DAP平臺(tái)的產(chǎn)品包括:
·DCM/PCM系列:自動(dòng)化系統(tǒng)通信服務(wù)器,支持多協(xié)議數(shù)據(jù)采集、處理和服務(wù),可加載多種自動(dòng)化功能模塊以實(shí)現(xiàn)完整的SA、DA應(yīng)用,PCM還可實(shí)現(xiàn)保護(hù)信息的采集和預(yù)處理。
·PowerView:與DCM/PCM的嵌入式SCADA功能配合,實(shí)現(xiàn)完整的SCADA/HMI應(yīng)用。
·PMS:保護(hù)管理系統(tǒng),與PCM協(xié)作,對(duì)保護(hù)設(shè)備進(jìn)行全面管理,并對(duì)保護(hù)數(shù)據(jù)、信息進(jìn)行全面的分析和利用。
1、應(yīng)用方案
如下圖所示,是DAP平臺(tái)系列產(chǎn)品在中高壓變電站的應(yīng)用示例,圖中變電站為220KV電壓等級(jí)。系統(tǒng)采用分層分布式架構(gòu),不僅完成變電站的綜合自動(dòng)化功能,進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的監(jiān)視、控制和管理,還可實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的準(zhǔn)實(shí)時(shí)信息、歷時(shí)信息的采集和處理。系統(tǒng)的基礎(chǔ)是間隔層的PCM,系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)處理和通信設(shè)備是DCM,上層應(yīng)用系統(tǒng)采用PowerView和PMS軟件平臺(tái)。系統(tǒng)中的各個(gè)智能設(shè)備和終端的時(shí)鐘通過(guò)通信層的DCM的串口硬輸出、NTP/SNTP服務(wù)等方式來(lái)校正,而DCM的時(shí)鐘可通過(guò)GPS模塊的IRIG-B、PPS、串口等接口來(lái)采集。

圖表 1 在中高壓變電站的應(yīng)用示例
系統(tǒng)配置:
·間隔層:采用PCM系列產(chǎn)品,完成數(shù)據(jù)采集、保護(hù)數(shù)據(jù)預(yù)處理的功能,并實(shí)現(xiàn)分布式的嵌入式SCADA的HMI服務(wù)??梢酝ㄟ^(guò)PCM實(shí)現(xiàn)雙通道冗余數(shù)據(jù)采集方式,并可以實(shí)現(xiàn)雙機(jī)冗余和軟切換/硬切換的運(yùn)行方式,并可以通過(guò)光纖環(huán)網(wǎng)或以太網(wǎng)接入控制網(wǎng)絡(luò)。
·通信層:采用DCM系列產(chǎn)品,它通過(guò)PCM對(duì)全站數(shù)據(jù)進(jìn)行集中和處理,并通過(guò)多協(xié)議的轉(zhuǎn)換,實(shí)現(xiàn)各信息、控制系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享,同時(shí),實(shí)現(xiàn)各種上層管理、控制系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)采集網(wǎng)絡(luò)的隔離與安全訪問(wèn)控制。通信層可以通過(guò)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)或者傳統(tǒng)的串行接口與其它系統(tǒng)通信。一般情況下,通信層的DCM采用雙機(jī)冗余和硬切換的運(yùn)行方式。
·站控層:采用PowerView系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)變電站后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的SCADA/HMI功能;采用PMS實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)的保護(hù)管理功能。站控層網(wǎng)絡(luò)可以采用雙以太網(wǎng),HMI工作站的功能和數(shù)量可按需設(shè)置。
2、方案說(shuō)明
高電壓等級(jí)變電站中,站內(nèi)不同電壓等級(jí)的線路及主變測(cè)控裝置、保護(hù)裝置分散組屏安裝于各小室中。對(duì)220 KV—500 KV的設(shè)備,保護(hù)相對(duì)獨(dú)立,控制和測(cè)量合一,保護(hù)多為雙備份配置,因此用一臺(tái)PCM通信服務(wù)器完成一個(gè)間隔設(shè)備的信息采集和處理,構(gòu)成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng),以提高可靠性,220KV-500 KV等級(jí)內(nèi)的幾個(gè)間隔就有對(duì)應(yīng)的幾個(gè)子系統(tǒng)。110 KV及35 KV 設(shè)備多采用保護(hù)與監(jiān)控合一的微機(jī)保護(hù)裝置,組屏安裝在保護(hù)室內(nèi),采用1臺(tái)2U的PCM與110KV線路保護(hù)和測(cè)控裝置通信,采用1臺(tái)1U的PCM與35KV線路保護(hù)和測(cè)控裝置通信。
2.1 系統(tǒng)通信
本方案中,系統(tǒng)通信結(jié)構(gòu)清晰,組態(tài)靈活,方便于運(yùn)行和檢修。冗余的通信系統(tǒng)分層分布,功能互不干擾,任何一臺(tái)DCM/PCM出現(xiàn)故障或者撤出運(yùn)行,都不影響系統(tǒng)的正常功能,整體的可靠性和安全性極高。
1、間隔層:
間隔層的PCM的通信接口支持:
·RS232串行接口的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接;
·RS485/422總線式連接;
·CAN bus總線連接;
·Lonworks網(wǎng)絡(luò)連接;
·TCP/IP以太網(wǎng)絡(luò)接口連接;
PCM可支持的通信協(xié)議包括:
·CDT和擴(kuò)展CDT
·DNP3.0,兼容國(guó)際和國(guó)內(nèi)廠商的各種功能擴(kuò)展
·Modbus ASCII/RTU/TCP
·IEC-870-5-101/102/103/104,兼容國(guó)際和國(guó)內(nèi)廠商的各種功能擴(kuò)展
·部頒多功能電能表通訊規(guī)約(DL/T 645-1997)和ABB電能表規(guī)約
·SEL的FastMeter規(guī)約
·ABB的SPABus規(guī)約
·AREVA(ALSTOM)的Courier規(guī)約
·SC1801和μ4F規(guī)約
間隔層的通信能力滿(mǎn)足接入國(guó)際國(guó)內(nèi)廠商標(biāo)準(zhǔn)或自定義的多種通信協(xié)議要求。針對(duì)常用的各種智能設(shè)備,PCM/DCM提供完備的IED Library,方便用戶(hù)快速建立PCM與智能設(shè)備之間的通信連接。
2、通信層:
通信層DCM雙機(jī)采用以太網(wǎng)與SCADA/HMI系統(tǒng)、PMS系統(tǒng),以及其它上級(jí)調(diào)度系統(tǒng)、集控站或其它保護(hù)管理系統(tǒng)等進(jìn)行通信。DCM支持的遠(yuǎn)動(dòng)通信協(xié)議與PCM相同。
由于采用雙以太網(wǎng),所以每個(gè)實(shí)際信息點(diǎn)的數(shù)據(jù)都有兩個(gè)獨(dú)立的通道發(fā)送至每個(gè)上層系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)對(duì)多主站的多通道冗余。DCM與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)及其它系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信時(shí),相互交換的數(shù)據(jù)、信息,在安全機(jī)制下,可不受限制。
管理層以太網(wǎng)絡(luò)與間隔層的通信網(wǎng)絡(luò)之間的隔離與路由,通過(guò)通信層的DCM上綜合的IT應(yīng)用功能(包括NAT Server/防火墻、路由器)來(lái)實(shí)現(xiàn)。通信層與站外任何系統(tǒng)的“連通、隔離、安全”控制也由DCM完成,同時(shí),DCM可與上層系統(tǒng)配合實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)加密傳輸。
3、管理層:
變電站管理層后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)DCM雙機(jī)冗余而組成冗余通信架構(gòu),負(fù)責(zé)全廠的實(shí)時(shí)監(jiān)控和運(yùn)行管理。
如果SCADA、PMS等系統(tǒng),需要通過(guò)DCM/PCM發(fā)送控制命令,冗余的DCM雙機(jī)、PCM雙機(jī)會(huì)通過(guò)內(nèi)部關(guān)聯(lián)的邏輯判斷來(lái)決定由哪一個(gè)主機(jī)下發(fā)命令,而另一個(gè)主機(jī)會(huì)截留控制命令,這樣就能保證雙機(jī)冗余時(shí)的控制輸出的安全。
2.2 SCADA功能
站內(nèi)220KV-500KV 部分按設(shè)備間隔,每一個(gè)間隔用PCM組成一個(gè)子系統(tǒng),完成該間隔設(shè)備的綜合自動(dòng)化功能:包括當(dāng)?shù)毓δ?;遠(yuǎn)動(dòng)功能;閉鎖控制功能;監(jiān)測(cè)和報(bào)警。實(shí)現(xiàn)在采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的同時(shí),采集保護(hù)定值、錄波圖等非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。各種SCADA實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),可通過(guò)通信層DCM傳送到需要這些數(shù)據(jù)的各后臺(tái)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)共享,同時(shí)也完成對(duì)微機(jī)保護(hù)遠(yuǎn)方監(jiān)視,進(jìn)行遠(yuǎn)方透明訪問(wèn)。
由PCM組成的220KV、110KV、35KV各子系統(tǒng),都實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化,包括設(shè)備的遙測(cè)、遙信、遙控等遠(yuǎn)動(dòng)功能;當(dāng)?shù)毓δ芸蓪?shí)時(shí)顯示并記錄電氣設(shè)備的正常、異常運(yùn)行和事故狀態(tài)下的各種數(shù)據(jù)和狀態(tài),實(shí)現(xiàn)斷路器及刀閘的就地控制。
這些子系統(tǒng)除采集SCADA系統(tǒng)所需的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)外,還可與直流電源、電能表進(jìn)行通信,也可以和自動(dòng)裝置、故障錄波裝置等進(jìn)行通信,采集電度量、故障錄波圖等數(shù)據(jù),采集這些常規(guī)RTU 無(wú)法采集的數(shù)據(jù)傳送到廠站層進(jìn)行必要的分析、處理;
如有必要,子系統(tǒng)也可以采用雙機(jī)冗余方式運(yùn)行,雙機(jī)切換通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行。
各子系統(tǒng)無(wú)需配備就地監(jiān)控PC工作站,平時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接可直接訪問(wèn)指定的PCM子系統(tǒng)。如維護(hù)或工作需要,可以用便攜機(jī)到現(xiàn)場(chǎng)與PCM通信,可方便地顯示該子系統(tǒng)畫(huà)面及各種數(shù)據(jù),并可分析各通道的通信狀況,修改子系統(tǒng)接線圖和數(shù)據(jù)庫(kù)。在專(zhuān)門(mén)的管理工具PowerStudio配合下,這部分的系統(tǒng)組態(tài)及維護(hù)十分方便。
本方案中,間隔層的PCM提供嵌入式SCADA功能,使得上層管理系統(tǒng)可以通過(guò)PowerView來(lái)瀏覽PCM的HMI服務(wù),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對(duì)系統(tǒng)的訪問(wèn)和控制??梢詫?shí)現(xiàn)的功能如下:
·可配置的基于當(dāng)?shù)睾途W(wǎng)絡(luò)的嵌入式HMI
·單線圖
·告警信息生成,告警顯示
·實(shí)時(shí)告警和確認(rèn)
·SOE報(bào)告和數(shù)據(jù)瀏覽
·設(shè)備狀態(tài)、通信狀態(tài)監(jiān)視和記錄
·報(bào)告生成器,輸入/輸出工具
·Comtrade Viewer
·電能數(shù)據(jù)瀏覽
·全景和縮放
·帶口令的遠(yuǎn)程/當(dāng)?shù)乜刂?/p>
·向不同用戶(hù)授權(quán)不同級(jí)別登陸口令
·支持多種語(yǔ)言
系統(tǒng)的后臺(tái)操作按兩個(gè)操作員同時(shí)進(jìn)行考慮,一個(gè)值班員進(jìn)行操作,另一值班員進(jìn)行監(jiān)護(hù),如發(fā)出重要操作指令(遙控、遙調(diào)等),只有兩個(gè)后臺(tái)協(xié)同,才能完成對(duì)設(shè)備的控制操作。
變電站的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)在線統(tǒng)計(jì)、VQC、 就地和遠(yuǎn)方控制、五防等功能,全部在DCM上完成。時(shí)段歷史數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)共享庫(kù)的發(fā)布也由DCM實(shí)現(xiàn),站內(nèi)后臺(tái)系統(tǒng)除了保護(hù)維護(hù)工作站,其它工作站可以實(shí)現(xiàn)瘦客戶(hù)端的要求。
2.3 保護(hù)管理功能
保護(hù)管理系統(tǒng)PMS,可以通過(guò)DCM或PCM來(lái)收集和轉(zhuǎn)發(fā)一般的保護(hù)實(shí)時(shí)信息,還可以管理DCM/PCM所收集、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)的保護(hù)裝置事件信息、故障錄波信息等等。DCM/PCM提供透明端口功能,可用于保護(hù)裝置的遠(yuǎn)程在線維護(hù)。
而且,因?yàn)榫哂斜Wo(hù)數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換功能,經(jīng)由DCM、PCM的所有保護(hù)管理相關(guān)數(shù)據(jù)都可以為SCADA和專(zhuān)業(yè)保護(hù)管理系統(tǒng)所自然共享。
PMS的保護(hù)功能體現(xiàn)在以下方面:
·故障錄波處理:文件的讀取、COMTRADE 文件格式轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)、基于規(guī)約的故障錄波文件轉(zhuǎn)發(fā)、基于FTP的故障錄波文件服務(wù)。
·故障錄波分析和顯示:諧波分析、矢量分析、功角分析、曲線分析和分析結(jié)果圖形顯示。
·保護(hù)定定值管理:定值召喚、定值組別切換、定值組比較和定值保存,以及基于PMS的定值查詢(xún)。
·定值告警:發(fā)生保護(hù)定值被修改,定值組切換等事件,系統(tǒng)能夠自動(dòng)產(chǎn)生相關(guān)告警信息。
·裝置告警指示復(fù)歸。
·軟壓板投退,電能質(zhì)量分析、斷路器觸頭磨損分析和預(yù)測(cè)。
·保護(hù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和時(shí)段數(shù)據(jù)的獲取、標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換與發(fā)布等。
子系統(tǒng)中的各PCM具備透明端口(VPort)功能,允許保護(hù)管理系統(tǒng)在SCADA實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信不中斷的同時(shí),采集保護(hù)裝置內(nèi)的故障錄波記錄、保護(hù)定值,或者進(jìn)行軟壓板投切、定值組切換等保護(hù)維護(hù)和管理工作。
3、方案特點(diǎn)
簡(jiǎn)單概括,DAP平臺(tái)提供的是一個(gè)技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的綜合了計(jì)量、保護(hù)和控制系統(tǒng)的整體解決方案。除了具有傳統(tǒng)SCADA/HMI、PMS解決方案的優(yōu)點(diǎn),本方案具有以下特點(diǎn):
·全數(shù)字化:站內(nèi)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)通信在兼容傳統(tǒng)低速率的串行、總線通信方式下,全面采用基于IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù),實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備←→PCM/DCM←→SCADA/PMS系統(tǒng)的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信,與其它上層系統(tǒng)之間也實(shí)現(xiàn)了全所未有的大規(guī)模數(shù)據(jù)共享模式。同時(shí),可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)、IP調(diào)度語(yǔ)音、視頻等多種數(shù)字信號(hào)的傳輸。
·嵌入式SCADA:一改傳統(tǒng)的C/S方式的數(shù)據(jù)服務(wù)結(jié)構(gòu),采用最先進(jìn)的嵌入式SCADA系統(tǒng)和PowerView管理端,實(shí)現(xiàn)基于現(xiàn)場(chǎng)和網(wǎng)絡(luò)的HMI服務(wù),使得上層系統(tǒng)無(wú)需因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)通信接口、設(shè)備規(guī)模和結(jié)構(gòu)的更改而重新調(diào)整。也正因?yàn)榇?,采用DAP平臺(tái)搭建的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)展性。
·強(qiáng)大的保護(hù)管理系統(tǒng)PMS:DAP平臺(tái)的PMS保護(hù)管理系統(tǒng),可以在DCM、PCM的支持下,十分方便地對(duì)不同廠家、型號(hào),采用各種通信協(xié)議的保護(hù)、測(cè)控設(shè)備進(jìn)行全面管理。
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