變電站綜合自動化系統調試新方法研究

劉 毅

（廣東電網有限責任公司佛山供電局，廣東佛山528000）

0 引言

目前，佛山地調調度主站主流使用的還是DNP3.0規約[1]，在變電站改造工程、遠動通道故障消缺[2]等工作中仍然要使用這一規約。根據南網規定，地級調度必須設立異地主站系統，因此從去年開始，佛山供電局建設備調主站，并對多個變電站進行與備調主站的DNP規約調試，而大量的調試工作必然會出現一系列問題。

目前，市面上還沒有DNP3.0的主站仿真調試軟件，在變電站自動化工作中，DNP規約調試技術只局限在與主站人員進行聯調，大大增加了調度主站的工作量，一旦主站人員無法配合，則現場的調試工作將處于停滯狀態，因此提高現場調試效率的問題[3]亟待解決。針對規約調試效率比較低、可靠性也不夠高的問題，本文提出了一種利用CCM軟件建立DNP模擬主站的變電站綜合自動化系統規約調試新方法，可以大大提高工作效率和調試結果的可靠性，確保現場調試工作的順利開展。

1 調試系統的設計

本文所要解決的技術問題，就是實現一種脫離主站的DNP規約調試方法，也就是建立一套模擬主站與變電站遠動機進行通信。CCM軟件是佛山供電局變電站作為遠動機的子站接收DNP規約所用，而由于CCM軟件是在Windows基礎上開發的，可以輕松地在遠動機維護電腦上安裝，軟件具備主站DNP3.0規約，可作為調度主站軟件使用，我們改進后把它作為DNP主站軟件使用，建立變電站調試新方法。

為解決技術問題，本文采用的方案是：模擬主站使用筆記本電腦安裝CCM軟件，變電站一般和主站通信的是遠動機，在這里作為測試環境也用一臺筆記本電腦安裝CCM軟件代替遠動機。連接方式如圖1所示。

圖1 調試系統連接方式

兩臺PC機之間通過串口通信，利用串口轉USB線接入電腦的USB口進行連通，按如下方式設置好通信參數：

（1）主站串口參數設置（電腦使用串口1），波特率9 600 bps；校驗方式：無校驗；停止位：1位；實質只要和對側對應即可。

（2）子站串口參數設置（電腦使用串口2），波特率9 600 bps；校驗方式：無校驗；停止位：1位。

設置好參數后，接好串口通信線，串口通信線是串口轉USB通信線相連接，連接方式為電腦USB口（主站）—USB轉232串口—232通信線—232串口轉USB—電腦USB口（站端），通信為全雙工。

檢查通信情況：觀察主站、子站CCM軟件收發報文情況，在收、發報文窗口應出現詢問和回答報文，發生遙信、遙測信號，主站均能正確接收。

主站報文：（1）通信成功前報文（與子站建立鏈路前報文），主站一直要求子站回復鏈路數據；（2）通信成功后報文（與子站建立鏈路后報文），與子站建立起數據后，主站開始總召喚數據和召喚子站二級數據。

子站報文：（1）通信成功前報文（與主站建立鏈路前報文），等待主站發起鏈接，子站看不到任何報文；（2）通信成功后報文（與主站建立鏈路后報文），與主站數據進行交互。

2 DNP模擬主站與子站CCM軟件聯調

DNP模擬主站和子站CCM軟件進行規約調試，先測試鏈路建立情況，檢查功能是否合格：

（1）檢查主站與從站的關系是否非平衡式的，其中主站為啟動方，從站為響應方。

（2）DNP3.0的數據鏈路層的功能驗收：主站無需對從站的鏈路層進行確認，因此從站上送報文鏈路層所含功能碼必須定義為非確認用戶數據；主站召喚全數據或上送變化數據，如從站無法采用一幀（一幀最大256字節）組包，應采用傳輸層分幀連續上送，而主站收到最后一幀進行應用層確認。

（3）DNP3.0的應用層的功能驗收：主站必須對從站的應用層進行確認，因此從站上送數據報文應用層所含CON位必須置為有效，即要求主站確認用戶數據（空數據無需主站確認）；主站下發請求，主站（主站設定時間10～20 s）收不到從站響應，則重發原請求（傳輸層SEQ遞增，應用層SEQ不變）；主站如重發三次請求，從站均無響應，則主站復位鏈路。

（4）對從站響應重發的驗收：從站不得同時處理多個請求，即在處理第二個請求前，必須將前一個請求響應及主站確認完全處理好；設定逾時1～5 s或收到新的請求，從站未收到主站確認，重發原響應。如從站收到連續兩個相同的序號的確認，從站無需理會第二個確認；從站只有收到對主站對響應的確認后，才能將原響應從緩沖區中清除，不管主站是否復位鏈路。

3 變電站模擬測試

試驗功能全部合格后，把模擬DNP主站投入到變電站使用，在某500 kV變電站中進行模擬測試。在遠動機新增一個鏡像串口輸出DNP報文，接入模擬DNP主站，原站端CCM軟件的模擬報文由測控裝置實際發生，而模擬主站遙控報文、下發報文在測控裝置均正確接收。

（1）對全遙信/分組遙信、全遙測/分組遙測功能進行驗收：當響應報文只有一幀，則響應報文應與請求報文的Range的起始地址/終止地址是完全一致的；當響應報文為多幀，則響應報文的第一幀報文Range的起始地址、最后一幀報文Range的終止地址和請求報文Range的起始地址/終止地址是一致的；當請求報文Range大于響應站的數據范圍時，不足部分數據用無效空點代替。

（2）對一級變化數據、二級變化數據、三級變化數據功能進行驗收：主站以3C 02 06 3C 03 06 3C 04 06方式詢問三級變化數據；從站根據實際已產生的各級變化數據，允許將各種變化數據組裝成一幀報文上送；從站應優先上送變化遙信，變化遙測次之，最后是SOE。變化遙信與SOE同包上送時，應按時間先后順序組裝，避免COS/SOE的錯位；從站所有遙測的遙測死區均應獨立可置，其中一般遙測量死區設為3/1 000，母線電壓死區設為1/1 000，主變檔位、VQC調節次數、VQC工作區域死區設為0，通過以上死區設置，確保變化遙信和SOE數據及其他變化遙測能及時上送主站；當沒有變化數據上送時，則回答到內部信息字即可，即上送的報文以應用層功能碼（8位）+內部信號字（16位）+校驗碼（16位）結束，不用在后面加入對象碼結束。

（3）對遙控報文功能進行驗收：遙控采用直接遙控輸出方式，報文的功能碼+對象的報文為05 0C 01，從站收到主站遙控下發報文，需要確認已收到遙控命令；從站在雪崩情況下，當主站下發遙控操作命令時應立即響應，不得屏蔽遙控操作功能。

（4）對主站對時應用要求：所有從站的時間同步以站內GPS對時為主，主站對時為輔；當主站與廠站恢復正常通信時，主站會下發對時報文；正常通信過程中主站會定時下發對時報文。

4 結論

本文提出的變電站綜合自動化調試新方法，解決了變電站改造工程、遠動通道故障消缺、廠站與備調主站DNP規約調試等問題，主要有以下優點：

（1）大大提高了DNP規約調試的站端工作人員的調試效率，減少了調度主站的核對人手，節省了現場工程驗收時間。

（2）由于使用模擬軟件，不需要主站進行任何操作，減少了主站的操作風險。

（3）由于減少了主站、遠動通道的一些中間環節，方便了發現是變電站側還是主站側方面的問題，對于故障定位有很大的幫助。