变电站综合自动化系统调试新方法研究

刘 毅

（广东电网有限责任公司佛山供电局，广东佛山528000）

0 引言

目前，佛山地调调度主站主流使用的还是DNP3.0规约[1]，在变电站改造工程、远动通道故障消缺[2]等工作中仍然要使用这一规约。根据南网规定，地级调度必须设立异地主站系统，因此从去年开始，佛山供电局建设备调主站，并对多个变电站进行与备调主站的DNP规约调试，而大量的调试工作必然会出现一系列问题。

目前，市面上还没有DNP3.0的主站仿真调试软件，在变电站自动化工作中，DNP规约调试技术只局限在与主站人员进行联调，大大增加了调度主站的工作量，一旦主站人员无法配合，则现场的调试工作将处于停滞状态，因此提高现场调试效率的问题[3]亟待解决。针对规约调试效率比较低、可靠性也不够高的问题，本文提出了一种利用CCM软件建立DNP模拟主站的变电站综合自动化系统规约调试新方法，可以大大提高工作效率和调试结果的可靠性，确保现场调试工作的顺利开展。

1 调试系统的设计

本文所要解决的技术问题，就是实现一种脱离主站的DNP规约调试方法，也就是建立一套模拟主站与变电站远动机进行通信。CCM软件是佛山供电局变电站作为远动机的子站接收DNP规约所用，而由于CCM软件是在Windows基础上开发的，可以轻松地在远动机维护电脑上安装，软件具备主站DNP3.0规约，可作为调度主站软件使用，我们改进后把它作为DNP主站软件使用，建立变电站调试新方法。

为解决技术问题，本文采用的方案是：模拟主站使用笔记本电脑安装CCM软件，变电站一般和主站通信的是远动机，在这里作为测试环境也用一台笔记本电脑安装CCM软件代替远动机。连接方式如图1所示。

图1 调试系统连接方式

两台PC机之间通过串口通信，利用串口转USB线接入电脑的USB口进行连通，按如下方式设置好通信参数：

（1）主站串口参数设置（电脑使用串口1），波特率9 600 bps；校验方式：无校验；停止位：1位；实质只要和对侧对应即可。

（2）子站串口参数设置（电脑使用串口2），波特率9 600 bps；校验方式：无校验；停止位：1位。

设置好参数后，接好串口通信线，串口通信线是串口转USB通信线相连接，连接方式为电脑USB口（主站）—USB转232串口—232通信线—232串口转USB—电脑USB口（站端），通信为全双工。

检查通信情况：观察主站、子站CCM软件收发报文情况，在收、发报文窗口应出现询问和回答报文，发生遥信、遥测信号，主站均能正确接收。

主站报文：（1）通信成功前报文（与子站建立链路前报文），主站一直要求子站回复链路数据；（2）通信成功后报文（与子站建立链路后报文），与子站建立起数据后，主站开始总召唤数据和召唤子站二级数据。

子站报文：（1）通信成功前报文（与主站建立链路前报文），等待主站发起链接，子站看不到任何报文；（2）通信成功后报文（与主站建立链路后报文），与主站数据进行交互。

2 DNP模拟主站与子站CCM软件联调

DNP模拟主站和子站CCM软件进行规约调试，先测试链路建立情况，检查功能是否合格：

（1）检查主站与从站的关系是否非平衡式的，其中主站为启动方，从站为响应方。

（2）DNP3.0的数据链路层的功能验收：主站无需对从站的链路层进行确认，因此从站上送报文链路层所含功能码必须定义为非确认用户数据；主站召唤全数据或上送变化数据，如从站无法采用一帧（一帧最大256字节）组包，应采用传输层分帧连续上送，而主站收到最后一帧进行应用层确认。

（3）DNP3.0的应用层的功能验收：主站必须对从站的应用层进行确认，因此从站上送数据报文应用层所含CON位必须置为有效，即要求主站确认用户数据（空数据无需主站确认）；主站下发请求，主站（主站设定时间10～20 s）收不到从站响应，则重发原请求（传输层SEQ递增，应用层SEQ不变）；主站如重发三次请求，从站均无响应，则主站复位链路。

（4）对从站响应重发的验收：从站不得同时处理多个请求，即在处理第二个请求前，必须将前一个请求响应及主站确认完全处理好；设定逾时1～5 s或收到新的请求，从站未收到主站确认，重发原响应。如从站收到连续两个相同的序号的确认，从站无需理会第二个确认；从站只有收到对主站对响应的确认后，才能将原响应从缓冲区中清除，不管主站是否复位链路。

3 变电站模拟测试

试验功能全部合格后，把模拟DNP主站投入到变电站使用，在某500 kV变电站中进行模拟测试。在远动机新增一个镜像串口输出DNP报文，接入模拟DNP主站，原站端CCM软件的模拟报文由测控装置实际发生，而模拟主站遥控报文、下发报文在测控装置均正确接收。

（1）对全遥信/分组遥信、全遥测/分组遥测功能进行验收：当响应报文只有一帧，则响应报文应与请求报文的Range的起始地址/终止地址是完全一致的；当响应报文为多帧，则响应报文的第一帧报文Range的起始地址、最后一帧报文Range的终止地址和请求报文Range的起始地址/终止地址是一致的；当请求报文Range大于响应站的数据范围时，不足部分数据用无效空点代替。

（2）对一级变化数据、二级变化数据、三级变化数据功能进行验收：主站以3C 02 06 3C 03 06 3C 04 06方式询问三级变化数据；从站根据实际已产生的各级变化数据，允许将各种变化数据组装成一帧报文上送；从站应优先上送变化遥信，变化遥测次之，最后是SOE。变化遥信与SOE同包上送时，应按时间先后顺序组装，避免COS/SOE的错位；从站所有遥测的遥测死区均应独立可置，其中一般遥测量死区设为3/1 000，母线电压死区设为1/1 000，主变档位、VQC调节次数、VQC工作区域死区设为0，通过以上死区设置，确保变化遥信和SOE数据及其他变化遥测能及时上送主站；当没有变化数据上送时，则回答到内部信息字即可，即上送的报文以应用层功能码（8位）+内部信号字（16位）+校验码（16位）结束，不用在后面加入对象码结束。

（3）对遥控报文功能进行验收：遥控采用直接遥控输出方式，报文的功能码+对象的报文为05 0C 01，从站收到主站遥控下发报文，需要确认已收到遥控命令；从站在雪崩情况下，当主站下发遥控操作命令时应立即响应，不得屏蔽遥控操作功能。

（4）对主站对时应用要求：所有从站的时间同步以站内GPS对时为主，主站对时为辅；当主站与厂站恢复正常通信时，主站会下发对时报文；正常通信过程中主站会定时下发对时报文。

4 结论

本文提出的变电站综合自动化调试新方法，解决了变电站改造工程、远动通道故障消缺、厂站与备调主站DNP规约调试等问题，主要有以下优点：

（1）大大提高了DNP规约调试的站端工作人员的调试效率，减少了调度主站的核对人手，节省了现场工程验收时间。

（2）由于使用模拟软件，不需要主站进行任何操作，减少了主站的操作风险。

（3）由于减少了主站、远动通道的一些中间环节，方便了发现是变电站侧还是主站侧方面的问题，对于故障定位有很大的帮助。