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网络时代的变电站自动化

文档名称:网络时代的变电站自动化
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上传者:yugc123
添加时间:2019/05/13
内容摘要:
35参算12
Vo.35,No.12
2002年12月
ELECTRIC POWER
Dec.,202
电動信息化
网络町代的变旦站自动但
金午桥,洪究平2
(1.国电自动化研究院,汇苏、南京210003:2.华东电力咨淘公司,上海200041)
摘要:山颅远动信息传输的发展过程,指出变电站自动化纳入数据通信网是令后研究的主.要课魉之一
论述TCP/P协议转换器模式和应用层协议模式及其在已建站和新健站中的应用。指出网络通信将极大提
高信息传输速率,从满足FMS应用软件对实时数据的更要求,从根本上解决远动信息一发多收和多级
转发问题
关鍵词:广'域网;以太网;变电站自动化;协议;远动
中图分类号:TM761
文獻标识码:B
文章编号:I004-9649(2002)12-0057-0
限、将别是国家电力公司数银网(Dm的层与间层之间采用以太し丰,
和发展,传统的変电站自动化系统正向网络化的方网通信方式:间隔层与过程
电力数塒阿
向演变,并为网络化的 SCADA/EMS系宛提供良好层间采用现场总线(FB)通
的发展基础。传统的变电站白动化系统正逐步被集信方式。常见的是CAN网
站级尽
网络通信.控制、测量和保护信号于ー体的网络化变和LON网
附层
变电站
电?自动化系统所取代,并将打破原有的专业分T
此模式适用于全分散或
实现新的专业重组,以适新系统要求。
局部分救式的设备配置。目
过稞层
前在国内有2种观点:-种
变电茹工作模式
主张保抽、控制.测量、信号
图2分层模式
合一的体化方式;另种主张保护与监控等功能相
1.1常规模式
頃独i的二作方ェ式、前者在10kV及以下的变电如得
常规模式就是厂站远动与站内监控系统合用
到了广泛的应用,并有向更高电斥等级延伸的趋势
套数据采集装置,该模式可以是集中组屏方式也可
以是分布方式(见图1)
2现场总线的种类及其应用
上位机
2.1概述
现场总线( Field bus)是用于过程白动化最底层的
数据单元
保护
现场设备或现场仪表互联的通信网络,是现场通信网
各与控制系统的集成。它是网络技术在控制底层的」
用。现场总线的节点是现场设备如变送器、执行器、編
程器及智能仪表等目前在国变电站自动化系统
图1常规模式
中采用的现场总线有两大类: CANBUS和 Lonworks
2.2CAN总线
与远方主站的通信规约建议采用JEC60870-5-
CAN卸控制区域网络( Controller Area Network)
101。采用交流采样RTU时、可省去变送器屏。站内继的缩写,足德国 Bosch公司为汽车的监測挖控制设计
电保护信息可通过遥信输入回路(即硬作方法),或通的。现已成为ISo11898国际标滩。特点是:(1)CAN
过串行接口按约定规约通信(即软件方法)进入RTU。采用点对点,点对多点及广布方式收发数据
2分层模式
(2)CAN可实现分布式多机系统(无主、从机之分),
分层模式将変电站自动化系统分为站级、间隔每个节点均可主动发送,可构成多机备份系统。(3)CAN
收搞日期:2002-06-28;擦回日期:2002-09-23
作者简介:金午桥(1942-),男,浙江吴兴人,硕士,高级工程师(教授级),从事調度自动化及变电站自动化的开发及工程应用。
57
维普资讯hup/www.cqvip.co中
电力信息化
2002年第12期
中国电力
第35
支持4类报文帧:数据帧,远程帧,出错帧、超载帧。采用的实时性要求,至下UDP固有的传输可靠性低的缺
短帧格式,每帧的字节数为8个,这样传输时间短,陷可通过络用层的协议进行弥补
受干扰的概率低。(4)CAN节点具有自动关闭功能
间隔层设备与计算机监控系统及通信控制器间
当节点错误严重时,会白动关「州,不影响总线的工作。通信的应用层建议采用国际标准IEC60870-5-103
2.3 Lonworks总线
的应用层协议。山于是等同采用,具极好的操作
ON works( Local Operating Network)即局部刚络性,凡文持上述规约的设备均能方便接入。
的缩写,特点是:(1)采用 LONTALK通信协议,符合
1SO斤放系筑联OSI层模。(2)其核心是神经元4变电站通过广域网与主站的通信
( Neuron)芯片,内含3个8位CPU,CPU-1为介质访
问控制处理器,实现 lontalk协议的第1、2层功4.1协议转換器模式
能,CPU-2为网络处理器实现第3-6层功能。CPU-3
此模式遁用于已建厂站,且其变电站自动化系
为应用处理器实现第7层功能,用」执行用户编写統难以支持TCP/IP协议。此时可采用T控机作为
的程序。CAN与ION劇的综合比较见表1所示。协议转换器或将路由器与协议转換器合一。在转输
从表1可见在国内变电站自动化领域中CAN网的层和络层募现RS232C至以太劇和 IICP/ID的转
应用将越来越广,并有取代ON网的趋势
换,在应用层可实现远动规约至C60870-5-104或
JFC61850劇络通信协议的转换,这样基本上保持原
表1CAN网与LON网的综合比较
有协议结构不变即可叮接入 Spdnet但要求各主站端
比较应用高常用
配置支持TCP/IP协议的网络通信机和相应的应用
项日领域速率速率
信息优先常用国内
传輪机级介质应用
价格
层协议(见图3)
(50
I(CPIP+](4约/I(:6]850
( L4 IM h/s 125 kb/s
白动上送>208双绞等多低
CSMA/CD
主站1
LON同上同上78kb/s同上>300同上少高
10-100 Mb/s
路由器
3站内通信网
电力数据域网
FR/ATM/P
155-622MhMs
3.1以太网技术及其在站内通信网中的应用
TCPATP+104约
现场总线在解决过程层与间隔层间的通信任务
协议转换器
协议转换器
中发挥了重要作用并取得∫成功经验,但随着变电
RS232+远动规约
站白动化向更高电压等级延伸,现场总线的局限逐
变电站V
步配露出来。以太刚技术足络通信技术中应用最
厂泛的技术之一,在业控制领峨中采用以太实
图3TCP/IP协议转换模式
现控制设备的气联通信是发展焰势
以人网以其传输快速性,系统开放性,应用广泛4.2应用层协议模式
性而为人们所关注,并在站内通信网中发挥重要作
此模式适用于新建厂站,且变电站白动化系统
用,间隔层与站级层之间的通信建议采用交互式快具有以太网接,并在传输层和劇络层支持TCP/IP
速以太网,可比共享式以太网的端口帯宽提高10倍协议,在应用层支持C60870-5-104规约或IEC-
以上,保证了信息交换的実时性。在要求较高的场61850协议,这样就可直接接入 Spdnet(见图4)
合,建议来用双以太?配置,可实现双劇冗余及动态
目前国外知名厂商如AR
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