電網(wǎng)調(diào)控一體化提供實訓(xùn)平臺。該方案包括仿真電網(wǎng)設(shè)計、通信通道、串口通信平臺、通信規(guī)約及編程調(diào)試等環(huán)節(jié)。

2 仿真電網(wǎng)接線

職培設(shè)計了包含職培35kV實訓(xùn)變電站在內(nèi)的縣級仿真電網(wǎng)，該電網(wǎng)包括2個110kV變電站、7個35kV變電站和1個10kV開關(guān)站，電網(wǎng)容量100MVA。電網(wǎng)中包括職培實訓(xùn)變電站的任何開關(guān)變位均引起潮流變化，可提取實訓(xùn)站的潮流數(shù)據(jù)，以備向站端發(fā)送，以解決因一次不帶電造成的測量空缺問題。仿真電網(wǎng)接線如圖1所示，其中職培站（橢圓圈內(nèi)）為35kV實訓(xùn)變電站。

圖1 仿真電網(wǎng)接線示意

3 通道連接與串口通信軟件平臺的架構(gòu)

調(diào)度端主機串口（RS－232）－串口線（5m）－調(diào)度端光端機－400m光纖－站端光端機－串口線（5 m）－站端通信工作站（合并單元）－保護裝置及后臺監(jiān)控機，以解決調(diào)度端與站端的數(shù)據(jù)傳送問題。由于采用了光纖通道，使得串口線長度在5m左右，RS－232全雙工模式下信號衰減可忽略，因而能夠保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

電網(wǎng)仿真采用了Delphi 5.0開發(fā)平臺，其本身不具有串口通信處理能力，需要借用專門的通信控件（如MScomm和SPcomm）或相關(guān)的API函數(shù)。由于MScomm通信控件具有豐富的與串口通信密切相關(guān)的屬性及事件，提供了一系列標(biāo)準(zhǔn)通信命令的接口，可以用它創(chuàng)建全雙工的、事件驅(qū)動的、高效實用的通信程序，該系統(tǒng)選擇MScomm32串口通信控件，并以插件方式引入Delphi集成開發(fā)環(huán)境中，以便Delphi程序可直接訪問串口屬性和事件，實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的控制。嵌入MScomm插件，相當(dāng)于擴充了Delphi串口通信功能，同時也使Delphi代碼執(zhí)行效率高的特點得以發(fā)揮［1－2］。具體方法如下。

找到 Mscomm.srg，Mscomm32.ocx，Mscomm32.dep，把這3個文件拷貝到Windows的system32目錄下。然后運行：Regsvr32Mscomm32.ocx完成注冊。注冊成功后，需要修改注冊表，在注冊表的HKEY＿CLASSES＿ROOT＼Licenses下建一主鍵：

4250E830－6AC2－11cf－8ADB－00AA00C00905，主 鍵的內(nèi)容為

kjljvjjjoquqmjjjvpqqkqmqykypoqjquoun.

至此，控件的系統(tǒng)注冊工作完成，然后在Delphi IDE環(huán)境中導(dǎo)入這個ActiveX控件，在ActiveX控件頁上可以看到一個電話為圖標(biāo)的控件，即MSComm控件。這樣就可以在Delphi中方便地使用MSComm控件了。

串口初始化程序如下：

procedure set＿comm＿init；//comm 初始化

begin

with frm＿comm.MSComm＿dd do

begin

if PortOpen then PortOpen：＝false；//關(guān)閉端口

CommPort：＝1；//設(shè)置端口1

InBufferSize：＝512；//設(shè)置接收緩沖區(qū)為512個字節(jié)

OutBufferSize：＝ 512；//設(shè)置發(fā)送緩沖區(qū)為512個字節(jié)

Settings：＝＇1200，n，8，1＇；//1200波特率，無校驗，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位

InputLen：＝0；//讀取緩沖區(qū)全部內(nèi)容（32個字節(jié)）

InBufferCount：＝0；//清除接收緩沖區(qū)

OutBufferCount：＝0；//清除發(fā)送緩沖區(qū)

RThreshold：＝1；//設(shè)置接收1個字節(jié)產(chǎn)生OnComm事件

InputMode：＝comInputModeBinary；//二進制方式

PortOpen：＝true；//打開端口

end；

end；

4 通信規(guī)約的實現(xiàn)

通信內(nèi)容涉及調(diào)度端與實訓(xùn)變電站之間的數(shù)據(jù)傳輸，包括遙測、遙信、遙控、遙調(diào)以及保護定值讀寫和故障設(shè)置，所有通信數(shù)據(jù)按預(yù)定的點號并依據(jù)擴展的CDT規(guī)約進行傳輸，篇幅所限，這里只列出了遙控和保護定值讀寫的流程。

4.1 遙控

指調(diào)度端對站端斷路器的遙控。包括12個遙控點，分別對應(yīng)12臺斷路器，其中5臺35kV斷路器和7臺10kV斷路器。遙控過程包括遙控選擇、遙控反校、遙控執(zhí)行和遙控取消4個環(huán)節(jié)。

下發(fā)遙控命令時，先發(fā)遙控選擇，收到正確的遙控返校幀后發(fā)送遙控執(zhí)行命令。XX是遙控點號，每次遙控命令只對一個遙控點號。遙控流程見圖2。

圖2 遙控流程

遙控命令格式如下（以控合為例）：

遙控選擇 ：控合（下行）

EB 90EB 90EB 90

71 61 03 00 00FD

E0CC XX CC XX CRC//重復(fù)3遍

E0CC XX CC XX CRC

E0CC XX CC XX CRC

返校幀：（上行）

E1CC XX CC XX CRC//重復(fù)3遍

E1CC XX CC XX CRC

E1CC XX CC XX CRC

返校幀出錯：（上行）

E1FF XX FF XX CRC//重復(fù)3遍

E1FF XX FF XX CRC

E1FF XX FF XX CRC

遙控執(zhí)行（下行）

EB 90EB 90EB 90

71C2 03 00 00 38

E2AA XX AA XX CRC//重復(fù)3遍

E2AA XX AA XX CRC

E2AA XX AA XX CRC

遙控撤銷（下行）

EB 90EB 90EB 90

71B3 03 00 00 1C

E2 55XX 55XX CRC//重復(fù)3遍

E2 55XX 55XX CRC

E2 55XX 55XX CRC

遙控點號（XX）定義見表1。

表1 遙控點號定義

4.2 遙調(diào)

指調(diào)度端對站端主變壓器分接頭的遠方調(diào)整，采用與遙控規(guī)約一致的調(diào)節(jié)方式，即每個點的調(diào)升、調(diào)降對應(yīng)遙控的控分和控合。每臺主變壓器設(shè)7個遙調(diào)點共14個遙調(diào)點。遙調(diào)過程亦包括選擇、反校、執(zhí)行和撤消等環(huán)節(jié)。

4.3 遙測

此處遙測數(shù)據(jù)為下行傳輸，由于實訓(xùn)變電站一次不帶電，“遙測”數(shù)據(jù)改由仿真電網(wǎng)潮流計算獲得，并通過串口下傳至站端。區(qū)別于實際的變電站，在此專門為保護裝置設(shè)計了軟開關(guān)，自動切換來自現(xiàn)場的真實測量數(shù)據(jù)和來自調(diào)度端的仿真數(shù)據(jù)，并適時啟動保護裝置，啟動跳閘或信號。本系統(tǒng)設(shè)定了108路下行的“遙測”數(shù)據(jù)。

4.4 遙信

變電站端遙信數(shù)據(jù)經(jīng)通信工作站定時上傳至調(diào)度端，由調(diào)度軟件刷新畫面、計算潮流。本系統(tǒng)設(shè)定了474個遙信點。

4.5 遙定值（保護定值遠方整定）

這里說的遙定值是調(diào)度端對站端進行遠方保護定值整定的簡稱，通過調(diào)度端對16個保護單元進行讀寫，用于設(shè)置保護定值和投退控制字。流程見圖3。

圖3 遙定值流程

4.6 遙故障（調(diào)度端設(shè)置故障，站端響應(yīng)保護動作，包括主變壓器非電量保護）

為了培訓(xùn)事故處理項目，通過在調(diào)度端設(shè)置實訓(xùn)站的20個典型故障，并通過下傳遙測的故障電流、電壓，使保護裝置啟動，提供事故現(xiàn)場，達到事故處理培訓(xùn)目的。主變壓器非電量保護動作的設(shè)置由電網(wǎng)仿真模塊自調(diào)度端直接下發(fā)故障命令給站端通信工作站，由通信工作站轉(zhuǎn)發(fā)至相應(yīng)的保護單元，保護單元收到命令后動作，此實驗功能借用的是主變壓器差動保護裝置的出口。

5 結(jié)束語

通過上述方案的實施，該培訓(xùn)中心具備了調(diào)度對變電站的遙控、遙調(diào)、遙信、遙測、遙定值和遙故障功能，孤立的變電站和單純仿真的電網(wǎng)調(diào)度，因而豐富了實訓(xùn)系統(tǒng)對相關(guān)專業(yè)的培訓(xùn)內(nèi)容，具備了同時對變電運行、調(diào)度運行和調(diào)控一體化實訓(xùn)條件，該系統(tǒng)投入使用后，2011年完成培訓(xùn)216人次，效果良好。

［1］ 梁 水，賽奎春.Delphi開發(fā)典型模塊大全（修訂版）［M］.北京：人民郵電出版社，2010.

［2］ 韓 靚.Delphi串口通信程序的開發(fā)［J］.電光系統(tǒng)，2005（1）：53－55.