500kV變電站監(jiān)控系統(tǒng)改造中不同通信規(guī)約測(cè)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(shí)現(xiàn)，是利用GOOSE網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)測(cè)控裝置間的通信，使得各測(cè)控裝置獲取其他間隔的開入位置等聯(lián)鎖信息，以此來實(shí)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(shí)現(xiàn)測(cè)控裝置間的通信。

引言

某500kV變電站在監(jiān)控改造中，對(duì)全站38臺(tái)測(cè)控裝置逐一更換，整個(gè)改造過程中將長(zhǎng)期存在未到年限的舊測(cè)控和改造后的新測(cè)控一起運(yùn)行的情況。待改造的老舊測(cè)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(shí)現(xiàn)，仍需要通過電纜連接一次設(shè)備的輔助接點(diǎn)采集其他間隔位置信息;改造后的新測(cè)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(shí)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(diǎn)。因新舊測(cè)控采用不同的通信規(guī)約，且新舊測(cè)控實(shí)現(xiàn)間隔層五防聯(lián)鎖方式各異，再者新舊測(cè)控裝置之間不能通過通信的方式來實(shí)現(xiàn)跨間隔位置信息交換，因此新測(cè)控間隔五防不能直接用GOOSE通信來實(shí)現(xiàn)。

1方案選擇

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

方案一：繼續(xù)采用舊測(cè)控實(shí)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(hào)通過電纜直接接入新測(cè)控。此方案不需要測(cè)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(cè)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(yùn)行的新測(cè)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(cè)控五防，需要重啟測(cè)控方能生效，運(yùn)行中的測(cè)控重啟會(huì)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(tái)的GOOSE程序，該程序接收舊測(cè)控用103規(guī)約發(fā)送的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，再利用現(xiàn)有的MMS網(wǎng)，新測(cè)控就可以通過模擬GOOSE報(bào)文與舊測(cè)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(duì)改造完成的新測(cè)控重新配置五防，也不需要重啟運(yùn)行的測(cè)控，只會(huì)出現(xiàn)短時(shí)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(tái)虛擬GOOSE的制作

2.1制作準(zhǔn)備

2.1.1在獨(dú)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(tái)或遠(yuǎn)動(dòng)裝置完成轉(zhuǎn)換工作，新配置的生效都需要測(cè)控重啟，且生成序號(hào)庫(kù)后，GOOSE進(jìn)程需重啟，也會(huì)導(dǎo)致全站測(cè)控裝置報(bào)GOOSE中斷和恢復(fù)告警。所以使用廠站的監(jiān)控后臺(tái)或遠(yuǎn)動(dòng)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(bào)文不兼容。

2.2.2在NSC330后臺(tái)，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(dòng)生成goose.def文件，該文件即為新測(cè)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(cè)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(dú)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(diǎn)位在“按雙點(diǎn)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(cè)控的裝置型號(hào)、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(cè)控用的模型一致，如果虛擬GOOSE的icd模型與新測(cè)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(diǎn)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(duì)需要“單位制”轉(zhuǎn)發(fā)的，重新進(jìn)行端子選擇，如圖4

單點(diǎn)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(diǎn)”，信號(hào)屬性選擇“值”;序號(hào)就是組態(tài)中轉(zhuǎn)發(fā)中的點(diǎn)號(hào)，擴(kuò)展默認(rèn)“0”即可。數(shù)據(jù)集中的信號(hào)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?yàn)樵趯?dǎo)出的scd中，goose傳送的位置信息后臺(tái)是收不到的，所以舊測(cè)控改造完成后，站控層短地址仍需要修改為實(shí)際測(cè)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(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)

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

5 goose.def文件的生成

在后臺(tái)上虛端子、端子號(hào)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(shí)，在虛擬裝置后面加個(gè)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(shí)，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(duì)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(tái)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(bào)文與舊測(cè)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(bào)文。如果生成的goose.def文件無法發(fā)出goose報(bào)文，從圖7中可看出，每個(gè)裝置生成兩個(gè)控制模塊，一個(gè)是CTRL，另一個(gè)是MEAS，goose程序是無法發(fā)出遙測(cè)MEAS報(bào)文的，所以導(dǎo)致goose報(bào)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(bào)文可正常發(fā)出，并將每個(gè)控制塊的序號(hào)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(duì)應(yīng)的goose邏輯設(shè)備下查看goose報(bào)文。如圖9所示，此時(shí)goose節(jié)點(diǎn)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(bào)文時(shí)，如果沒有遙信變位，則會(huì)顯示“無變化goose”，如果有遙信變位，則會(huì)顯示“有變化goose”，屬于正常顯示。NSC330發(fā)送的goose報(bào)文可用wireshark軟件來抓去，具體如圖10。

7結(jié)語(yǔ)

本文介紹的方法既可以保證同廠家測(cè)控裝置不同代別間的信息互換，也可以保證不同廠家測(cè)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(huì)遺留重大的安全隱患提供了理論、技術(shù)的保證。