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智能通信管理機(jī)在變電站監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

更新時間:2023-09-19      點擊次數(shù):428

通信管理機(jī)在我國歷經(jīng)多年的發(fā)展,隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和完善,越來越多的變電站認(rèn)可和接受并且正在使用著通信管理機(jī)。

1通信管理機(jī)的功能特點

通訊管理機(jī)一般運用于變電所、調(diào)度站,通訊管理機(jī)通過控制平臺控制下行RRtu設(shè)備,實現(xiàn)遙信、遙測、遙控等信息的采集,將消息反饋回調(diào)度中心,然后,控制中心管理員通過消息的處理分析,選擇將執(zhí)行的命令,達(dá)到遠(yuǎn)動輸出調(diào)度命令的目標(biāo)。

通信管理機(jī)系統(tǒng)功能包括站內(nèi)監(jiān)控:包括站內(nèi)數(shù)據(jù)采集與處理、運行監(jiān)視及報警記錄、人機(jī)交互聯(lián)系及系統(tǒng)維護(hù)管理、計算統(tǒng)計、歷史數(shù)據(jù)記錄、事件順序記(SOE)、遠(yuǎn)方通信等常SCADA功能。具有控制和調(diào)節(jié)功能:通過鍵盤在屏幕所顯示的畫面上對各可控設(shè)備進(jìn)行開/合、投/退等控制操作,對各可調(diào)設(shè)備進(jìn)行升/降、定值設(shè)定等調(diào)節(jié)控制。站內(nèi)無功控制功能不作要求,但應(yīng)做到遠(yuǎn)方調(diào)整電壓無功。具有對時系統(tǒng),對時要求是變電站自動化系統(tǒng)的基本要求,即要求對變電站層設(shè)備和間隔IED設(shè)(包括智能電度表)均實現(xiàn)GPS對時,并具有時鐘同步網(wǎng)絡(luò)傳輸校正措施。通信管理機(jī)中有故障錄波35kV變電站和一般1lOkV終端站可以不要求安裝故障錄波,一些分析信息可從保護(hù)裝置的簡短記錄SOE中提取。通信管理機(jī)具有五防閉鎖,加強(qiáng)了自動安全性。

在采用分散式結(jié)構(gòu)形式的變電站自動化系統(tǒng)中采用現(xiàn)場總線通信網(wǎng)絡(luò)。分為變電站層、間隔層和過程層。變電站層是通過間隔層設(shè)備實現(xiàn)變電站實時控制以及站內(nèi)信息的收集、分析等工作,并與遠(yuǎn)方調(diào)度中心通信,完成遠(yuǎn)方監(jiān)控與調(diào)度。遠(yuǎn)動、監(jiān)控、錄波、計量等主控系統(tǒng)共享現(xiàn)場總線的信息,信息的傳遞既快速便捷又不會相互影響,避免了重復(fù)投資。間隔層的保護(hù)裝置、測控裝置、自動裝置等具備以太網(wǎng)接口的設(shè)備直接接入間隔層以太網(wǎng),其它分散布置的智能設(shè)備通過規(guī)約轉(zhuǎn)換器、測控裝置或低壓保護(hù)裝置轉(zhuǎn)接入間隔層以太網(wǎng)。站點較多的變電站選用交換型集線器,將間隔層分成若干子網(wǎng),限制每個沖突域的站點數(shù)量不致過多以確保系統(tǒng)響應(yīng)率。絕大多數(shù)數(shù)據(jù)傳輸發(fā)生在間隔層設(shè)備和變電站設(shè)備間,而變電站設(shè)備數(shù)量遠(yuǎn)小于間隔層設(shè)備,由于變電站層使100M以太網(wǎng),因而不會成為通信瓶頸。

2通信管理機(jī)在變電站中的應(yīng)用

通信管理機(jī)是利用變電站平臺建立電力企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的辦公環(huán)境。變電站可以利用通信管理機(jī)對相關(guān)的工作進(jìn)行管理,對變電站的各部門進(jìn)行協(xié)調(diào)和指揮,利用通信管理機(jī)進(jìn)行變電站的數(shù)據(jù)信息的傳送、分享、節(jié)省了人力物力,提高了工作的效率。可以在各個不同的部門之間開展工作,為電力企業(yè)的發(fā)展提供了便利條件。

通過通信管理機(jī)對變電站的設(shè)施進(jìn)行直接掌控,加大了電站設(shè)施的透明化,保證信息的存儲,隨時了解變電站任務(wù)計劃的進(jìn)行情況,確保了變電站任務(wù)的順利完成。

變電站使用通信管理機(jī)對系統(tǒng)進(jìn)行實時透明的管理,提高了變電站的任務(wù)執(zhí)行能力,減少了變電站進(jìn)行項目工作的運營成本,通信管理機(jī)保證了變電站制度執(zhí)行的完整性,提高了任務(wù)的完成能力。

變電站擔(dān)負(fù)著電能傳輸配送的重要任務(wù)。利用通信管理機(jī)將變電站的二次設(shè)備利用電子信號處理技術(shù),實現(xiàn)對變電站設(shè)備的自動監(jiān)測等功能,確保變電站功能的安全運行,并為變電站設(shè)備的維修提供數(shù)據(jù)信息,通信管理機(jī)的發(fā)展隨著結(jié)構(gòu)形態(tài)、通信技術(shù)和系統(tǒng)功能的調(diào)整:主要有集中式、分散與集中相結(jié)合和全分散式等模式;通信管理機(jī)的技術(shù)由集中配屏裝置為核心的方式向分散下放到開關(guān)柜以系統(tǒng)為核心的方式發(fā)展時期,由單一功能、相互獨立向多功能、一體化過渡時期,再到由傳統(tǒng)的一、二次設(shè)備相對分立向相互融合方向發(fā)展時期,通信管理機(jī)實現(xiàn)變電站由串行通信、現(xiàn)場總線通信技術(shù)到以太網(wǎng),自動化網(wǎng)絡(luò)的設(shè)施推動了變電站的高速運行。

通信管理機(jī)可以對變電站設(shè)備正常運行時進(jìn)行狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)測和操控:發(fā)現(xiàn)變電事故狀況,可以快速切除故障,在較短的時間內(nèi)恢復(fù)設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。可以對設(shè)備正常運行轉(zhuǎn)時電氣量的采集和電氣設(shè)備進(jìn)行實時狀態(tài)的監(jiān)控、調(diào)整,還可以對已經(jīng)發(fā)生的狀況,由繼電保護(hù)、故障錄波等完成瞬態(tài)電氣量數(shù)據(jù)的收集、監(jiān)控并向調(diào)度中心等部門傳送相關(guān)數(shù)據(jù),成為電氣設(shè)備的監(jiān)視和為制定維修計劃而收集原始數(shù)據(jù)提供手段。

通信管理機(jī)將信息采集、傳輸、處理、輸出過程數(shù)字化狀態(tài)。全站使用統(tǒng)一的通訊規(guī)格建立變電站通信網(wǎng)絡(luò),通過保護(hù)、測控、計量、監(jiān)控、遠(yuǎn)動、VQC等系統(tǒng)都使用同一網(wǎng)絡(luò)接收電流、電壓和狀態(tài)信息,確保變電站的系統(tǒng)可以信息共享。

變電站采用一次設(shè)備采集模擬量,通過電纜將模擬信號傳輸?shù)綔y控保護(hù)裝置,裝置進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后處理數(shù)據(jù),然后通過網(wǎng)線上將數(shù)字化信息傳送至后臺監(jiān)控系統(tǒng)。同時監(jiān)控系統(tǒng)和測控保護(hù)裝置對一次設(shè)備的控制通過電纜傳輸模擬信號實現(xiàn)其功能。

變電站中通信管理機(jī)采用低功率、數(shù)字化的光電互感器代替常規(guī)互感器,將高電壓、大電流直接變換為數(shù)字信號。變電站內(nèi)設(shè)備之間通過高速網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交互,二次設(shè)備不再出現(xiàn)功能重復(fù)IO接口,常規(guī)的功能裝置變成了邏輯的功能模塊,利用通信管理機(jī)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)及資源共享。組網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)冗余技術(shù)、數(shù)據(jù)流建模、網(wǎng)絡(luò)性能、可靠性分析、變電站過程層新型同步方法、變電站信息安全等成為構(gòu)建整個系統(tǒng)信號通路的關(guān)鍵技術(shù)。

通訊管理機(jī)不僅支持快速存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式QOS服務(wù)質(zhì)量,以保證網(wǎng)絡(luò)中重要GOOSE數(shù)據(jù)包得到實時傳輸;而且在電磁兼容方面:通過靜電放電抗擾度、電快速瞬變脈沖群抗擾度、浪涌抗擾度等電磁干擾實驗和電擊、雷擊等多項測試,通過專門的強(qiáng)振動、大沖擊的承受度測試;具備了防塵、防潮、以及較好的散熱條件,保證變電站數(shù)據(jù)的安全和快速運行。

在變電站利用通信管理機(jī)用低功率、數(shù)字化的光電互感器原變電站內(nèi)常規(guī)互感器,將高電壓、大電流直接變換為數(shù)字信號。通過通信管理機(jī)實現(xiàn)設(shè)備之間通過高速網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交互,組網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)冗余技術(shù)、數(shù)據(jù)流建模、網(wǎng)絡(luò)性能、可靠性分析、變電站過程層新型同步方法、變電站信息安全等成為構(gòu)建變電站系統(tǒng)信號通路的關(guān)鍵技術(shù)。

3 安科瑞網(wǎng)關(guān)介紹

3.1通信管理機(jī)

3.1.1概述

本系列智能通信管理機(jī)是一款采用嵌入式硬件計算機(jī)平臺,具有多個下行通信接口及一個或者多個上行網(wǎng)絡(luò)接口,用于將一個目標(biāo)區(qū)域內(nèi)所有的智能監(jiān)/保護(hù)裝置的通信數(shù)據(jù)整理匯總后,實時上傳主站系統(tǒng),完成遙信、遙測等能源數(shù)據(jù)采集功能。

同時,本系列智能通信管理機(jī)支持接收上級主站系統(tǒng)下達(dá)的命令,并轉(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的智能系列單元,完成對廠站內(nèi)各開關(guān)設(shè)備的分、合閘遠(yuǎn)方控制或裝置的參數(shù)整定,實現(xiàn)遙控和遙調(diào)功能,以達(dá)到遠(yuǎn)動輸出調(diào)度命令的目標(biāo)。

3.1.2產(chǎn)品介紹

名稱

型號

圖片

功能

通信管理機(jī)

ANet-1E1S1

img1 

通用網(wǎng)關(guān),1路網(wǎng)口,1RS485,可選4G通訊LORA通訊

ANet-1E2S1

通用網(wǎng)關(guān),1路網(wǎng)口,2RS485,可選4G通訊,LORA通訊

ANet-2E4S1

通用網(wǎng)關(guān),2路網(wǎng)口,4RS485

ANet-2E8S1

通用網(wǎng)關(guān),2路網(wǎng)口8RS485

ANet-2E4SM

img2 

通用網(wǎng)關(guān),2路網(wǎng)口,4RS485,可選LORA通訊,斷電告警

3.2數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊

3.2.1概述

AF-GSM是安科瑞電氣推出的新型4G遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)采集設(shè)條,采用嵌入式設(shè)計。內(nèi)TCP/IP協(xié)議棧,同時采用了功能強(qiáng)大的微處理芯片,配合內(nèi)置看門狗,性能可靠穩(wěn)定。

本產(chǎn)品提供標(biāo)準(zhǔn)RS485數(shù)據(jù)接口,可以方便的連RTU、PLC、工控機(jī)等設(shè)備,僅需一次性完成初始化配置。就可以完成MODBUS設(shè)備的數(shù)據(jù)采集,并且與安科瑞服務(wù)器進(jìn)行通訊。

3.2.2產(chǎn)品介紹

名稱

型號

圖片

功能

AF-GSM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊

AF-GSM300

img3 

通用版,1路網(wǎng)口,1LORA,可選轉(zhuǎn)4G、CE通訊

AF-GSM400

通用版1路網(wǎng)口,1LORA,可選轉(zhuǎn)4GCE、NB、2G通訊

 

AF-GSM500

img4 

點陣液晶顯示4G通訊、全網(wǎng)7、LORA通訊、斷點續(xù)傳、U盤拷貝、內(nèi)8G SD卡、事件記錄,可選2路串口6路串口

 

3.3無線通訊終端

3.3.1概述

AWT100數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊是安科瑞電氣推出的新型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)DTU,通訊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換包 2G、4G、NBLoRa、LoRaWANGPS,WiFi,CE,DP 等通訊方式,下行接口提供了標(biāo)準(zhǔn)RS485數(shù)據(jù)接口,可以方便的連接電力儀表、RTU、PLC、工控機(jī)等設(shè)備,僅需一次性完成初始化配置,就可以完成MODBUS設(shè)備的數(shù)據(jù)采集;同AWT100系列無線通訊終端采用了功能強(qiáng)大的微處理芯片,配合內(nèi)置看門狗技術(shù),性能可靠穩(wěn)定。

AWT200數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)關(guān)應(yīng)用于各種終端設(shè)備的數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)分析。實現(xiàn)設(shè)備的監(jiān)測、控制、計算,為系統(tǒng)與設(shè)備之間建立通訊紐帶,實現(xiàn)雙向的數(shù)據(jù)通訊。實時監(jiān)測并及時發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù),同時自身根據(jù)用戶規(guī)則進(jìn)行邏輯判斷,大大的節(jié)省了人力和通訊成本。

3.3.2產(chǎn)品介紹

名稱

型號

圖片

功能

AWT100無線通訊終端

AWT100-4G

img5 

4G通訊、RS485通訊接口,用于輔RS485設(shè)備無線通訊

AWT100-4GHW

4G通訊、RS485通訊接口,用于輔RS485設(shè)備無線通訊

AWT100-NB

NB-IoT通訊、RS485通訊接口,用于輔RS485設(shè)備無線通訊

AWT100-LoRa

LoRa通訊、RS485通訊接口,用于輔RS485設(shè)備無線通訊

AWT100-LW

LoRaWAN通訊、RS485通訊接口,用于輔RS485設(shè)備無線通訊

AWT100-LW868

海外,下RS485,上LoRaWAN無線通訊

AWT100-LW923

海外,下RS485.LoRaWAN無線通訊

AWT100-CE

RS485通訊接口,以太網(wǎng)通訊雙向透明傳輸

AWT100-GPS

RS485通訊接口GPS定位

AWT100-WiFi

RS485通訊接口,WiFi無線雙向透明傳輸

AWT100-DP

RS485通訊接口Profibus通訊雙向透明傳輸

AWT200無線通訊終端

AWT200-1E4S

img6 

4路串口,不帶顯示按鍵

AWT200-1E4S-4G

4路串口,不帶顯示按鍵4G通訊

AWT200-1E4S-4G/K

4路串口,不帶顯示按鍵4G通訊、開關(guān)量功能

AWT200-1E4S-4G/LR

4路串口,不帶顯示按鍵,4G通訊LORA通訊

AWT200-1E4SL

4路串口,帶顯示按鍵

AWT200-1E4SL-4G

4路串口,帶顯示按鍵,4G通訊

AWT200-1E4SL-4G/K

4路串口,帶顯示按鍵,4G通訊、開關(guān)量功能

AWT200-1E4SL-4G/LR

4路串口,帶顯示按鍵,4G通訊LORA通訊

AWT200-1E8SL

8路串口,帶顯示按鍵

AWT200-1E8SL-4G

8路串口,帶顯示按鍵,4G通訊

4結(jié)語.

在變電站中運用通信管理機(jī),可以有效地調(diào)節(jié)變電站內(nèi)部結(jié)構(gòu)機(jī)制,促進(jìn)電力企業(yè)系統(tǒng)溝通渠道的發(fā)展,加快多流程的快速轉(zhuǎn)化,提高變電站整體的運作效率,減少了成本支出。我國的通信管理機(jī)運營模式已經(jīng)日漸成熟,發(fā)展的前景越來越平穩(wěn)、廣闊。通信管理機(jī)是電力企業(yè)自身發(fā)展的需求,推動了變電站現(xiàn)代化管理制度的變革,促進(jìn)了變電站規(guī)范化管理運轉(zhuǎn)和發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

[1]趙華.淺談變電站自動化技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)[J].清華出版社2006

[2]陳建平電力企業(yè)管理與發(fā)[J].科技出版社2006

[3]智能電網(wǎng)用戶端電力監(jiān)/電能管/電氣安全(產(chǎn)品報價手冊.2023.07

[4]企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手.2022.05.

 


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