張龍躍 朱道淮 王蘭平
摘要：本文以一座110KV變電所綜自改造為實(shí)際，闡述了級(jí)聯(lián)式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的定義和內(nèi)涵，其在變電站中實(shí)現(xiàn)的過(guò)程和方法，及其這種方式在以后綜合自動(dòng)化改造的應(yīng)用價(jià)值。
關(guān)鍵詞：綜合自動(dòng)化、級(jí)聯(lián)式、遙信、遙測(cè)、遙控、規(guī)約
一、問(wèn)題的提出
變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信息處理技術(shù)等實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站二次設(shè)備（包括繼電保護(hù)、控制、信號(hào)、故障錄波、自動(dòng)裝置及遠(yuǎn)動(dòng)裝置等）的功能進(jìn)行重新組合、優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)變電站全部設(shè)備的運(yùn)行執(zhí)行監(jiān)視、測(cè)量、控制和協(xié)調(diào)的一個(gè)綜合性的自動(dòng)化系統(tǒng)。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在變電站的應(yīng)用已是電力系統(tǒng)變電站發(fā)展的大勢(shì)所趨。變電站新老綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的改造過(guò)程，又是眾多專業(yè)和部門相互協(xié)調(diào)共同進(jìn)退的一個(gè)復(fù)雜煩瑣的過(guò)程，且一個(gè)變電站的改造也需要一定相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，有時(shí)基于各種原因而使變電站的改造不能一部到位，全部完成。而對(duì)于調(diào)度和監(jiān)控人員又需要隨時(shí)掌握變電站的所有設(shè)備的運(yùn)行狀況并根據(jù)情況改變變電站運(yùn)行方式。這樣二者就發(fā)生了沖突，產(chǎn)生了矛盾。針對(duì)這一問(wèn)題，級(jí)聯(lián)式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)不失為解決這一問(wèn)題的最佳途徑。我公司洞山變綜自改造過(guò)程中，就是利用這一方法妥善合理地解決了問(wèn)題。
我公司洞山變電所是一個(gè)110KV無(wú)人值班變電站，原先所用的綜自系統(tǒng)是南自四方公司的CSC 2000系統(tǒng)，1997年投入使用以來(lái)已運(yùn)行十余年。新系統(tǒng)選用的是國(guó)電南自公司推出的新一代綜合自動(dòng)化PS 6000系統(tǒng)。在工程改造過(guò)程中，公司基于整體考慮，對(duì)于10KV側(cè)出線及35KV側(cè)出線的改造部分推遲到下一年同其開(kāi)關(guān)柜改造整體一起進(jìn)行更換。這樣就給變電站的監(jiān)視與控制提出了一個(gè)課題，級(jí)聯(lián)式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)就是在針對(duì)解決這一問(wèn)題經(jīng)過(guò)研究提出的，就是將老的綜自系統(tǒng)作為一個(gè)子系統(tǒng)通過(guò)規(guī)約轉(zhuǎn)換級(jí)聯(lián)接入到新的綜自系統(tǒng)中去。
二、級(jí)聯(lián)方案的設(shè)計(jì)氳魘?
最先，我們考慮的設(shè)計(jì)是利用四方103規(guī)約作為新老綜自系統(tǒng)相互聯(lián)系，交換數(shù)據(jù)信息的橋梁和紐帶。這樣設(shè)計(jì)的思路是使系統(tǒng)核心部分直接對(duì)接，盡量減少系統(tǒng)的中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，其可靠性能有最大幅度的提高。其10KV及35KV系統(tǒng)部分的硬件、軟件接入示意圖如下：
根據(jù)上述方案我們聯(lián)系了兩個(gè)廠家人員對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改造聯(lián)接調(diào)試，經(jīng)過(guò)近半個(gè)月的調(diào)試實(shí)驗(yàn)，但新老系統(tǒng)之間始終沒(méi)有成功聯(lián)接，此方案暫告失敗。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)對(duì)調(diào)不成功的分析，我們認(rèn)為失敗的原因如下：
１、兩家的系統(tǒng)，新老結(jié)合，兩個(gè)廠家對(duì)此都不是很熱心，積極性和熱情不足。特別是原系統(tǒng)的南自四方公司已經(jīng)不存在，接手該系統(tǒng)的是另外一個(gè)廠家。
２、老的綜自系統(tǒng)安裝于９７年，那時(shí)的通訊協(xié)議基本上都是在一些基本框架的基礎(chǔ)上各廠家自行定義的，至于原版的協(xié)議具體內(nèi)容和約束條件以及底層數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)和定義，隨著十余年時(shí)間過(guò)去，人員的流動(dòng)，非常清楚知道這些內(nèi)容的人也十分寥寥，以致使信息直接對(duì)接的方案陷入僵局，新老綜自系統(tǒng)通訊互聯(lián)接入不能成功。即便是現(xiàn)在，對(duì)于目前主流為IEC103規(guī)約，各不同廠家在規(guī)約的理解上、做法上也存在差異，也未實(shí)現(xiàn)真正的互連。
３、到現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試的維修人員對(duì)老系統(tǒng)也不是很熟悉，僅僅局限于維護(hù)，而不具有研發(fā)的能力，對(duì)底層數(shù)據(jù)庫(kù)和原始程序不能清楚的知道，遇到問(wèn)題也束手無(wú)策。
三、方案的改進(jìn)與調(diào)試
基于上述系統(tǒng)調(diào)試失敗原因的分析，我們決定對(duì)方案進(jìn)行修正，改變?cè)壤盟姆?03規(guī)約作為新老綜自系統(tǒng)相互聯(lián)接的橋梁，起用老系統(tǒng)的協(xié)議轉(zhuǎn)換通訊裝置CSM300A，以格式統(tǒng)一規(guī)范的部頒CDT規(guī)約作為新老系統(tǒng)相互牽手的紐帶。同時(shí)要求國(guó)電南自公司對(duì)其集中規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)行了軟件和庫(kù)升級(jí)，因?yàn)樵仍撗b置只是提供一些簡(jiǎn)單的連接，只有很少的遙信、遙測(cè)量，一般都不設(shè)遙控量，其10KV及35KV系統(tǒng)部分的硬件、軟件接入示意圖如下。
根據(jù)改進(jìn)后的方案，在調(diào)試中還做了如下方面的工作：
１、對(duì)規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置P SX 640進(jìn)行擴(kuò)容，使其遙測(cè)量為100個(gè)，遙信量為320個(gè)，控制量為256個(gè)，充分滿足老系統(tǒng)原有的參數(shù)定義順序和容量。
２、啟用虛擬CPU的方式，加快處理線程。將這些數(shù)據(jù)分成多個(gè)CPU來(lái)處理，遙測(cè)量分為3個(gè)每個(gè)CPU處理40個(gè)遙測(cè)，遙信量分為2個(gè)每個(gè)CPU處理192個(gè)遙信，遙控量全放在1個(gè)CPU來(lái)處理，擴(kuò)展其容量原只能處理128個(gè)，現(xiàn)改為256個(gè)。同時(shí)遙控只對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制，對(duì)裝置內(nèi)的軟壓板給予舍棄。
３、處理通信規(guī)約之間的協(xié)調(diào)問(wèn)題。在系統(tǒng)調(diào)試期間，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)主站遙控10KV開(kāi)關(guān)時(shí)選擇失敗，從軟件流程圖上可以看出由于10KV及35KV部分?jǐn)?shù)據(jù)與主站交換經(jīng)過(guò)了很多的轉(zhuǎn)換壞節(jié)，時(shí)間上相對(duì)需要多一點(diǎn)，而PSX600遠(yuǎn)動(dòng)服務(wù)器101規(guī)約遙控選擇時(shí)間為5S，分析認(rèn)為造成這一問(wèn)題是由于PSX600遠(yuǎn)動(dòng)服務(wù)器101規(guī)約遙控選擇時(shí)間短造成，改其遙控選擇時(shí)間為12.5S，問(wèn)題解決。
４、新老系統(tǒng)之間是是通過(guò)串口RS232方式實(shí)現(xiàn)通信，為防止兩系統(tǒng)相互電平不穩(wěn)定而燒毀接口，且RS232接口本身抗干擾能力低，容易燒壞。我們采用232轉(zhuǎn)422方式傳送，使端口之間硬件隔離又實(shí)現(xiàn)信號(hào)互通，徹底解決燒接口問(wèn)題，并具有抗干擾抗雷擊的能力。
根據(jù)改進(jìn)后的方案，我們僅用了兩天的時(shí)間就調(diào)試成功。新老系統(tǒng)連通完好，老系統(tǒng)在退下許多設(shè)備后， LON網(wǎng)上網(wǎng)絡(luò)負(fù)載率有所降低，網(wǎng)絡(luò)報(bào)文沖突大為減少，系統(tǒng)運(yùn)行比原先的性能還要好，可靠性也有大幅度提高。
四、結(jié)束語(yǔ)
綜合自動(dòng)化系統(tǒng)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用在當(dāng)前的變電站中，綜自改造過(guò)程有需要一個(gè)相當(dāng)?shù)臅r(shí)間，且是多部門多專業(yè)的共同參與，有時(shí)基于各種原因使綜自改造不能一次性完成。可以相信這種級(jí)聯(lián)式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在以后的改造中具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
收稿日期：2008年7月28日 修回日期：2008年8月3日
