調控一體化實訓系統中“4＋2遙”功能的技術實現

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技術培訓中心，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，北京 102206）

1 概述

隨著智能電網的建設，調控一體化成為電網發展的趨勢，孤立于電網的實訓變電站不能適應電網發展的培訓需求。為了使一次不帶電的孤立實訓變電站可以在仿真電網中運行，實現調控一體化培訓，同時，使實訓變電站具備更多的倒閘操作和事故處理實訓功能。

河北省電力公司職業技術培訓中心（簡稱“職培”），職培提出仿真電網及串口通信技術路線，將實訓變電站融入仿真電網中，通過串口并光纖通道，實現調度端與站端通信，建立仿真電網與變電站相互關聯；通過擴展CDT通信規約，實現變電站開關狀態等信息的上傳，即遙信功能；經過仿真電網計算的潮流下傳至站端來代替變電站電氣測量數據，使得變電站的監控畫面潮流不再只顯示“0”，即“遙測”功能，與現場情況不同的是，這里的“遙測”數據時反送給站端的，保護也能根據測量值的變化做出反應，并適時啟動。同理，完成調度端對變電站的遙控、遙調、遙定值和遙故障，實現“4＋2遙”，為電網調控一體化提供實訓平臺。該方案包括仿真電網設計、通信通道、串口通信平臺、通信規約及編程調試等環節。

2 仿真電網接線

職培設計了包含職培35kV實訓變電站在內的縣級仿真電網，該電網包括2個110kV變電站、7個35kV變電站和1個10kV開關站，電網容量100MVA。電網中包括職培實訓變電站的任何開關變位均引起潮流變化，可提取實訓站的潮流數據，以備向站端發送，以解決因一次不帶電造成的測量空缺問題。仿真電網接線如圖1所示，其中職培站（橢圓圈內）為35kV實訓變電站。

圖1 仿真電網接線示意

3 通道連接與串口通信軟件平臺的架構

調度端主機串口（RS－232）－串口線（5m）－調度端光端機－400m光纖－站端光端機－串口線（5 m）－站端通信工作站（合并單元）－保護裝置及后臺監控機，以解決調度端與站端的數據傳送問題。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，因而能夠保證數據傳輸的可靠性。

電網仿真采用了Delphi 5.0開發平臺，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）或相關的API函數。由于MScomm通信控件具有豐富的與串口通信密切相關的屬性及事件，提供了一系列標準通信命令的接口，可以用它創建全雙工的、事件驅動的、高效實用的通信程序，該系統選擇MScomm32串口通信控件，并以插件方式引入Delphi集成開發環境中，以便Delphi程序可直接訪問串口屬性和事件，實現數據通信的控制。嵌入MScomm插件，相當于擴充了Delphi串口通信功能，同時也使Delphi代碼執行效率高的特點得以發揮［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 鍵的內容為

kjljvjjjoquqmjjjvpqqkqmqykypoqjquoun.

至此，控件的系統注冊工作完成，然后在Delphi IDE環境中導入這個ActiveX控件，在ActiveX控件頁上可以看到一個電話為圖標的控件，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；//關閉端口

CommPort：＝1；//設置端口1

InBufferSize：＝512；//設置接收緩沖區為512個字節

OutBufferSize：＝ 512；//設置發送緩沖區為512個字節

Settings：＝＇1200，n，8，1＇；//1200波特率，無校驗，8位數據位，1位停止位

InputLen：＝0；//讀取緩沖區全部內容（32個字節）

InBufferCount：＝0；//清除接收緩沖區

OutBufferCount：＝0；//清除發送緩沖區

RThreshold：＝1；//設置接收1個字節產生OnComm事件

InputMode：＝comInputModeBinary；//二進制方式

PortOpen：＝true；//打開端口

end；

end；

4 通信規約的實現

通信內容涉及調度端與實訓變電站之間的數據傳輸，包括遙測、遙信、遙控、遙調以及保護定值讀寫和故障設置，所有通信數據按預定的點號并依據擴展的CDT規約進行傳輸，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

指調度端對站端斷路器的遙控。包括12個遙控點，分別對應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、遙控執行和遙控取消4個環節。

下發遙控命令時，先發遙控選擇，收到正確的遙控返校幀后發送遙控執行命令。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3遍

E0CC XX CC XX CRC

E0CC XX CC XX CRC

返校幀：（上行）

E1CC XX CC XX CRC//重復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3遍

E1FF XX FF XX CRC

E1FF XX FF XX CRC

遙控執行（下行）

EB 90EB 90EB 90

71C2 03 00 00 38

E2AA XX AA XX CRC//重復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

指調度端對站端主變壓器分接頭的遠方調整，采用與遙控規約一致的調節方式，即每個點的調升、調降對應遙控的控分和控合。每臺主變壓器設7個遙調點共14個遙調點。遙調過程亦包括選擇、反校、執行和撤消等環節。

4.3 遙測

此處遙測數據為下行傳輸，由于實訓變電站一次不帶電，“遙測”數據改由仿真電網潮流計算獲得，并通過串口下傳至站端。區別于實際的變電站，在此專門為保護裝置設計了軟開關，自動切換來自現場的真實測量數據和來自調度端的仿真數據，并適時啟動保護裝置，啟動跳閘或信號。本系統設定了108路下行的“遙測”數據。

4.4 遙信

變電站端遙信數據經通信工作站定時上傳至調度端，由調度軟件刷新畫面、計算潮流。本系統設定了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度端對站端進行遠方保護定值整定的簡稱，通過調度端對16個保護單元進行讀寫，用于設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（調度端設置故障，站端響應保護動作，包括主變壓器非電量保護）

為了培訓事故處理項目，通過在調度端設置實訓站的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，提供事故現場，達到事故處理培訓目的。主變壓器非電量保護動作的設置由電網仿真模塊自調度端直接下發故障命令給站端通信工作站，由通信工作站轉發至相應的保護單元，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 結束語

通過上述方案的實施，該培訓中心具備了調度對變電站的遙控、遙調、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調度，因而豐富了實訓系統對相關專業的培訓內容，具備了同時對變電運行、調度運行和調控一體化實訓條件，該系統投入使用后，2011年完成培訓216人次，效果良好。

［1］ 梁 水，賽奎春.Delphi開發典型模塊大全（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［J］.電光系統，2005（1）：53－55.