DAP平臺的產(chǎn)品包括:
·DCM/PCM系列:自動化系統(tǒng)通信服務器,支持多協(xié)議數(shù)據(jù)采集、處理和服務,可加載多種自動化功能模塊以實現(xiàn)完整的SA、DA應用,PCM還可實現(xiàn)保護信息的采集和預處理。
·PowerView:與DCM/PCM的嵌入式SCADA功能配合,實現(xiàn)完整的SCADA/HMI應用。
·PMS:保護管理系統(tǒng),與PCM協(xié)作,對保護設備進行全面管理,并對保護數(shù)據(jù)、信息進行全面的分析和利用。
1、應用方案
如下圖所示,是DAP平臺系列產(chǎn)品在中高壓變電站的應用示例,圖中變電站為220KV電壓等級。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化功能,進行實時數(shù)據(jù)的監(jiān)視、控制和管理,還可實現(xiàn)對變電站的準實時信息、歷時信息的采集和處理。系統(tǒng)的基礎(chǔ)是間隔層的PCM,系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)處理和通信設備是DCM,上層應用系統(tǒng)采用PowerView和PMS軟件平臺。系統(tǒng)中的各個智能設備和終端的時鐘通過通信層的DCM的串口硬輸出、NTP/SNTP服務等方式來校正,而DCM的時鐘可通過GPS模塊的IRIG-B、PPS、串口等接口來采集。

圖表 1 在中高壓變電站的應用示例
系統(tǒng)配置:
·間隔層:采用PCM系列產(chǎn)品,完成數(shù)據(jù)采集、保護數(shù)據(jù)預處理的功能,并實現(xiàn)分布式的嵌入式SCADA的HMI服務??梢酝ㄟ^PCM實現(xiàn)雙通道冗余數(shù)據(jù)采集方式,并可以實現(xiàn)雙機冗余和軟切換/硬切換的運行方式,并可以通過光纖環(huán)網(wǎng)或以太網(wǎng)接入控制網(wǎng)絡。
·通信層:采用DCM系列產(chǎn)品,它通過PCM對全站數(shù)據(jù)進行集中和處理,并通過多協(xié)議的轉(zhuǎn)換,實現(xiàn)各信息、控制系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享,同時,實現(xiàn)各種上層管理、控制系統(tǒng)與現(xiàn)場采集網(wǎng)絡的隔離與安全訪問控制。通信層可以通過TCP/IP網(wǎng)絡或者傳統(tǒng)的串行接口與其它系統(tǒng)通信。一般情況下,通信層的DCM采用雙機冗余和硬切換的運行方式。
·站控層:采用PowerView系統(tǒng),實現(xiàn)變電站后臺監(jiān)控系統(tǒng)的SCADA/HMI功能;采用PMS實現(xiàn)專業(yè)的保護管理功能。站控層網(wǎng)絡可以采用雙以太網(wǎng),HMI工作站的功能和數(shù)量可按需設置。
2、方案說明
高電壓等級變電站中,站內(nèi)不同電壓等級的線路及主變測控裝置、保護裝置分散組屏安裝于各小室中。對220 KV—500 KV的設備,保護相對獨立,控制和測量合一,保護多為雙備份配置,因此用一臺PCM通信服務器完成一個間隔設備的信息采集和處理,構(gòu)成一個相對獨立的子系統(tǒng),以提高可靠性,220KV-500 KV等級內(nèi)的幾個間隔就有對應的幾個子系統(tǒng)。110 KV及35 KV 設備多采用保護與監(jiān)控合一的微機保護裝置,組屏安裝在保護室內(nèi),采用1臺2U的PCM與110KV線路保護和測控裝置通信,采用1臺1U的PCM與35KV線路保護和測控裝置通信。
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DCM/PCM出現(xiàn)故障或者撤出運行,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串行接口的點對點連接;
·RS485/422總線式連接;
·CAN bus總線連接;
·Lonworks網(wǎng)絡連接;
·TCP/IP以太網(wǎng)絡接口連接;
PCM可支持的通信協(xié)議包括:
·CDT和擴展CDT
·DNP3.0,兼容國際和國內(nèi)廠商的各種功能擴展
·Modbus ASCII/RTU/TCP
·IEC-870-5-101/102/103/104,兼容國際和國內(nèi)廠商的各種功能擴展
·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足接入國際國內(nèi)廠商標準或自定義的多種通信協(xié)議要求。針對常用的各種智能設備,PCM/DCM提供完備的IED Library,方便用戶快速建立PCM與智能設備之間的通信連接。
2、通信層:
通信層DCM雙機采用以太網(wǎng)與SCADA/HMI系統(tǒng)、PMS系統(tǒng),以及其它上級調(diào)度系統(tǒng)、集控站或其它保護管理系統(tǒng)等進行通信。DCM支持的遠動通信協(xié)議與PCM相同。
由于采用雙以太網(wǎng),所以每個實際信息點的數(shù)據(jù)都有兩個獨立的通道發(fā)送至每個上層系統(tǒng),可實現(xiàn)對多主站的多通道冗余。DCM與調(diào)度自動化系統(tǒng)及其它系統(tǒng)進行網(wǎng)絡通信時,相互交換的數(shù)據(jù)、信息,在安全機制下,可不受限制。
管理層以太網(wǎng)絡與間隔層的通信網(wǎng)絡之間的隔離與路由,通過通信層的DCM上綜合的IT應用功能(包括NAT Server/防火墻、路由器)來實現(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,DCM可與上層系統(tǒng)配合實現(xiàn)遠動數(shù)據(jù)加密傳輸。
3、管理層:
變電站管理層后臺監(jiān)控系統(tǒng)通過DCM雙機冗余而組成冗余通信架構(gòu),負責全廠的實時監(jiān)控和運行管理。
如果SCADA、PMS等系統(tǒng),需要通過DCM/PCM發(fā)送控制命令,冗余的DCM雙機、PCM雙機會通過內(nèi)部關(guān)聯(lián)的邏輯判斷來決定由哪一個主機下發(fā)命令,而另一個主機會截留控制命令,這樣就能保證雙機冗余時的控制輸出的安全。
2.2 SCADA功能
站內(nèi)220KV-500KV 部分按設備間隔,每一個間隔用PCM組成一個子系統(tǒng),完成該間隔設備的綜合自動化功能:包括當?shù)毓δ埽贿h動功能;閉鎖控制功能;監(jiān)測和報警。實現(xiàn)在采集實時數(shù)據(jù)的同時,采集保護定值、錄波圖等非實時數(shù)據(jù)。各種SCADA實時數(shù)據(jù),可通過通信層DCM傳送到需要這些數(shù)據(jù)的各后臺系統(tǒng),實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)共享,同時也完成對微機保護遠方監(jiān)視,進行遠方透明訪問。
由PCM組成的220KV、110KV、35KV各子系統(tǒng),都實現(xiàn)綜合自動化,包括設備的遙測、遙信、遙控等遠動功能;當?shù)毓δ芸蓪崟r顯示并記錄電氣設備的正常、異常運行和事故狀態(tài)下的各種數(shù)據(jù)和狀態(tài),實現(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)所需的實時數(shù)據(jù)外,還可與直流電源、電能表進行通信,也可以和自動裝置、故障錄波裝置等進行通信,采集電度量、故障錄波圖等數(shù)據(jù),采集這些常規(guī)RTU 無法采集的數(shù)據(jù)傳送到廠站層進行必要的分析、處理;
如有必要,子系統(tǒng)也可以采用雙機冗余方式運行,雙機切換通過網(wǎng)絡進行。
各子系統(tǒng)無需配備就地監(jiān)控PC工作站,平時通過網(wǎng)絡連接可直接訪問指定的PCM子系統(tǒng)。如維護或工作需要,可以用便攜機到現(xiàn)場與PCM通信,可方便地顯示該子系統(tǒng)畫面及各種數(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。在專門的管理工具PowerStudio配合下,這部分的系統(tǒng)組態(tài)及維護十分方便。
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PowerView來瀏覽PCM的HMI服務,實現(xiàn)遠程對系統(tǒng)的訪問和控制??梢詫崿F(xiàn)的功能如下:
·可配置的基于當?shù)睾途W(wǎng)絡的嵌入式HMI
·單線圖
·告警信息生成,告警顯示
·實時告警和確認
·SOE報告和數(shù)據(jù)瀏覽
·設備狀態(tài)、通信狀態(tài)監(jiān)視和記錄
·報告生成器,輸入/輸出工具
·Comtrade Viewer
·電能數(shù)據(jù)瀏覽
·全景和縮放
·帶口令的遠程/當?shù)乜刂?/p>
·向不同用戶授權(quán)不同級別登陸口令
·支持多種語言
系統(tǒng)的后臺操作按兩個操作員同時進行考慮,一個值班員進行操作,另一值班員進行監(jiān)護,如發(fā)出重要操作指令(遙控、遙調(diào)等),只有兩個后臺協(xié)同,才能完成對設備的控制操作。
變電站的實時數(shù)據(jù)在線統(tǒng)計、VQC、 就地和遠方控制、五防等功能,全部在DCM上完成。時段歷史數(shù)據(jù)庫存儲、實時數(shù)據(jù)共享庫的發(fā)布也由DCM實現(xiàn),站內(nèi)后臺系統(tǒng)除了保護維護工作站,其它工作站可以實現(xiàn)瘦客戶端的要求。
2.3 保護管理功能
保護管理系統(tǒng)PMS,可以通過DCM或PCM來收集和轉(zhuǎn)發(fā)一般的保護實時信息,還可以管理DCM/PCM所收集、轉(zhuǎn)換、存儲和轉(zhuǎn)發(fā)的保護裝置事件信息、故障錄波信息等等。DCM/PCM提供透明端口功能,可用于保護裝置的遠程在線維護。
而且,因為具有保護數(shù)據(jù)格式標準化轉(zhuǎn)換功能,經(jīng)由DCM、PCM的所有保護管理相關(guān)數(shù)據(jù)都可以為SCADA和專業(yè)保護管理系統(tǒng)所自然共享。
PMS的保護功能體現(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、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。
·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。
·定值告警:發(fā)生保護定值被修改,定值組切換等事件,系統(tǒng)能夠自動產(chǎn)生相關(guān)告警信息。
·裝置告警指示復歸。
·軟壓板投退,電能質(zhì)量分析、斷路器觸頭磨損分析和預測。
·保護實時數(shù)據(jù)和時段數(shù)據(jù)的獲取、標準化轉(zhuǎn)換與發(fā)布等。
子系統(tǒng)中的各PCM具備透明端口(VPort)功能,允許保護管理系統(tǒng)在SCADA實時數(shù)據(jù)通信不中斷的同時,采集保護裝置內(nèi)的故障錄波記錄、保護定值,或者進行軟壓板投切、定值組切換等保護維護和管理工作。
3、方案特點
簡單概括,DAP平臺提供的是一個技術(shù)先進、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的綜合了計量、保護和控制系統(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,本方案具有以下特點:
·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)絡技術(shù),實現(xiàn)現(xiàn)場智能設備←→PCM/DCM←→SCADA/PMS系統(tǒng)的TCP/IP網(wǎng)絡通信,與其它上層系統(tǒng)之間也實現(xiàn)了全所未有的大規(guī)模數(shù)據(jù)共享模式。同時,可以實現(xiàn)實時遠動數(shù)據(jù)、IP調(diào)度語音、視頻等多種數(shù)字信號的傳輸。
·嵌入式SCADA:一改傳統(tǒng)的C/S方式的數(shù)據(jù)服務結(jié)構(gòu),采用最先進的嵌入式SCADA系統(tǒng)和PowerView管理端,實現(xiàn)基于現(xiàn)場和網(wǎng)絡的HMI服務,使得上層系統(tǒng)無需因為現(xiàn)場通信接口、設備規(guī)模和結(jié)構(gòu)的更改而重新調(diào)整。也正因為此,采用DAP平臺搭建的變電站自動化系統(tǒng)具有良好的擴展性。
·強大的保護管理系統(tǒng)PMS:DAP平臺的PMS保護管理系統(tǒng),可以在DCM、PCM的支持下,十分方便地對不同廠家、型號,采用各種通信協(xié)議的保護、測控設備進行全面管理。
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