SIGMA通信服务器在变电站的应用

　　摘要：随着农网的不断完善，县级电网对自动化的要求越来越高。文章介绍了一种通信管理机在变电站自动化改造中的应用及其配置方法。它可以提高变电站的自动化水平，对于县级电网的自动化改造具有重要的参考意义。

　　关键词：自动化通信；服务器；SIGMA

　　中图分类号：TM764 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）25-0100-02

　　通讯管理机作为变电站自动化系统的局部数据集中转发设备，影响着整个系统的稳定性与实时性，对自动化系统有着非常重要的地位。在变电站综自系统中，通讯管理机收集各类测控、保护设备的数据，多为RS-232/422/485接口，进行规约转换后通过以太网上传至控制层，同时与上级调度自动化系统通信，所以要求通讯管理机是多串口多网口设备。通讯管理机在功能上能够支持多种通信协议，适应多种通信模式，这要求通讯管理机具有强大的处理能力及灵活的工作模式。

　　在农网改造中，县级电网的许多变电站只将保护改造成微机保护，没有监控后台，也不支持上传调度。随着自动化水平的推进，需要在变电站增加通讯管理机，以满足监控和调度自动化的要求。本文主要介绍SIGMA通信服务器的应用及其配置方法。

　　1 变电站监控系统结构

　　为实现调度自动化，变电站必须装设远方监控终端设备，监控终端可为通信管理机或微机监控终端等。远方监控终端要求达到以下技术水平：

　　（1）应满足信息采集、处理、发送和命令接收、输出和执行的要求，具备与继电保护装置和远方控制端及站内监控后台的通信功能，确保实现变电站遥测、遥信、遥控（调）。

　　（2）性能应符合国家标准《远动终端设备》（GB/T13729）和电力行业标准《交流采样远动终端技术条件》（DL/T630）的有关规定，通过权威机构的相关检测。

　　（3）应具有多串口多网口，并要求具有强大的处理能力及灵活的工作模式，适应多种结构下的通信模式。

　　（4）信息的传输规约必须支持符合电力行业标准DL/T634（101/104）及DL451（CDT）的有关规定。

　　（5）支持SOE上传调度。

　　（6）能够接受、执行远方调度端的对时命令。

　　在变电站监控中，通信管理机直接或间接采集整个站内保护测控装置的数据，经过处理后，通过以太网或串行口集中送到监控后台或远方调度主站。变电站监控系统一般的结构如图1所示：

　　图1 变电站监控系统结构图

　　2 SIGMA通信服务器

　　SIGMA通信服务器是高度集成的新一代32位嵌入式智能通信管理装置，能够实现对整个变配电自动化系统现场的信息收集，并集中送往当地后台或远方调度主站，同时将后台或主站命令传递给各测控装置，实现当地或远程控制。在小型自动化系统中直接采集现场所有的装置数据，并通过用户指定的通讯协议（101、104、DNP、Modbus等）和通讯介质（以太网、RS232/422/485等）送到监控后台，完成后台对整个现场的监控；在大中型系统，则可以作为功能子站、间隔层，通过层级连实现数据的分类别、分方向传送。可以完成替代前置机的功能，使通讯更安全更可靠。

　　SIGMA通信服务器是以嵌入式uclinux系统为核心的通讯管理平台，具有1～2个以太网口、16个串口，其整体运行环境分为内核程序及管理运行方式的端口配置文件系统。该装置具有丰富的规约库：IEC101＼103＼104、Modbus、CDT、1801、u4f、DNP3.0、四方保护、南瑞保护、阿尔斯通保护、ABB、西门子等国内外各主要电力厂家各设备的通讯规约，并支持多种通信介质：串口（232＼422＼485）、以太网（UDP、TCP＼IP）等。采用面对对象编程，装置的通信口、通讯规约均为单独的对象，相互间分开，通过改变配置文件系统可以改变通讯管理机的属性，完成不同的通讯功能。

　　3 配置文件系统

　　该通信服务器应用在某35kV变电站，间隔层的保护测控装置为103规约（以太网通信），上传调度通过颁布CDT规约转发（串口通信），当地后台监控也只配置一台主机（IP地址：192.168.1.24），监控软件采用通信机厂家的配套软件，工作模式图2所示：

　　图2 某通信服务器工作模式

　　通信机的工作环境确定以后，就需要对通信机进行配置，设置其工作模式。SIGMA通信服务器运行环境的配置分为内核配置及端口配置，分别对应配置文件image.bin和config.ini、Portconfig.ini。内核配置文件image.bin可以更新装置的规约库，一般在由厂方工程师完成配置；端口配置文件config.ini、Portconfig.ini可由用户根据实际工作环境进行配置。

　　3.1 config.ini配置

　　config.ini配置文件，配置用于装置通讯的基本设置。包括网络端口、IP地址等。具体配置格式如下图3所示：

　　图3

　　SIGMA通信服务器具有前置机功能，配置文件中的前置机地址为SIGMA通信服务器的地址；前置机连接主站通信，主机地址为当地监控的地址。允许前置机连接=1表示允许前置机与主机相连，前置机连接=0表示与主机A相连。对时=1表示允许对时，对时方式=1表示前置机接收主机对时。

　　3.2 Portconfig.ini配置

　　portconfig.ini配置文件，配置每个端口的通讯信息。端口配置中，1～16号端口为串行端口，17号开始为网络端口。配置内容包括通信方式、规约选择、规约设置、测点设置等。

　　该应用存在三种类型的端口配置，一是通过网络端口以103规约主站模式采集间隔层的数据，二是通过串口以CDT规约子站模式将数据转发出去，三是通过以太网口与监控软件通信。其中端口1配置为CDT规约转发调度，端口17-42配置为103规约采集间隔层数据，端口43配置为与监控软件通信端口。以端口1为例，具体配置格式如下图4所示：

　　图4

　　每个端口的配置中前面部分设置端口通信方式，后面部分设置规约参数。端口1为转发规约，对所有测点均需配置转发信息。转发遥测点的配置格式为“ProvAixxx=yyyazzz，jjj”，xxx转发点序号，yyy——转发端口，zzz——转发点号，a——遥测类型，jjj——转发系数。ProvDixxx、ProvDixxxCtrlNo分别为遥信、遥控配置格式。

　　4 应用及结语

　　该装置经过第三部分的配置，已经达到应用要求。将该装置安装到现场，进行测试，监控后台及调度端都能正常接收到数据。该装置已经在现场运行接近一年，工作正常，完全满足SCADA系统的要求。

　　通过增加通信管理机，把现有变电站自动化系统从功能上划分为站控层和间隔层，提高了现有变电站的自动化水平，同时还有效地保护了改造设备的投资，对于县级电网具有重要的参考意义。

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　　作者简介：柳影（1981—），女，重庆人，广西电力工业勘察设计研究院工程师，硕士，研究方向：电力系统规划与设计。