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變電站自動(dòng)化分布式通信控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

482000年8月25日

Aug.25,2000

變電站自動(dòng)化分布式通信控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

何　衛(wèi),馬新平,張　焱,吳　杰,徐勁松

(國家電力公司電力自動(dòng)化研究院,南京210003)

摘要:在概述了變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展歷程之后,提出一種新的分布式通信控制系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)由若干通信子系統(tǒng)通過以太網(wǎng)構(gòu)成,除具備常規(guī)通信管理功能外,還具有元件級(jí)自診斷、遠(yuǎn)方診斷、網(wǎng)絡(luò)管理、電壓無功控制(VQC)、雙機(jī)熱備用等功能。采用多主網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),各通信子系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立,避免了硬件的重復(fù)設(shè)置。以較低造價(jià)實(shí)現(xiàn)多32位CPU并行高速運(yùn)行,遠(yuǎn)優(yōu)于單CPU,具有很高的可靠性。

關(guān)鍵詞:變電站自動(dòng)化;分布式通信控制系統(tǒng);以太網(wǎng)中圖分類號(hào):TM764;TN915102

0　引言

縱觀變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展歷程,大致可分為3個(gè)階段:90年代初期開始出現(xiàn)“集中式”結(jié)構(gòu)的變電站自動(dòng)化產(chǎn)品;90年代中期“分層分布式”系統(tǒng)

[1

走向市場;目前則是“分散分布式”信控制器。高,,開放性、靈活性不強(qiáng)等缺點(diǎn),在速度、容量、成本等方面日益成為變電站自動(dòng)化發(fā)展的瓶頸。近年來也出現(xiàn)了基于多CPU的通信控制系統(tǒng)方案[4,5],將通信管理功能分別交給幾個(gè)子系統(tǒng)完成,子系統(tǒng)間通過總線與主機(jī)相連。由于其采用總線方式,擴(kuò)展受到很大限制,而且子系統(tǒng)只能分別與主機(jī)通信,信息共享程度不高。

本文站在整個(gè)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的角度上,提出一種真正意義上的分布式通信控制系統(tǒng):將整個(gè)通信系統(tǒng)劃分為若干個(gè)完全平等的,具有統(tǒng)一軟、硬件平臺(tái)的智能化子系統(tǒng),通過高速以太網(wǎng)互聯(lián),協(xié)同完成變電站自動(dòng)化的通信控制功能。

1　通信控制系統(tǒng)的要求

111　功能要求

通信控制系統(tǒng)的根本任務(wù)是解決自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部以及與其他系統(tǒng)之間的實(shí)時(shí)信息交換,而網(wǎng)絡(luò)是不可或缺的功能載體,那么構(gòu)建一個(gè)可靠、實(shí)時(shí)、高效的網(wǎng)絡(luò)體系是通信控制系統(tǒng)的關(guān)鍵之一。

通信控制系統(tǒng)是連接站內(nèi)各種智能電子設(shè)備(IED)的紐帶,,如RRS,,LonWorks等現(xiàn)件、電量、操作、故障以及錄波等數(shù)據(jù)。為改善電壓運(yùn)行質(zhì)量,無人或少人值班的變電站要求通信系統(tǒng)具有電壓無功自動(dòng)調(diào)節(jié)(VQC)功能。另外自診斷、自恢復(fù)以及遠(yuǎn)方診斷是針對(duì)運(yùn)行維護(hù)提出的幾項(xiàng)功能要求,這些功能很受用戶,特別是運(yùn)行部門的歡迎,也利于生產(chǎn)廠家提高現(xiàn)場服務(wù)效率。112　性能要求

通信控制系統(tǒng)性能主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。a1可靠性:這是對(duì)性能的最基本要求,特別是遙控的可靠性必須達(dá)到100%。

b1穩(wěn)定性:要求系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng),不死機(jī),不頻繁啟動(dòng),軟件不走飛等。

硬件配置c1靈活性:包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活性、

的靈活性以及軟件組態(tài)的靈活性。

液晶面板顯d1易維護(hù)性:要求提供遠(yuǎn)程訪問、

示、便攜式測試系統(tǒng)等維護(hù)手段,要求插件互換性強(qiáng),自診斷水平高。

分布式通信控制系統(tǒng)用以太網(wǎng)(Ethernet)連接站控層及間隔層各智能子系統(tǒng),滿足了信息共享及實(shí)時(shí)性的要求。子系統(tǒng)采用32位高性能CPU及實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng),徹底實(shí)現(xiàn)模塊化結(jié)構(gòu),即插即用,易于系統(tǒng)設(shè)計(jì)與維護(hù)。子系統(tǒng)軟件、硬件具有完全的獨(dú)立性,自診斷至元件級(jí),兼容各種通信接口,板型少,互換性強(qiáng),成本低。

收稿日期:2000205230。

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