调度自动化信息传输方式探讨

龚　强　倪伟强　闫春晓

[摘要]随着变电站自动化系统的发展，变电站已经实现了少人值班或无人值班。因此，变电站运动系统运行可靠性及信息接入方式成为一个重要内容。采用传统的模拟方式传输远动信息，可靠性差，效率低，文章针对变电站远动系统采用的接入方式，合理运用现有通信系统的资源来实现无人值班变电站的可靠运行进行了探讨。

[关键词]变电站自动化无人值班调度自动化信息传输

1概述

随着光纤通信技术和网络技术的发展和应用，国内大多数变电站均具备了信息的数字化、光纤化、网络化传输。如何在现有条件下，实现变电站监控系统信息的数字化、网络化传输，提高传输质量、增强可维护性，是一个既现实又有意义的问题。

由于对电能质量和降损的要求越来越高，无人值班站越来越多地投入运行，监控人员对各站电压参数的准确性和实时性要求也越来越高了，从而电力系统对调度自动化系统的要求越来越高。而且，随着电力工业体制改革的进一步深化，电力市场的进一步探索，对电网调度自动化不断提出新的要求，电网的运行和控制越来越依赖于完善、先进和实用的调度自动化系统。同时，现代科学技术日新月异，许多新理论、新方法、新器件不断出现，也为电网调度自动化技术的不断进步和设备的不断更新提供了技术和物质的保证。利用模拟通道实施调度自动化信息接入，一是通道故障率和误码率比较高，影响了电力系统的稳定性。二是故障点比较多，而且难以判断故障情况，浪费了大量的人力物力进行维护，严重的影响了通信质量。三是与光缆通讯传输的模式不协调，浪费资源。采用模拟通讯传输速率一般最大应用到1200bit／s，而在数字通信方式下，应用到9600bit／s，使自动化系统信息传输速率增长了8倍，大大地提高自动化信息传输速率，从而大大地增强了调度自动化系统的实时性。

2现状分析

目前，许多变电站监控系统接入调度自动化主站系统的方式普遍采用模拟通道：即模拟四线E／M(MODEM)方式(如图1)。

模拟通信方式下带来的通道故障率高、误码率高、信噪比高等一系列信息接入方式中成为调度自动化的瓶颈问题，由于中间设备和接线过多且过于复杂，从而增加了故障点和维护的工作量，对于检修工作带来了众多的困难。

在此体系中，日常故障多发生在诸如调制解调器、配线柜、PCM终端、模拟通道等环节，故障类型如下：

(1)调制解调器需要对波特率、中心频率、通道类型等进行设置，它的故障主要分硬件和人为的原因。

①软故障。软故障是指这些网络设备的程序安装不正确或者版本陈旧，以及在操作系统中没有进行正确没置等原因导致的故障。

②连接故障。设备必须正确连接才能正常使用，导致连接故障的原因有各种连接线插反、近接线损坏、连接端口损坏或者接触不良等。

③硬件损坏故障。导致此类故障的原因主要是网络设备内部硬件损坏，或者自身质量不过关等。

(2)PCM终端的通讯维护的难点和重点，主要故障类型为：

①软故障。某一PCM系统与对端的相应系统的连接中，由于单板配置、数据配置、虚焊、光路中断或其它原因而导致的传输故障。

②连接故障。某一PCM系统与对端的相应系统的连接中虚焊、光路中断、接错线、手法颠倒等故障。

④硬件损坏故障。导致此类故障的原因主要是设备内部硬什损坏，或者自身质量不过关等。

(3)配线柜主要故障经常发生模块卡线松动、配线断路、接线人为错误等现象，而且提高了信号的信噪比，不利于信号的可靠传输。

(4)模拟通道：模拟通道中经常伴有噪音，致使通道误码率高，此种现象在自动化系统日常运行中经常发生。

以上故障点为调度自动化系统故障多发点，此种情况均在模拟通信条件下产生。为了上述实际问题，必须采用新的接入方式，来提高输出速度和质量，研究利用数字化、网络化通道实施调度自动化信息接入，满足现在自动化发展要求，实现整个地区级电网自动化的安全稳定，对电网安全优质运行意义重大。

因此，在此种情况下，我们提出采用数字通信方式取代现有的模拟通信方式，将PCM终端、配线架、调制解调器用协议转换器替代，这样大大减少了自动化运行中的故障点，从而使自动化系统更加安全、稳定运行。3新方案模式分析

结合目前调度数据网建设(见图2)和数字接口转换技术组成双通道，为自动化系统保驾护航。调度数据网络传输的信息一般采用104规约，数字接口通道采用常规串行口模式，一般采用101规约，双通道、双规约组成不同的信息传输模式。

调度数据网方案作为自动化系统主通道，由SDH传输设备引出的(4×或1×)2M信号给外设的协议转换器，由其处理成10 Mbit／s以太网数据信号。目前，许多供电公司组建了变电站光纤网络系统，以两个独立的光纤网络实现了各变电站与调度自动化的SCADA系统、配网自动化系统的连接及与公司局域网MIS系统网络的连接，并采用分别组网的方式实现了物理隔离。这些完善的网络环境为IEC-104规约的实施建立了良好的基础，要求最终实施各变电站到集控中心；变电站到地调；集控中心到地调基于光纤以太网的IEC-104规约通信。

常规串行口的数字接口通道模式为备用通道，其充分利用RS232接口与E1接口互转和光纤通讯技术，厂站端将远动设备远动机与RS232／E 1协议转换器通过RS232接口互联，采用9600bit／s传输速度取代现有600／1200bit／s传输速度，RS232／El协议转换器采用El出口传输至通信设备，采用数字通道传输，结合数字通道的改造，充分利用光纤通讯技术简化自动化系统，监控中心增加一个155M的光端机，对上直接与通信光端机通信，对下分为64个2M的E1接口，主站端将输出的2M通信线缆接入至E1／RS232协议转换器的E1入口，E1／RS232协议转换器与串口服务器直接进行串口通信，从而接入前置系统。

4结束语

用数字化通信方式取代现有的模拟通信方式是大势所趋，是技术发展的一个必然的成果，为自动化系统解决了诸多的瓶颈问题。

(1)实现系统网络传输，提高工作可靠性，增加系统传输容量，增加安全可靠性，大大减少了通信传输中的误码率，从而使自动化信息更加准确。

(2)减少中间设备转接点，提高通信质量，增强信道传输稳定性。减少了信息接入过程中的故障点，并且是故障多发点，大大减少了自动化人员对于设备的维护量，使自动化信息传输更加稳定。

(3)便于自动化系统监测维护，使自动化系统故障分析更加准确、便捷、快速，为调度系统的安全运行提供保障，减少电力事故。

(4)提高了传输速率和通道利用率，由于采用数字通信方式，因此在传输速率上比起模拟通信方式将有成倍的增长，原始的模拟通信方式，传输速率最大应用到1200bit／s，而在数字通信方式下，可采用9600bit／s，使自动化系统信息传输速率增长了8倍，大大地提高自动化信息传输速率，从而大大地增强了调度自动化系统的实时性。

(5)减少了大量的设备和接线(甩开PCM、modem等设备)，合理的使用了资源，有力的降低了资金的投入。

(6)有利于系统的可扩展性和增容性。

(7)光端机网管软件的开通，对网元的配置有利于通道的维护；对设备性能进行管理和统计，有利于设备的状态检修。

(8)更深远的意义在于：为将来的数字化变电站打下良好的基础。