楊輝
摘 要:本文介紹了通信電源IEC61850建模的方法,以常用的艾默生通信電源為例,將電源的通信協(xié)議用IEC61850規(guī)約建模,利用杭州杭途的通信管理機(jī),建立對應(yīng)點(diǎn)表及IEC61850規(guī)約轉(zhuǎn)換并做測試。
關(guān)鍵詞:IEC61850;建模;智能化電廠;高頻開關(guān)電源
中圖分類號:TN86 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1004-7344(2018)32-0295-02
1 概 述
五凌電力有限公司(以下簡稱五凌電力)已建在建電廠31座,總裝機(jī)容量634.13萬kW。
五凌電力于2006年開始對沅水梯級電站實(shí)行統(tǒng)一調(diào)度管理,2010年3月成立發(fā)電集控中心,2014年底集控電廠將達(dá)到12個,受控機(jī)組64臺,容量464.4萬kW,是國內(nèi)實(shí)際控電廠和機(jī)組臺數(shù)最多的集控中心。同時正在開展風(fēng)電和小水電遠(yuǎn)程集控建設(shè),目前五凌公司在展開智能水電站建設(shè)。
現(xiàn)有的情況是五凌公司所屬電廠建設(shè)時間較早,設(shè)備很少支持IEC61850協(xié)議,基本是自有協(xié)議、CANBUS或MODBUS,都需要做改造或者更換;從成本及施工來考慮,設(shè)備更換費(fèi)用高,施工難度大,周期長;如果利用原有設(shè)備只做規(guī)約轉(zhuǎn)換,將本身需要做的IEC61850建模和規(guī)約轉(zhuǎn)換同時進(jìn)行,可節(jié)省大量的設(shè)備投資,而且水電站的發(fā)電機(jī)、調(diào)速機(jī)、勵磁、機(jī)械設(shè)備等都不支持IEC61850協(xié)議,都需要做規(guī)約轉(zhuǎn)換。如國網(wǎng)南網(wǎng)在新建的變電站上要求新設(shè)備都支持IEC61850協(xié)議,但在較早的變電站做智能改造時,都是采用利用原有設(shè)備做規(guī)約轉(zhuǎn)換來節(jié)省投資。因此五凌公司開展規(guī)約轉(zhuǎn)換工作,勢在必行,而五凌公司的通信電源現(xiàn)只利用干接點(diǎn)報警信號,RS232接口并未使用,我們用該接口做規(guī)約轉(zhuǎn)換的實(shí)驗(yàn),不影響生產(chǎn)運(yùn)行。
2 IEC61850協(xié)議和艾默生電源協(xié)議簡介
2.1 IEC61850協(xié)議簡介
IEC61850標(biāo)準(zhǔn)是電力系統(tǒng)自動化領(lǐng)域唯一的全球通用標(biāo)準(zhǔn)。變電站通信體系IEC61850將變電站通信體系分為3層站控層、間隔層、過程層。
在站控層和間隔層之間的網(wǎng)絡(luò)采用抽象通信服務(wù)接口映射到制造報文規(guī)范(MMS)、傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議(TCP/IP)以太網(wǎng)或光纖網(wǎng)。在間隔層和過程層之間的網(wǎng)絡(luò)采用單點(diǎn)向多點(diǎn)的單向傳輸以太網(wǎng)。智能電子設(shè)備(IED,測控單元和繼電保護(hù))均采用統(tǒng)一的協(xié)議,通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交換。
2.2 IEC61850的特點(diǎn)
①面向?qū)ο蠼?;②抽象通信服?wù)接口;③面向?qū)崟r的服務(wù);④配置語言;⑤整個電力系統(tǒng)統(tǒng)一建模。
IEC61850建模了大多數(shù)公共實(shí)際設(shè)備和設(shè)備組件。這些模型定義了公共數(shù)據(jù)格式、標(biāo)識符、行為和控制,例如變電站和饋線設(shè)備(諸如斷路器、電壓調(diào)節(jié)器和繼電保護(hù)等)。自我描述能顯著降低數(shù)據(jù)管理費(fèi)用、簡化數(shù)據(jù)維護(hù)、減少由于配置錯誤而引起的系統(tǒng)停機(jī)時間。
2.3 五凌公司使用通信電源調(diào)查
在五凌各電廠建設(shè)期間,電廠的通信電源一般由交換機(jī)廠家提供或單獨(dú)招標(biāo),電源設(shè)備的技術(shù)水平不一,品牌較多,質(zhì)量層次不齊,后期經(jīng)多次技術(shù)改造,大多數(shù)通信電源都改造成維諦(原艾默生)產(chǎn)品,該公司產(chǎn)品質(zhì)量可靠,遙測、遙信、遙控、遙調(diào)功能齊全,屬于電廠中設(shè)備監(jiān)控功能齊全的(具體參考艾默生《SCU+監(jiān)控模塊后臺通信協(xié)議》文檔),如果針對該設(shè)備進(jìn)行IEC61850規(guī)約轉(zhuǎn)換,具有較強(qiáng)的代表性。艾默生通信電源協(xié)議簡要介紹(只針對高頻開關(guān)電源),監(jiān)控內(nèi)容,開關(guān)電源系統(tǒng)的交流配電屏數(shù)據(jù)。
遙測:一路單/三相交流輸入電壓,二路單/三相交流輸入電壓,三路單/三相交流輸入電壓(預(yù)留),單/三相輸入電流(預(yù)留),輸入頻率(預(yù)留)。
遙信:防雷故障,交流輸入開關(guān)狀態(tài),二路交流輸入開關(guān)狀態(tài),交流輸入停電等。
開關(guān)電源系統(tǒng)的整流模塊數(shù)據(jù)。
遙測:輸出電壓,輸出電流,模塊溫度、模塊限流值、交流電壓。
遙信:模塊開/關(guān)機(jī)狀態(tài),模塊過壓/過溫/故障/保護(hù)/風(fēng)扇故障/限功率/開關(guān)機(jī)/正常狀態(tài)。
遙控:開/關(guān)機(jī)。
遙調(diào):模塊輸出電壓,模塊限流值。
3 艾默生高頻開關(guān)柜的IEC61850規(guī)約建模
3.1 IEC61850規(guī)約建模過程
五凌公司通信電源監(jiān)控可分成三級:五凌集控中心監(jiān)控站、廠級(發(fā)電廠中控)監(jiān)控站和機(jī)房設(shè)備監(jiān)控站;我們在這里主要做機(jī)房設(shè)備監(jiān)控的建模工作,其它級別的建模要根據(jù)五凌公司智能化電廠的規(guī)劃統(tǒng)一進(jìn)行,在這里就不多考慮。
3.2邏輯設(shè)備
一般通信機(jī)房通信電源配置有:交流配電柜、高頻開關(guān)電源、直流配電柜、蓄電池等。
3.3 高頻開關(guān)電源柜模型
3.3.1 交流進(jìn)線檢測
(1)交流進(jìn)線1#實(shí)例化為aciGGI01(交流進(jìn)線測量)、gswGGI01(交流進(jìn)線開關(guān)狀態(tài))邏輯節(jié)點(diǎn)對象。
(2)交流進(jìn)線2#實(shí)例化為aciGGI02(交流進(jìn)線測量)、gswGGI02(交流進(jìn)線開關(guān)狀態(tài))邏輯節(jié)點(diǎn)對象。
3.3.2 交流自動切換
檢測交流切換裝置的控制邏輯,交流進(jìn)線1#與交流進(jìn)線2#的自動切換,實(shí)例化如下:交流自動切換裝置實(shí)例化為aasGGI01(交流自動切換)、gdsGGI01(通用雙投開關(guān))邏輯節(jié)點(diǎn)對象。
3.3.3 充電裝置運(yùn)行狀態(tài)檢測及控制
檢測充電裝置輸出電壓、運(yùn)行狀態(tài)及充電裝置開關(guān)機(jī)、均浮充控制,實(shí)例化如下:充電裝置實(shí)例化為chmGGI01(充電模塊)、cheGGI01(充電裝置)邏輯節(jié)點(diǎn)對象。
3.3.4 蓄電池組檢測
檢測蓄電池組電池組電壓、電流和環(huán)境溫度。蓄電池組開關(guān)或熔斷器位置和報警信號,實(shí)例化如下:
(1)蓄電池組實(shí)例化為btgZBAT1(蓄電池組測量)、btgGGI01(蓄電池組狀態(tài))邏輯節(jié)點(diǎn)對象。
(2)欠壓保護(hù)開關(guān)實(shí)例化為gswGGI03(通用開關(guān))邏輯節(jié)點(diǎn)對象。
3.3.5 直流母線狀態(tài)檢測
檢測直流母線電壓、總負(fù)載電流、直流母線運(yùn)行狀態(tài)與以下信號有關(guān):母線的電壓、電流、過壓報警、欠壓報警,實(shí)例化如下:直流母線采用dbmGGI01(直流母線測量)邏輯節(jié)點(diǎn)對象。
4 艾默生高頻開關(guān)電源規(guī)約轉(zhuǎn)換調(diào)試及檢測
我們利用杭州杭途公司的產(chǎn)品iHT-COM308通信管理機(jī),將艾默生的通信協(xié)議設(shè)置好,并導(dǎo)入建模文件,將設(shè)備與艾默生高頻開關(guān)電源連通調(diào)試。
詳細(xì)報告見測試文檔,至此可見我們所做IEC61850規(guī)約轉(zhuǎn)換已經(jīng)成功,至此可見對五凌公司下屬所有電廠的原有設(shè)備進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換是可行的,能節(jié)省大量投資。
參考文獻(xiàn)
[1]SCU+監(jiān)控模塊后臺通訊協(xié)議(電總)艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司。
[2]YD/T1363.3-2014通信局(站)電源、空調(diào)及環(huán)境集中監(jiān)控管理系統(tǒng)。
收稿日期:2018-9-13
作者簡介:楊 輝(1973-),男,工程師,本科,主要從事通信、網(wǎng)絡(luò)、廣播系統(tǒng)檢修等工作。