广东电网有限责任公司阳江供电局
摘要：为了满足智能变电站的建设要求，IEC 61850协议的变电站越来越普及，本文通过对广东电网有限责任公司阳江供电局220kV登高变电站接入中调新主调及备调工作过程中出现的问题及解决该问题之后的分析，提出了目前我们在对IEC 61850变电站运维过程中会遇到的各种问题，针对这些问题会导致我们运维变得更加复杂、困难的情况，本文提出了相关的建设意见。
关键词：IEC 61850 通信协议
Abstract:In order to meet the requirements of the construction of intelligent substation, the IEC61850 Communication protocolbecome more and more popular.t his article through to the guangdong power grid co., LTD. Yangjiang substation of 220 kV denggao in the power supply bureau in the access of new problems arising from the tone and the working process for the analysis and solve the problem,It put forward theProblems in the process of IEC61850 substation operations, to solve these problems will lead to our operations become more complex and difficult situation, this paper put forward the construction of the relevant opinions.
Key words: IEC 61850 Communication protocol
前言
大规模集成电路的飞速发展，功能更快速，更先进，更强大的微型处理的不断面试，实现了变电站自动化系统的基础。目前我们使用的常规103规约变电站自动化系统在集成过程中面临的最大障碍是不同厂家的智能电子设备所采用的通信协议和用户界面不同，所以在目前变电站内必须使用规约转换装置进行配置，难以实现变电站自动化系统电子设备间的无缝连接，也无法满足智能电网的更高要求。“同一个世界，同一个标准”的需求越来越强烈。在这种情况下，国际电工委员会制定了IEC 61850通信协议以满足智能化变电站的需求。那么更好的建设使用IEC 61850协议的智能变电站是我们每一个电力人的向往。
一、认识IEC 61850的基本概念
传统变电站内的智能电子设备(IED,测控单元和继电保护)之间的通信均采用各自的103规约，甚至一个小插件也有自己单独的通信规约这给变电站的智能化带来了极大的不便之处。为了采用统一的协议,通过网络进行信息交换，IEC 61850 应运而生，IEC 61850标准采用面向对象的建模技术，定义了基于客户机/服务器结构数据模型，每个IED包含一个或多个服务器，每个服务器本身又包含一个或多个逻辑设备。逻辑设备包含逻辑节点，逻辑节点包含数据对象。数据对象则是由数据属性构成的公用数据类的命名实例。从通信而言，IED 同时也扮演客户的角色。任何一个客户可通过抽象通信服务接口(ACSI)和服务器通信可访问数据对象。
二、IEC 61850通信协议应当具有的特点
根据对智能变电站的规划和IEC 61850的要求，IEC 61850通信协议具有以下特点：1)面向对象建模; 2)抽象通信服务接口; 3)面向实时的服务; 4)配置语言; 5)整个电力系统统一建模。根据这些特点IEC 61850作为制定电力系统远动无缝通信系统基础能大幅度改善信息技术和自动化技术的设备数据集成,减少工程量、现场验收、运行、监视、诊断和维护等费用,节约大量时间,增加自动化系统使用期间的灵活性。它解决了变电站自动化系统产品的互操作性和协议转换问题。然而实际运用IEC 61850的时候我们又发现了一些新的问题。
三、广东220kV登高站出现的问题
广东电网有限责任公司阳江供电局220kV登高变电站是采用国电南瑞科技股份有限公司的NS3000系统IEC 61850站，操作系统为UNIX系统，版本为V8.032。根据中调要求，2015年度需要增加中调调度新主调及备调104通道。在我们的实际工作中配置完相关配置文件之后，测试通道状态时发现与调度主站之间使用ping及telnet命令均能正确反应调度主站及站端RTU的通断状态，然而测试报文却无法在站端显示。调度端报文显示“tcp client”“disconnect by peer”，基于莫名原因在网络tcp层中被服务器中断，以至于主站发送的“68 04 07 00 00 00”激活启动数据传输无法发送给站端。为了找出调度主站报文显示被服务器中断而站端无法接收到报文的原因，我们使用了wireshark软件，并跳过认证加密装置，在网络交换机处接收调度原始报文。
即在站端能正确显示“68 04 07 00 00 00”,以便进行链路测试并进行总召。根据广东电网公司104实施细则9.1条规定初始化过程中控制站向TCP 发出主动打开请求建立连接。然后向被控站发Reset_Process命令，被控站返回确认并向TCP 发出主动关闭请求。控制站向TCP 发出被动关闭请求后连接被释放。然后控制站向TCP 循环发出主动打开请求，试着连接被控站。当被控子站完成初始化并再次可用，被控站返回CLT=SYN，ACK。当控制站确认CLT=SYN，ACK 后，连接建立。从报文显示很明显主站在不停向站端tcp发送打开请求建立链接的指令，但是站端无法完成确认过程以至于无法进行接下来的步骤。
为了解决站端无法确认的问题，我们检查了所有涉及的数据库配置，发现配置绝无异常，链路IP地址设置均无异常。我们对比了正在正常通讯的通道，发现所有数据及通道参数均正常。由于后台数据库与远动组态公用一个数据库，于是我们更换了后台主机并将数据库重新下装，发现通道恢复正常，调度主站及站端显示报文均正常。
分析认为站内后台主机在长时间运行过程中，对站内所有IED进行通讯，生成了一个容量很大的rdb远动组态文件，庞大的rdb文件通过后台系统下载至远动装置时容易导致其无法完全下载，丢失了许多数据，但是该文件却不会在系统中报错，以至于导入远动组态时看上去正常无异，实际上确是不完整组态。IEC61850站对于远动及后台等公用装置软硬件提出了新的要求，站内所有的IED都与远动及后台等公用装置通信，这些公用设备需要在短时间内处理大量的数据，运行时容易出错，导致各种疑难杂症的发生。
四、IEC 61850变电站的建设方向设想
可以看出IEC 61850变电站模块化的数据在给我们带来智能化的过程中却又使我们对问题的发现及解决带来了更大的困难。因此我认为在接下来的IEC 61850变电站的建设过程中，我们应当更多考虑以下方面的建设：
（一）、各IED之间实现互操作性的过程中又应当具有其相对的独立性。装置之间通过同一种协议进行通信，遵循同一种规则的同时不能因为其它装置的问题而影响本装置的运行。220kV登高变电站在用后台主机下装远动机的过程中，由于后台主机系统运行错误，使得其下装组态过程的ICD文件不正确，进而影响了全站的远动104通讯。因此我们发展IEC 61850变电站过程中，装置模块之间应当具有相对的独立性。
（二）、模型参数之间应当要实现自检功能或者系统检测功能。一个装置生成一个模型文件，该模型文件在接入公用通道前应当检测其是否符合标准或者错误。不能因为其不完整或者错误在接入公用通道或者数据库后不能正常使用，以至于影响到整个数据库。
（三）、在建设智能变电站的过程中，应当注重检测装置的开发及运用。在处理220kV登高变电站与中调通道过程中，本人设想如果能生产某种设备直接接入交换机，同时使用该设备进行接收主站报文或者发送报文给站端，那么我们的通讯将会变得更加智能、便捷。
结束语
建设智能变电站是每一个电力人的向往和追求，IEC 61850作为实现智能变电站的基础，我们应当更加了解它，开发它，完善它。本文通过笔者对一个220kV变电站运维过程中发现的一个问题而开展分析，并进而提出几点意见，同时清醒的认识到我们目前发展IEC 61850的任务任重而道远，希望借此能够对IEC 61850技术的发展提供一点贡献，使得该标准系列大大提高变电站自动化系统的技术水平、提高变电站自动化系统安全稳定运行水平、节约开发验收维护的人力物力、实现完全的互操作性。
参考文献
[1]李映川，王晓茹.基于IEC 61850 的变电站智能电子设备的实现技术[J].电力系统通信，2005,26（155）：54-56
论文作者:吴明亮
论文发表刊物:《电力技术》2016年第4期
论文发表时间:2016/7/23
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