变电站自动化系统的总体设计原则

变电站自动化系统的现状通信不稳定规约不统一产品升级困难变电站自动化系统的总体设计原则开放性分层分布式满足无人值班的要求8000系列变电站自动化系统的系统结构MIS主干网采用100M光纤自愈式环型以太网远方工程师操作员站远动主站调度在线监测Internet防火墙工程师站路由器WXH-801(2)独立网关WMH-800WBH-801WXH-821FCK-801家庭办公广域网站控层网络层间隔层严格贯彻实施标准文本采用权威测试工具测试TCP/IPAPCIASDU103/104协议网络协议–采用标准的通信协议是提高变电站综合自动化系统的站内局域网的通信开放性、兼容性和可靠性的根本途径，也是制定有关标准的重要目标之一。但是在实际运行的变电站综合自动化系统中不同的厂家所采用的通信协议并不统一，很多厂家采用自己的内部规约，这给变电站自动化系统的站内局域网的通信开放性、兼容性带来不好的影响，增加了很多通信协议的规约转换工作，严重的时候还会造成通信不可靠。如何才能提高变电站自动化系统的站内局域网的通信开放性、兼容性，一个最好的办法和途径，应该是所有的厂家都采用标准的通信协议，使自己的产品更为标准化，所以正如计算机设备的发展一样，变电站综合自动化系统的站内局域网采用国际标准的通信协议应该是今后的发展趋势。–另外，由于厂家的内部规约，相比国际、国内标准的通信协议，其成熟度也比较差。原因也是很明显的，国际、国内标准的通信协议常常是组织业界最为权威的专家群，总结业界的许多相关实践经验，并经反复讨论才确定的。而相比之下，厂家的内部规约则不可能做到这一点。另外，国际、国内标准的通信协议，是大家共同遵守的标准，对厂家和用户都是开放的，这也更便于不同厂家的产品实现互联。通信协议分析通信协议标准的现状目前变电站综合自动化系统的通信协议标准的现状–目前，国际电工委员会（IEC）已经确定IEC61850作为变电站综合自动化系统的通信标准。我国也已明确表示，将会完全等同采用IEC61850国际标准。但是，由于工作的复杂性和标准的形成需要一个过程，至今，IEC61850的标准起草工作还尚未完成。但是，我们注意到，除了103规约之外，国际电工委员会还公布了IEC60870-5-101（简称101）和IEC60870-5-104（简称104）两个用于远动的通信标准。经过反复调研深入的研究，我们采用了103和104两个国际标准作为CBZ-8000变电站综合自动化系统站内局域网通讯的通信协议。–103协议传送的主要针对继电保护有关的信息，104协议传送的主要针对监控和远动有关的信息。103和104协议同属IEC60870-5系列标准的配套标准，它们共享相同的应用数据结构和信息元素的定义和编码。通信协议标准的现状（续）目前变电站综合自动化系统的通信协议标准的现状–IEC60870-5-103，104协议已经有对应的国家标准–继电保护信息第5－103部分：传输协议DL/T667-1999－103–远动设备及系统第5—104部分：传输协议DL/T634.5104—2002－104采用103和104标准协议的必要性变电站综合自动化系统通信的特点和采用103和104标准协议的必要性–变电站综合自动化系统,间隔层智能设备可分为继电保护装置和间隔测控装置，后台主站可分为工程师站和具有SCADA监控功能的当地、远动主站。通信传输的继电保护故障信息和SCADA监控信息两大类型的数据流，物理上共享局域网信道，逻辑上是两个独立的系统。隶属于不同的主管部门。另外，由于以太网的通信容量大以及TCP/IP协议的开放性好，已被计算机通信所广泛采用，也已一致被认为是变电站自动化系统的站内局域网的必然发展趋势。为此，国际电工委员会正在加紧制定变电站自动化系统的站内以太网通信协议IEC61850标准。但到目前为止还未正式颁布。在目前的情况下，103协议已在继电保护装置中广泛地采用，我国的工程招标书上对继电保护装置的通信接口也明确要求采用103协议。鉴于变电站综合自动化系统通信数据的特点和采用以太网的方式，采用103协议和104协议应该是目前变电站自动化系统的站内通信规约的最为合理的一种选择。因为它们既能满足继电保护故障信息和SCADA监控信息的传输要求，又有标准规约的兼容性。另外，103和104协议同属IEC60870-5系列标准的配套标准，它们共享相同的应用数据结构和信息元素的定义和编码，会给通信数据的处理带来极大的方便。协议实现网络层协议与应用层协议–网络层协议为开放性很好的TCP/IP协议。应用层协议采用103和104协议。104协议用于远动、就地监控主站与IED设备间的通信。103协议仅用于继电保护故障信息管理主站与IED设备层的通信。103协议应用层ASDU与TCP/IP网络组合方式，完全采用104协议组合101协议的方式，即它的网络层协议为TCP/IP协议，应用层协议采用103协议的ASDU。为了保证应用层ASDU的通信可靠性，又包装了APCI传输接口，因此，即103协议具有与104协议完全相同的APCI传输接口，相同的应答和重发机制，具有很好地兼容性和可靠性。如何保证规约编制的标准化–由于103和104协议是国际和国内行业标准，是组织业界最为权威的专家群，总结业界的许多相关实践经验，并经反复讨论才确定的，较厂家内部规约应更为科学化和系列化、规范化，因而具有更好的兼容性。为了更好地保证实现设备间的互连，我们在研发CBZ-8000变电站自动化系统的过程中，采取了两条原则：（1）严格贯彻实施标准文本；（2）采用权威的地测试工具，进行逐类、逐条报文的测试验收。为此，我们购买了与国内电科院测试相同的103规约测试软件，同时，还购买了美国Triangle公司开发的IEC104协议的测试软件来做这项工作。此外，还通过了KEMA公司的测试软件的测试。避免了以前采用内部规约时曾经出现的联调过程中错误划分不清，理解不一致，等诸多毛病。提高了开发和工程的效率。人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。