電力遠動測試系統基本功能及其在規約分析中的應用

摘 要：現代工業飛速發展，電力行業的自動化要求不斷提高。在電力系統自動控制功能不斷強化、設備不斷增加的環境下，各個系統之間的信息通道需要遠動規約進行統一。該文闡述了電力系統中遠動測試系統構建的必要性，分析電力遠動測試系統的基本功能，探討電力系統中遠動測試系統在規約分析中的具體應用。

關鍵詞：電力遠動測試系統 基本功能 電力系統 應用

中圖分類號：TM734文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（b）-0-01

1 遠動測試系統的基本功能

遠動裝置將各子站的設備運行工況（包括開關狀態、實時模擬量狀態等）采集并轉換成便于傳輸的信號形式，加上保護措施以防止傳輸過程中的外界干擾，經過調制后，由專門的信息通道傳送到調度中心，在調度中心經過反調制，還原為原來對應于子站運行工況的一些信號再顯示出來，供調度人員監控之用。調度人員的一些控制命令也可以通過類似過程傳送到遠方的子站，驅動被控對象。這一過程涉及遙測、遙信、遙調、遙控功能，即遠動的“四遙”功能。遠動系統可分為三大部分：調度端（主站）、信息通道、遠方終端（子站）。子站主要是接受調度端的指令去控制現場的各個被控對象，以及對現場被控對象進行數據監測并將數據送往調度端。根據目前的發展前景，電力遠動系統越來越趨向主站一體化、互聯網絡化、支撐平臺及體系結構的標準化和開放化。電力遠動系統的發展，其建設、運行維護迫切需要有良好的測試系統支撐。電力遠動測試系統基本功能包括：以太網測試、報文監測、主/從站仿真等功能。

以太網測試主要實現對以太網絡的實時分析、延時分析和流量分析；報文監測主要實現對主站和廠站端的上下行報文及內容，判斷報文對錯及對報文進行統計；仿真站主要完成建立通信鏈路、召喚數據及編輯命令發送的功能。

電力系統配置遠動自動測試系統，能夠有效應用于電力遠動系統故障的有效定位、復雜通道故障分析以及新增變電站的自動化設備測試等。

2 遠動測試系統的簡要結構

遠動測試系統主要由硬件結構、軟件實現及通信協議三部分組成。軟硬件結構方面，各不同測試系統采用了不同的結構和不同的開發平臺，本文不一一贅述。

在通信協議方面，為了滿足工業以太網中遠動通信IEC101規約的應用需求，國際電力工業委員會制定了IEC104規約，將IEC101規約的應用數據單元進行TCP/IP標準化，以適應網絡化通信環境，同時將標準在遠動信息的網絡中應用。應用服務數據單元進行網絡標準化規約后，能夠確保規約的系統化與通信過程的穩定可靠。系統的網絡規約協議為TCP/IP協議，而應用層的基礎上為IEC010規約的應用服務數據單元。遠動系統中的配套標準應用規約數據單元（APDU）通常情況下由應用規約控制信息（APCI）與用硬服務數據單元構成。為實現不同規約系統間的通信及測試，測試系統仍有必要考慮兼容不同的規約。

遠動測試系統要符合我國電力自動化系統與通信系統的實際要求，在電力系統網絡化改造與遠動規約的統一規劃下，完成模擬信號FSK、數字RS系列、以太網等多種模式的遠動通道模擬，實現在線監測、仿真收發、報文分析、信號處理、通道傳輸評估與故障排除等多種功能。

3 遠動測試系統在規約分析中的應用

在我國的電網中，使用著多種規約。由于各種規約的數據格式不相同，相互之間不兼容，甚至同一規約各廠商使用的硬件結構和開發的軟件也不盡相同，存在著不兼容的可能性。這種不兼容就給遠動系統的接口開發帶來了較大的困難，在使用中必須要加各種規約的轉換器，也加大了系統維護的工作量。

為了保證不同廠家設備間的兼容性，我國相繼引進了DNP3.0、SC1801、IEC60870-5-101、IEC60870-5-104等遠動傳輸規約。DNP3.0屬于問答式規約，采用可變幀長結構，適用于點對點和多點共線的遠動通道結構；SC1801也是部答式規藥，適用于點對點和多點共線的遠動通道結構；CDT是電力部頒規約，屬于循環遠動式規約，適用于點對點的遠動通道；ICE101規約也是問答式規約，適用于點對點、多點共線、多點環形和多點星形網絡配置的遠動通道，其幀長有固定和可變兩種；IEC104則在上文中有介紹，是IEC101的應用層與TCP/IP傳輸功能的結合。此外還有例如國際101、廣東101、華東101、DL/T634、CDT-D709、DF102等一批規約在我國都有不少的應用。電力遠動測試系統必須要考慮兼容至少大部分這些規約。在測試系統的規約分析功能中，一般具有規約監聽、模擬主站、模擬從站、手工輸入及過程仿真等子功能。在同一張大電網中，發電、輸電以及農電等不同產權主體的設備都共同入網運行并且接入了不同等級的調度中心主站，在日益擴大的自動化網絡中，一旦主站的運行簡表出現某一廠站的故障告警，運行人員往往只能采用范圍排查的方法，從廠站遠動設備、遠動信道到主站系統等各個環節進行逐一排查，才能找到故障原因，影響了設備的運行時間。即使在廠站遠動設備與主站系統通信正常的情況下，又會出現個別遙測量跳變或失準，又或者遙信量發生抖動。遠動信息的擾動，既影響調度運行，又會影響主站系統的安全。對于類似故障，在運行中往往無法迅速準確地判定故障點是在主站還是廠站的遠動設備。即使是判斷為廠站遠動設備的問題，也無法提供直接的證據。針對上述情況，部署電力遠動測試系統的規約測試及分析系統能快速準確地對故障進行診斷，縮短故障排查時間，確保主站EMS系統的安全，更好地為調度運行服務，具有很高的實用價值。當主站系統的廠站設備運行簡表顯示一個廠站的運行出現故障時，使用測試系統的主站模擬功能進行測試，有助于快速判斷究竟是廠站設備、遠動通道故障，還是EMS主站的故障。當主站系統收到的遠動數據出現異常時，比如遙測量跳變或遙信量誤動和頻繁抖動，可使用測試系統的偵聽功能，對主站與廠站設備之間的通信進行一段時間的偵聽，并將有關的變化遙測及遙信變位信息全部記錄下來，運行人員可對這些記錄文件進行查詢分析，判斷故障根源，為正確排除故障提供依據。

4 結語

信息傳輸方式已從過去點對點、點對多點等遠動鏈路結構發展為今天的數據網絡通信。在電力系統中，隨著電網規模的擴大與電力調度自動化系統互聯網絡化，為了保證電力遠動系統的正常組網，以及簡化運行維護的負擔，采用統一的通信規約以及部署電力遠動測試系統都是必要的。

參考文獻

[1]陳衛東，錢牛牛.電力遠動測試系統在電力自動化的應用[J].電子技術，2011，38（12）：59

-60.

[2]董自丹.對電力遠動自動化測試系統的分析與探討[J].通信電源技術，2012，29（4）：115

-116.

[3]崔小玲，侯思祖，張璇等.電力自動化遠動通道監測系統研究與實現[J].電力系統通信，2011，32（12）：55-58.

[4]沈鴻.遠動通信規約測試及分析系統[J].廣東電力，2005（3）.