500kV變電站監(jiān)控系統(tǒng)改造中不同通信規(guī)約測控裝置聯(lián)鎖問題研究及應(yīng)用

劉有強(qiáng) 張文鵬 張華

摘要：現(xiàn)階段智能化變電站裝置間的間隔層五防的實現(xiàn)，是利用GOOSE網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)測控裝置間的通信，使得各測控裝置獲取其他間隔的開入位置等聯(lián)鎖信息，以此來實現(xiàn)間隔層五防聯(lián)鎖。GOOSE的使用是基于IEC 61850通信規(guī)約，不同通信規(guī)約不能直接使用GOOSE網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)測控裝置間的通信。

引言

某500kV變電站在監(jiān)控改造中，對全站38臺測控裝置逐一更換，整個改造過程中將長期存在未到年限的舊測控和改造后的新測控一起運行的情況。待改造的老舊測控使用南瑞科技的NSD500，通信規(guī)約用的是IEC 103，間隔層的五防聯(lián)鎖的實現(xiàn)，仍需要通過電纜連接一次設(shè)備的輔助接點采集其他間隔位置信息;改造后的新測控使用南瑞科技的NS3000，通信規(guī)約是IEC 61850，應(yīng)用該通信規(guī)約特有的GOOSE通信方式，即可實現(xiàn)位置信息跨間隔采集，無需再使用電纜和設(shè)備輔助接點。因新舊測控采用不同的通信規(guī)約，且新舊測控實現(xiàn)間隔層五防聯(lián)鎖方式各異，再者新舊測控裝置之間不能通過通信的方式來實現(xiàn)跨間隔位置信息交換，因此新測控間隔五防不能直接用GOOSE通信來實現(xiàn)。

1方案選擇

為解改造過程中新舊測控不能利用GOOSE通信而導(dǎo)致新測控間隔層五防得不到滿足的問題，提供以下兩個方案。

方案一：繼續(xù)采用舊測控實現(xiàn)間隔層五防閉鎖的方法，將間隔層五防閉鎖所需要的位置信號通過電纜直接接入新測控。此方案不需要測控間相互通信，也能滿足間隔層五防的邏輯要求，但是該方案需要鋪設(shè)相應(yīng)的電纜，且相應(yīng)電纜在相應(yīng)間隔測控改造完成后需拆除，這必將導(dǎo)致成本和工作量的大幅度提升。再者改造后處于運行的新測控在拆除相應(yīng)位置信息電纜后，自身間隔層的五防配置不再符合GOOSE通信下的五防配置。重新配置測控五防，需要重啟測控方能生效，運行中的測控重啟會導(dǎo)致與主站的業(yè)務(wù)中斷，這并不滿足電力安全生產(chǎn)要求。

方案二：開發(fā)基于NSC330平臺的GOOSE程序，該程序接收舊測控用103規(guī)約發(fā)送的實時數(shù)據(jù)，再利用現(xiàn)有的MMS網(wǎng)，新測控就可以通過模擬GOOSE報文與舊測控建立訂閱關(guān)系。以此方式，既可保證有較為完整的間隔層五防;且不需要對改造完成的新測控重新配置五防，也不需要重啟運行的測控，只會出現(xiàn)短時GOOSE通道中斷和告警恢復(fù)，符合電力系統(tǒng)的安全生產(chǎn)。

2基于NSC330平臺虛擬GOOSE的制作

2.1制作準(zhǔn)備

2.1.1在獨立的NSC330總控裝置上完成GOOSE轉(zhuǎn)換工作。如果用廠站的監(jiān)控后臺或遠(yuǎn)動裝置完成轉(zhuǎn)換工作，新配置的生效都需要測控重啟，且生成序號庫后，GOOSE進(jìn)程需重啟，也會導(dǎo)致全站測控裝置報GOOSE中斷和恢復(fù)告警。所以使用廠站的監(jiān)控后臺或遠(yuǎn)動裝置來完成轉(zhuǎn)換工作不利于后期調(diào)試工作的開展，也不符合電力系統(tǒng)的安全生產(chǎn)。

2.2程序調(diào)試

2.2.1 要求NSC330裝置的程序版本達(dá)V8.04.1版，老舊版本導(dǎo)致GOOSE報文不兼容。

2.2.2在NSC330后臺，修改GOOSE程序權(quán)限，命令行操作如圖1。重啟配置生效后，程序自動生成goose.def文件，該文件即為新測控最終下裝的文件。

2.2.3將goose.def文件拷貝到NSC330的exe目錄下，并修改最高權(quán)限，保證后期調(diào)試需要。命令行見式（1）：

chmod 777 goose //修改goose程序權(quán)限 （1）

3組態(tài)配置

一、在裝置設(shè)置界面：裝置類型選“測控”，通訊方式選“其他”。

二、在邏輯設(shè)備設(shè)置界面，主邏輯設(shè)備規(guī)約選“GOOSE”，轉(zhuǎn)發(fā)內(nèi)容選“自定義轉(zhuǎn)發(fā)”（單獨生成轉(zhuǎn)發(fā)表），最后將要轉(zhuǎn)發(fā)的一次設(shè)備位置狀態(tài)羅列進(jìn)轉(zhuǎn)發(fā)表。

三、在網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置界面，選“接入前置”，參數(shù)選“小室”（小室交換機(jī)的備注）。

四、在轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)置界面，根據(jù)遙信點位在“按雙點轉(zhuǎn)發(fā)”欄選擇“是”或“否”。轉(zhuǎn)發(fā)表配置如圖2

4 模型集成組態(tài)

4.1 icd模型構(gòu)建

首先確認(rèn)新測控的裝置型號、軟件版本、icd模型文件符合要求，即確認(rèn)虛擬GOOSE配置所用的模型與改造后新測控用的模型一致，如果虛擬GOOSE的icd模型與新測控用的模型不一致，則日后調(diào)試難以處理。然后將所有發(fā)送的GOOSE集成完畢，并跨間隔建立連接虛端子。用到的虛擬模型，做好標(biāo)記，如圖3

4.2 GOOSE短地址修改

4.2.1單點轉(zhuǎn)發(fā)

現(xiàn)南網(wǎng)主要產(chǎn)品為ARP500M和NS3560，聯(lián)鎖轉(zhuǎn)發(fā)默認(rèn)為“雙位置”轉(zhuǎn)發(fā)，對需要“單位制”轉(zhuǎn)發(fā)的，重新進(jìn)行端子選擇，如圖4

單點遙信配置完成后，進(jìn)行g(shù)oose短地址配置，遙信類型選擇“遙信單點”，信號屬性選擇“值”;序號就是組態(tài)中轉(zhuǎn)發(fā)中的點號，擴(kuò)展默認(rèn)“0”即可。數(shù)據(jù)集中的信號都必須修改短地址，如不修改，則導(dǎo)不出配置文件goose.def。具體見圖5

在站控層處將短地址修改為goose短地址，因為在導(dǎo)出的scd中，goose傳送的位置信息后臺是收不到的，所以舊測控改造完成后，站控層短地址仍需要修改為實際測控地址。若不修改站控層短地址，可以做兩份集成scd文件，一份專門用于goose通信，另一份只導(dǎo)scd。

4.2.2 雙點轉(zhuǎn)發(fā)

由于南網(wǎng)主要產(chǎn)品為ARP500M和NS3560測控裝置，默認(rèn)雙點位，雙點位配置如圖10。此處的序號組態(tài)中轉(zhuǎn)發(fā)表中的點號，組態(tài)的轉(zhuǎn)發(fā)表中也選為雙點。

5 goose.def文件的生成

在后臺上虛端子、端子號等都配置好之后，生成scd文件，在導(dǎo)出的scd文件中包含且只能包含配置虛擬GOOSE的配置。前面步驟中在集成組態(tài)的時，在虛擬裝置后面加個goose標(biāo)記就是方便scd文件的導(dǎo)出。如果將其他無虛擬goose配置的裝置一起導(dǎo)出時，將無法生成goose.def文件;scd文件的導(dǎo)出見圖11

最后將導(dǎo)出的scd文件，重命名為goose.cid，因裝置對程序文件的讀取是固定的，所以必須保證名字和后綴名與裝置內(nèi)的原文件一致。將goose.cid文件放在NSC330裝置V8后臺的sys文件目錄下。最后執(zhí)行fds_61850行命令，并在界面輸入100后，模擬GOOSE報文與舊測控就建立訂閱關(guān)系。如圖7

再將已生成的配置文件goose.def，將該文件下裝到NSC330裝置的exe目錄下，即可模擬發(fā)送虛擬goose報文。如果生成的goose.def文件無法發(fā)出goose報文，從圖7中可看出，每個裝置生成兩個控制模塊，一個是CTRL，另一個是MEAS，goose程序是無法發(fā)出遙測MEAS報文的，所以導(dǎo)致goose報文無法發(fā)出?？蓪⑸傻膅oose.def文件用UE打開編輯，將MEAS控制塊刪除，goose報文可正常發(fā)出，并將每個控制塊的序號順序排列，其中g(shù)oose.def文件第一行即為控制塊數(shù)量。見圖8

6 調(diào)試方法

將NSC330的前置客戶端連接到站控層主機(jī)上，在對應(yīng)的goose邏輯設(shè)備下查看goose報文。如圖9所示，此時goose節(jié)點為紅色，此處為紅色并不代表通訊中斷，而表明程序正常工作。查閱goose報文時，如果沒有遙信變位，則會顯示“無變化goose”，如果有遙信變位，則會顯示“有變化goose”，屬于正常顯示。NSC330發(fā)送的goose報文可用wireshark軟件來抓去，具體如圖10。

7結(jié)語

本文介紹的方法既可以保證同廠家測控裝置不同代別間的信息互換，也可以保證不同廠家測控裝置之間的信息互換。所以該方法為智能變電站監(jiān)控改造順利進(jìn)行，不會遺留重大的安全隱患提供了理論、技術(shù)的保證。