基于D5000系統(tǒng)的104規(guī)約一致性測試研究

李宣義，梁 賓，李均強

(國網(wǎng)河北省電力公司電力科學研究院，河北 石家莊 050021)

基于D5000系統(tǒng)的104規(guī)約一致性測試研究

李宣義，梁 賓，李均強

(國網(wǎng)河北省電力公司電力科學研究院，河北 石家莊 050021)

針對不同廠家設備104規(guī)約的互操作性問題，依托河北南網(wǎng)調(diào)度自動化實驗室基于D5000系統(tǒng)的變電站綜合自動化調(diào)試試驗系統(tǒng)，搭建了104規(guī)約一致性測試環(huán)境，對104規(guī)約一致性測試流程、測試內(nèi)容及測試方法進行了研究，制定了符合河北南網(wǎng)實際的104規(guī)約一致性測試流程和方案。

D5000；調(diào)度自動化；104規(guī)約；一致性測試

當前，IEC60870-5-104規(guī)約[1-6]在河北南網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)中廣泛運用，其充分利用Internet技術，將101規(guī)約與TCP/IP協(xié)議相結合，改變了傳統(tǒng)的利用串口通信進行實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)默F(xiàn)狀，比以往的遠動規(guī)約(如CDT、101規(guī)約)更加靈活、簡單、經(jīng)濟、可靠[7]。但通過近年的實際運行發(fā)現(xiàn)，由于104規(guī)約本身可選項較多，再加上各生產(chǎn)廠家對標準的理解和實現(xiàn)也各不相同，導致不同廠家設備104規(guī)約在互操作性方面存在著一定的問題，嚴重影響廠站遠動信息的接入調(diào)試。另外，河北南網(wǎng)新入網(wǎng)(改、擴建)廠站綜自設備在出廠驗收合格后，發(fā)至現(xiàn)場直接并網(wǎng)投用，缺乏有效的針對該綜自設備的104規(guī)約一致性的檢測手段，無法保證接入主站的遠動信息符合河北南網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的差異化需求，為河北南網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行帶來了重大安全隱患。因此對設備進行符合河北南網(wǎng)實際的104規(guī)約一致性測試就變得十分緊迫而必要。

本文依托河北南網(wǎng)調(diào)度自動化實驗室，結合河北南網(wǎng)D5000系統(tǒng)的實際運行情況，針對不同廠家設備104規(guī)約的互操作性問題，借助模擬D5000平臺搭建變電站綜合自動化調(diào)試試驗系統(tǒng)，對104規(guī)約一致性測試進行研究，制定符合河北南網(wǎng)實際的104規(guī)約一致性測試流程和方案，為今后開展河北南網(wǎng)綜自設備投運前評估及在運設備的定期巡視提供有力的技術支撐。

1 基于D5000系統(tǒng)的變電站綜合自動化調(diào)試試驗系統(tǒng)

1.1 系統(tǒng)原理

基于D5000系統(tǒng)的變電站綜合自動化調(diào)試試驗系統(tǒng)實際上是一個小型的電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)，其原理如圖1所示，該系統(tǒng)由模擬D5000主站系統(tǒng)和變電站綜自測試平臺兩個子系統(tǒng)構成，變電站綜自測試平臺能夠?qū)崟r模擬遠動通信裝置、測控/保護裝置、時間同步裝置等綜自設備的實際運行狀態(tài)，實現(xiàn)主站與廠站端設備的數(shù)據(jù)、信號傳輸，并能下發(fā)主站的遙控命令。

1.2 模擬D5000主站系統(tǒng)

模擬D5000主站系統(tǒng)采用分層設計原則，包括硬件平臺、操作系統(tǒng)平臺、統(tǒng)一應用支撐平臺、數(shù)據(jù)庫、基本應用平臺，如圖2所示。

圖1 基于D5000系統(tǒng)的變電站綜合自動化調(diào)試試驗系統(tǒng)原理

圖2 模擬D5000主站系統(tǒng)結構

1.3 變電站綜自檢測平臺

變電站綜自測試平臺由遠動通信裝置、測控裝置、四合一保護測控裝置、模擬斷路器、監(jiān)控主機、廠站交換機組成，并為自動化檢測設備的接入預留接口，實際上是一個簡化版的典型變電站綜自系統(tǒng)，通過以太網(wǎng)與模擬D5000主站系統(tǒng)進行通信，能接收主站的遙控、遙調(diào)命令，為變電站綜自設備測試和驗收提供平臺支持。

2 104規(guī)約一致性測試研究

2.1 104規(guī)約一致性測試環(huán)境

104規(guī)約一致性測試環(huán)境示意圖如圖3所示，主要由模擬D5000主站、變電站綜自測試平臺搭建而成。測試平臺包括廠站監(jiān)控系統(tǒng)/RTU、間隔層裝置(測控裝置、保測一體裝置、模擬程序)、繼護測試儀等。

2.2 104規(guī)約一致性測試流程

為提高測試效率，對規(guī)約一致性測試與功能測試分開進行(見圖4)。

2.2.1 準備階段

廠家郵寄設備(主備機及產(chǎn)品說明書)、提供必要的輔助設備及軟件。

河北電科院搭建試驗環(huán)境，準備測試方案，測試設備。

圖3 104規(guī)約一致性測試環(huán)境

圖4 104規(guī)約一致性測試總流程

2.2.2 試驗流程

試驗流程見圖5。

如在測試過程中某廠家的設備出現(xiàn)問題，則進入圖6所示的問題處理流程。

圖5 104規(guī)約一致性試驗流程

圖6 104規(guī)約一致性測試問題處理流程

3 104規(guī)約一致性測試內(nèi)容

3.1 初始化過程

通過模擬D5000主站向變電站綜自測試平臺下發(fā)遠方復位命令，觀察其響應過程。變電站綜自測試平臺應回復復位確認報文，并主動斷開連接，待復位完成后需等待與模擬D5000主站重新建立鏈路，并上送初始化結束報文。

3.2 總召喚功能

通過模擬D5000主站向變電站綜自測試平臺下發(fā)總召命令(68 0e 00 00 00 00 64 01 06 00 01 00 00 00 00 14)，觀察其響應過程。變電站綜自測試平臺應先上送總召確認報文(68 0e 00 00 02 00 64 01 07 00 01 00 00 00 00 14)，然后依次上送遙信(單點、雙點)、遙測報文，最后上送總召結束報文(68 06 00 00 02 00 64 01 0a 00 01 00 00 00 00 14)。

3.3 事件傳輸功能

借助變電站綜自測試平臺模擬遙信變位，觀察是否主動向模擬D5000主站上送遙信變位COS報文(68 0e 1c 00 0a 00 01 01 03 00 01 00 01 00 00 00)和遙信SOE報文(68 11 1e 00 0a 00 02 01 03 00 01 00 01 00)。

3.4 命令傳輸功能

由于基于D5000系統(tǒng)的變電站綜合自動化調(diào)試試驗系統(tǒng)中沒有配置AGC模塊，故只具備單/雙點遙控功能，沒有設定功能。遙控通常有選擇、撤銷、執(zhí)行3種命令。在模擬D5000主站分別進行遙控選擇(68 0e 08 00 42 00 2d 01 06 00 01 00 01 60 00 81)、遙控撤銷、遙控執(zhí)行(68 0e 0a 00 44 00 2d 01 06 00 01 00 01 60 00 01)操作，變電站綜自測試平臺中的通信管理機/RTU應正確轉發(fā)命令報文，測控裝置出口行為應與主站控制一致：控分或控合后，主站應能收到遙信分、合變位告警信息和SOE報文；控制撤銷后，應無相關遙信變位告警信息和 SOE報文產(chǎn)生。

3.5 時鐘同步功能

用模擬D5000主站向變電站綜自測試平臺發(fā)送時鐘同步命令(68 14 0e 00 26 00 67 01 06 00 01 00 00 00 00 b0 36 28 10 0b 0c 09)，檢查其是否能響應主站對時(同步后時間與主站相同)，并正確回復時鐘同步確認報文(68 14 26 00 10 00 67 01 07 00 01 00 00 00 00 2b cb 19 09 19 09 63)。

3.6 否定測試

借助模擬D5000主站向變電站綜自測試平臺模擬發(fā)送錯誤報文(無效類型標識、錯誤傳輸原因、錯誤公共地址、錯誤信息地址)，測試其能否判斷并回復否定確認報文。

4 結束語

本文依托河北南網(wǎng)調(diào)度自動化實驗室，結合河北南網(wǎng)D5000系統(tǒng)的實際運行情況，針對不同廠家設備104規(guī)約的互操作性問題，借助模擬D5000平臺搭建變電站綜合自動化調(diào)試試驗系統(tǒng)，對104規(guī)約一致性測試進行研究，制定了符合河北南網(wǎng)實際的104規(guī)約一致性測試流程和方案，可大大縮短設備的聯(lián)調(diào)周期，有效降低設備之間互聯(lián)互通風險，提高設備入網(wǎng)檢測的效率，為今后開展河北南網(wǎng)綜自設備投運前評估及在運設備的定期巡視提供有力的技術支撐。

[1] IEC-60870-5-l Telecontrol equipment and systems，Part 5：Transmission protocols，Secion l： Transmission frame formats[S]．

[2] IEC-60870-5-2 Telecontrol equipment and systems，Part 5：Transmission protocols，Secion 2： Link transmission procedure[S]．

[3] IEC-60870-5-3 Telecontrol equipment and systems，Part 5：Transmission protocols，Secion 3：General structure of application data[S]．

[4] IEC-60870-5-4 Telecontrol equipment and systems，Part 5：Transmission protocols，Secion 4： Definition and coding of application information elements[S]．

[5] IEC-60870-5-5 Telecontrol equipment and systems，Part 5：Transmission protocols，Secion l： Basic application functions[S]．

[6] DL/T 634.5104-2002/IEC60870-5-104：2000遠動設備及系統(tǒng)第5-104部分：傳輸規(guī)約采用標準傳輸協(xié)議子集IEC60870-5-101網(wǎng)絡訪問[S].

[7] 馬曉紅，管 荑，林祺蓉.104規(guī)約在調(diào)度自動化系統(tǒng)中的應用[J].山東電力技術，2011,38(6)：1-5.

Research on Conformance Test of 104 Protocol Based on D5000 System

LI Xuanyi,LIANG Bin,LI Junqiang

(Electric Power Research Institute of State Grid Hebei Electric Power Co.，Ltd.，Shijiazhuang，Hebei 050021,China)

To solve the problem of 104 protocol’s interoperability of different manufacturers’ equipment,this paper builds a conformance test environment of 104 protocol which relies on the substation integrated automation test platform based on D5000 system in Hebei South Power Grid.104 protocol conformance testing process is researched,the processes and the programs are drawn up.

D5000；dispatching automation system；104 protocol;conformance test

TM76

A

1004-7913(2017)10-0013-03

李宣義(1984)，男，工程師，主要從事電力系統(tǒng)及其自動化方面工作。

2017-06-22)