一種基于智能遠動機的綜合自動化改造變電站遠動通道遷改方案研究

歐陽軍

（廣東電網(wǎng)有限責任公司廣州供電局，廣東廣州510260）

0 引言

變電站的遠動裝置與調度主站間存在多路遠動通道，每路通道又分專線和調度數(shù)據(jù)網(wǎng)兩種類型。在變電站綜合自動化改造過程中，受制于網(wǎng)絡結構、設備狀態(tài)、通道資源、主廠站配置等因素，新、舊遠動裝置與調度主站間的通道分配是需要綜合考量的問題，遠動通道的遷改工作具有復雜性和高風險[1]。在通道資源豐富、主廠站配置簡單的前提下，優(yōu)先考慮主站新建一個RTU與新遠動裝置建立新通道的方式。但實際情況往往不具備條件，經(jīng)常受制于通道資源緊缺，只能在原有通道基礎上，通過廠站端的調整實現(xiàn)新、舊遠動的同時接入。

目前廠站端采用較多的方案是新、舊遠動間建立專線通道，舊遠動通過IEC-104或IEC-101協(xié)議將數(shù)據(jù)傳輸至新遠動，由新遠動統(tǒng)一對調度主站通信。這樣的方案實現(xiàn)了全站數(shù)據(jù)的傳輸，但存在雙機配合復雜、通信穩(wěn)定性不佳等缺點。

本文提出一種基于智能遠動機的遠動通道遷改新方案，通過智能遠動機對下的網(wǎng)絡調整和對上的通道調整，實現(xiàn)了全站數(shù)據(jù)的整體傳輸。

1 遠動通道遷改的技術方案

1.1 遠動通道遷改前的典型網(wǎng)絡架構

圖1為220 kV變電站綜合自動化改造期間的典型網(wǎng)絡架構圖，其分為兩部分：已改造的新測控裝置采用61850規(guī)約，經(jīng)新網(wǎng)絡、智能遠動機和新104通道實現(xiàn)三遙數(shù)據(jù)的傳輸；未改造的舊測控裝置采用103規(guī)約，經(jīng)舊網(wǎng)絡、舊傳統(tǒng)遠動機、舊104通道實現(xiàn)三遙數(shù)據(jù)的傳輸。

圖1 220 kV變電站綜合自動化改造期間典型網(wǎng)絡架構圖

地調主站通過新建RTU從新104通道完成與智能遠動機的通信，通過舊RTU從舊104通道完成與舊傳統(tǒng)遠動機的通信，主站前置程序將新舊通道數(shù)據(jù)整合供SCADA進程使用。省調主站因通道資源限制，無法采用新建RTU方式，意味著其只能通過一個RTU的一個通道與子站通信，改造期間新舊裝置不同網(wǎng)絡、不同規(guī)約的情況下，如何實現(xiàn)全站數(shù)據(jù)的傳輸是需要綜合考量的問題。

1.2 對換新舊遠動機104通道

針對上述問題，首先進行遠動通道遷改的第一步，將新舊遠動機的對上104通道對換，智能遠動機通過舊104通道實現(xiàn)與地調和省調兩個主站的通信，舊遠動機通過新104通道實現(xiàn)與地調主站的通信，如圖2中的第一步所示。這樣的調整無需改變調度數(shù)據(jù)網(wǎng)的二次安防策略，只需修改遠動機的104通道IP即可實現(xiàn)，簡單易操作，對調度數(shù)據(jù)網(wǎng)其他業(yè)務的正常運行不造成影響。通道對換后，改造后的新測控裝置（如新220 kV線路測控）可通過智能遠動機實現(xiàn)與兩個調度主站的通信，但同時也帶來一個問題：未改造的舊測控裝置由于只接入了舊遠動機，其數(shù)據(jù)只能經(jīng)新104通道上送至地調主站，而失去了與省調主站的數(shù)據(jù)傳輸鏈路。

圖2 遠動通道遷改后的網(wǎng)絡架構

1.3 舊測控裝置接入智能遠動機

遠動通道遷改的第二步，將智能遠動機掛接到站內(nèi)舊網(wǎng)絡，采用103規(guī)約將舊測控裝置接入。這樣，舊測控裝置也可以經(jīng)智能遠動機的舊104通道實現(xiàn)與地調和省調兩級調度主站的通信，如圖2中的第二步所示。

通過以上步驟，遠動通道即可實現(xiàn)全部遷改，站內(nèi)新、舊所有測控裝置均接入智能遠動機，統(tǒng)一由智能遠動機對省調主站通信。同時，舊測控裝置仍經(jīng)舊遠動機和新104通道對地調主站通信，待逐一改造接至智能遠動機與地調主站通信。全站測控裝置改造完成后，舊遠動機和新104通道（實質為臨時通道）均可退出運行。

2 本方案的應用前提

本技術方案操作簡單、安全可靠，但其部署和實施需要具備如下兩個前提條件：

2.1 采用智能遠動機的變電站

舊測控裝置通常采用的IEC-103規(guī)約通信，新測控裝置則普遍采用IEC-61850規(guī)約通信，這就要求本方案中涉及的新遠動裝置必須同時具備對下103規(guī)約和61850規(guī)約通信的功能。智能遠動機具備強大的運算處理能力和規(guī)約兼容性能，它的廣泛應用是本方案得以實施的技術基礎[2]。

2.2 調度主站對本廠站無設備遙控功能

本方案涉及的網(wǎng)絡和遠動配置調整都是在測控裝置處于運行狀態(tài)下開展的，未改造的舊測控裝置都是在一次設備不停電的狀態(tài)下實現(xiàn)遠動遷移的，三遙數(shù)據(jù)的核對都只是針對在線運行的實時數(shù)據(jù)。對于遙信、遙測數(shù)據(jù)，這樣的方案是可行的，但遙控由于要一次設備停電才能試驗，本方案已經(jīng)失去了意義。因此，本方案適用于無設備遙控需求的調度主站，如省級調度主站、網(wǎng)級調度主站。

3 本方案的應用價值

本方案從實際應用效果來看，較之以前的遠動轉接方案，其具備如下幾點優(yōu)勢：

3.1 網(wǎng)絡結構簡單、清晰

本方案未改變站內(nèi)兩層兩網(wǎng)的自動化基本網(wǎng)絡結構，站控層新、舊兩套遠動裝置之間相互獨立，不存在數(shù)據(jù)交互；間隔層新、舊測控裝置網(wǎng)絡獨立、互不影響，智能遠動機對下掛接在兩個網(wǎng)絡，同時與新、舊測控裝置通信。

3.2 通信穩(wěn)定性好

由于智能遠動機與數(shù)據(jù)采集終端（測控裝置）直接通信，不存在中間轉發(fā)環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)傳輸十分暢通，通信狀況穩(wěn)定優(yōu)質。

3.3 無需額外增設輔助裝置，經(jīng)濟性較強

在舊方案中，新、舊遠動裝置間的通信存在雙機切換的配合問題，為解決這一問題，需要為其增設一臺規(guī)約轉換器或交換機，增加網(wǎng)絡復雜性的同時也額外增加了項目投資[3]。新方案新、舊遠動裝置間不存在數(shù)據(jù)交互，故無需額外增設裝置，具有較高的經(jīng)濟效益。

4 結語

本方案利用智能遠動機的高性能和強兼容性，通過調整站內(nèi)網(wǎng)絡結構使尚未改造的舊測控接入智能遠動機，同時已改造的新測控也經(jīng)過新網(wǎng)絡接入智能遠動機。智能遠動機具備全站所有測控裝置的模型和數(shù)據(jù)；再通過對上遠動通道的調整，解決了遠動通道資源不足的問題，使得數(shù)據(jù)能夠正常在變電站、地調主站、省調主站之間交互，數(shù)據(jù)質量和可靠性較高。本方案具有網(wǎng)絡清晰、通信穩(wěn)定、節(jié)約投資等特點，保證了電力監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，解決了變電站綜合自動化改造過程中，因遠動通信質量不佳而引起的監(jiān)盤障礙，從二次監(jiān)視與控制領域促進了電力系統(tǒng)的安全可靠運行。