通信管理機在我國歷經(jīng)多年的發(fā)展,隨著(zhù)技術(shù)的不斷創(chuàng )新和完善,越來(lái)越多的變電站認可和接受并且正在使用著(zhù)通信管理機。
1通信管理機的功能特點(diǎn)
通訊管理機一般運用于變電所、調度站,通訊管理機通過(guò)控制平臺控制下行的RRtu設備,實(shí)現遙信、遙測、遙控等信息的采集,將消息反饋回調度中心,然后,控制中心管理員通過(guò)消息的處理分析,選擇將執行的命令,達到遠動(dòng)輸出調度命令的目標。
通信管理機系統功能包括站內監控:包括站內數據采集與處理、運行監視及報警記錄、人機交互聯(lián)系及系統維護管理、計算統計、歷史數據記錄、事件順序記錄(SOE)、遠方通信等常用SCADA功能。具有控制和調節功能:通過(guò)鍵盤(pán)在屏幕所顯示的畫(huà)面上對各可控設備進(jìn)行開(kāi)/合、投/退等控制操作,對各可調設備進(jìn)行升/降、定值設定等調節控制。站內無(wú)功控制功能不作要求,但應做到遠方調整電壓無(wú)功。具有對時(shí)系統,對時(shí)要求是變電站自動(dòng)化系統的基本要求,即要求對變電站層設備和間隔層IED設備(包括智能電度表等)均實(shí)現GPS對時(shí),并具有時(shí)鐘同步網(wǎng)絡(luò )傳輸校正措施。通信管理機中有故障錄波:35kV變電站和一般的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裝置的簡(jiǎn)短記錄和SOE中提取。通信管理機具有五防閉鎖,加強了自動(dòng)安全性。
在采用分散式結構形式的變電站自動(dòng)化系統中采用現場(chǎng)總線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )。分為變電站層、間隔層和過(guò)程層。變電站層是通過(guò)間隔層設備實(shí)現變電站實(shí)時(shí)控制以及站內信息的收集、分析等工作,并與遠方調度中心通信,完成遠方監控與調度。遠動(dòng)、監控、錄波、計量等主控系統共享現場(chǎng)總線(xiàn)的信息,信息的傳遞既快速便捷又不會(huì )相互影響,避免了重復投資。間隔層的保護裝置、測控裝置、自動(dòng)裝置等具備以太網(wǎng)接口的設備直接接入間隔層以太網(wǎng),其它分散布置的智能設備通過(guò)規約轉換器、測控裝置或低壓保護裝置轉接入間隔層以太網(wǎng)。站點(diǎn)較多的變電站選用交換型集線(xiàn)器,將間隔層分成若干子網(wǎng),限制每個(gè)沖突域的站點(diǎn)數量不致過(guò)多以確保系統響應率。絕大多數數據傳輸發(fā)生在間隔層設備和變電站設備間,而變電站設備數量遠小于間隔層設備,由于變電站層使用100M以太網(wǎng),因而不會(huì )成為通信瓶頸。
2通信管理機在變電站中的應用
通信管理機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對相關(guān)的工作進(jìn)行管理,對變電站的各部門(mén)進(jìn)行協(xié)調和指揮,利用通信管理機進(jìn)行變電站的數據信息的傳送、分享、節省了人力物力,提高了工作的效率??梢栽诟鱾€(gè)不同的部門(mén)之間開(kāi)展工作,為電力企業(yè)的發(fā)展提供了便利條件。
通過(guò)通信管理機對變電站的設施進(jìn)行直接掌控,加大了電站設施的透明化,保證信息的存儲,隨時(shí)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對系統進(jìn)行實(shí)時(shí)透明的管理,提高了變電站的任務(wù)執行能力,減少了變電站進(jìn)行項目工作的運營(yíng)成本,通信管理機保證了變電站制度執行的完整性,提高了任務(wù)的完成能力。
變電站擔負著(zhù)電能傳輸配送的重要任務(wù)。利用通信管理機將變電站的二次設備利用電子信號處理技術(shù),實(shí)現對變電站設備的自動(dòng)監測等功能,確保變電站功能的安全運行,并為變電站設備的維修提供數據信息,通信管理機的發(fā)展隨著(zhù)結構形態(tài)、通信技術(shù)和系統功能的調整:主要有集中式、分散與集中相結合和全分散式等模式;通信管理機的技術(shù)由集中配屏裝置為核心的方式向分散下放到開(kāi)關(guān)柜以系統為核心的方式發(fā)展時(shí)期,由單一功能、相互獨立向多功能、一體化過(guò)渡時(shí)期,再到由傳統的一、二次設備相對分立向相互融合方向發(fā)展時(shí)期,通信管理機實(shí)現變電站由串行通信、現場(chǎng)總線(xiàn)通信技術(shù)到以太網(wǎng),自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò )的設施推動(dòng)了變電站的高速運行。
通信管理機可以對變電站設備正常運行時(shí)進(jìn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監測和操控:發(fā)現變電事故狀況,可以快速切除故障,在較短的時(shí)間內恢復設備的正常運轉??梢詫υO備正常運行轉時(shí)電氣量的采集和電氣設備進(jìn)行實(shí)時(shí)狀態(tài)的監控、調整,還可以對已經(jīng)發(fā)生的狀況,由繼電保護、故障錄波等完成瞬態(tài)電氣量數據的收集、監控并向調度中心等部門(mén)傳送相關(guān)數據,成為電氣設備的監視和為制定維修計劃而收集原始數據提供手段。
通信管理機將信息采集、傳輸、處理、輸出過(guò)程數字化狀態(tài)。全站使用統一的通訊規格建立變電站通信網(wǎng)絡(luò ),通過(guò)保護、測控、計量、監控、遠動(dòng)、VQC等系統都使用同一網(wǎng)絡(luò )接收電流、電壓和狀態(tài)信息,確保變電站的系統可以信息共享。
變電站采用一次設備采集模擬量,通過(guò)電纜將模擬信號傳輸到測控保護裝置,裝置進(jìn)行模數轉換后處理數據,然后通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)上將數字化信息傳送至后臺監控系統。同時(shí)監控系統和測控保護裝置對一次設備的控制通過(guò)電纜傳輸模擬信號實(shí)現其功能。
變電站中通信管理機采用低功率、數字化的光電互感器代替常規互感器,將高電壓、大電流直接變換為數字信號。變電站內設備之間通過(guò)高速網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行信息交互,二次設備不再出現功能重復的I/O接口,常規的功能裝置變成了邏輯的功能模塊,利用通信管理機實(shí)現了數據及資源共享。組網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )冗余技術(shù)、數據流建模、網(wǎng)絡(luò )性能、可靠性分析、變電站過(guò)程層新型同步方法、變電站信息安全等成為構建整個(gè)系統信號通路的關(guān)鍵技術(shù)。
通訊管理機不僅支持快速存儲轉發(fā)方式和QOS服務(wù)質(zhì)量,以保證網(wǎng)絡(luò )中重要的GOOSE數據包得到實(shí)時(shí)傳輸;而且在電磁兼容方面:通過(guò)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(shí)驗和電擊、雷擊等多項測試,通過(guò)專(zhuān)門(mén)的強振動(dòng)、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,保證變電站數據的安全和快速運行。
在變電站利用通信管理機用低功率、數字化的光電互感器原變電站內常規互感器,將高電壓、大電流直接變換為數字信號。通過(guò)通信管理機實(shí)現設備之間通過(guò)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)、數據流建模、網(wǎng)絡(luò )性能、可靠性分析、變電站過(guò)程層新型同步方法、變電站信息安全等成為構建變電站系統信號通路的關(guān)鍵技術(shù)。
3 安科瑞網(wǎng)關(guān)介紹
3.1通信管理機
3.1.1概述
本系列智能通信管理機是一款采用嵌入式硬件計算機平臺,具有多個(gè)下行通信接口及一個(gè)或者多個(gè)上行網(wǎng)絡(luò )接口,用于將一個(gè)目標區域內所有的智能監控/保護裝置的通信數據整理匯總后,實(shí)時(shí)上傳主站系統,完成遙信、遙測等能源數據采集功能。
同時(shí),本系列智能通信管理機支持接收上級主站系統下達的命令,并轉發(fā)給目標區域內的智能系列單元,完成對廠(chǎng)站內各開(kāi)關(guān)設備的分、合閘遠方控制或裝置的參數整定,實(shí)現遙控和遙調功能,以達到遠動(dòng)輸出調度命令的目標。
3.1.2產(chǎn)品介紹
名稱(chēng) | 型號 | 圖片 | 功能 |
通信管理機 | ANet-1E1S1 |
| 通用網(wǎng)關(guān),1路網(wǎng)口,1路RS485,可選配4G通訊、LORA通訊 |
ANet-1E2S1 | 通用網(wǎng)關(guān),1路網(wǎng)口,2路RS485,可選配4G通訊,LORA通訊 | ||
ANet-2E4S1 | 通用網(wǎng)關(guān),2路網(wǎng)口,4路RS485 | ||
ANet-2E8S1 | 通用網(wǎng)關(guān),2路網(wǎng)口,8路RS485 | ||
ANet-2E4SM |
| 通用網(wǎng)關(guān),2路網(wǎng)口,4路RS485,可選配LORA通訊,斷電告警 |
3.2數據轉換模塊
3.2.1概述
AF-GSM是安科瑞電氣推出的新型的4G遠程無(wú)線(xiàn)數據采集設條,采用嵌入式設計。內嵌TCP/IP協(xié)議棧,同時(shí)采用了功能強大的微處理芯片,配合內置看門(mén)狗,性能可靠穩定。
本產(chǎn)品提供標準RS485數據接口,可以方便的連接RTU、PLC、工控機等設備,僅需一次性完成初始化配置。就可以完成對MODBUS設備的數據采集,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(chēng) | 型號 | 圖片 | 功能 | |
AF-GSM數據轉換模塊 | AF-GSM300 |
| 通用版,1路網(wǎng)口,1路LORA,可選轉4G、CE通訊 | |
AF-GSM400 | 通用版,1路網(wǎng)口,1路LORA,可選轉4G、CE、NB、2G通訊 |
| ||
AF-GSM500 |
| 點(diǎn)陣液晶顯示、4G通訊、全網(wǎng)通7模、LORA通訊、斷點(diǎn)續傳、U盤(pán)拷貝、內嵌8G SD卡、事件記錄,可選擇2路串口或6路串口 |
|
3.3無(wú)線(xiàn)通訊終端
3.3.1概述
AWT100數據轉換模塊是安科瑞電氣推出的新型數據轉換DTU,通訊數據轉換包括 2G、4G、NB、LoRa、LoRaWAN,GPS,WiFi,CE,DP 等通訊方式,下行接口提供了標準RS485數據接口,可以方便的連接電力儀表、RTU、PLC、工控機等設備,僅需一次性完成初始化配置,就可以完成對MODBUS設備的數據采集;同時(shí)AWT100系列無(wú)線(xiàn)通訊終端采用了功能強大的微處理芯片,配合內置看門(mén)狗技術(shù),性能可靠穩定。
AWT200數據通訊網(wǎng)關(guān)應用于各種終端設備的數據采集與數據分析。實(shí)現設備的監測、控制、計算,為系統與設備之間建立通訊紐帶,實(shí)現雙向的數據通訊。實(shí)時(shí)監測并及時(shí)發(fā)現異常數據,同時(shí)自身根據用戶(hù)規則進(jìn)行邏輯判斷,大大的節省了人力和通訊成本。
3.3.2產(chǎn)品介紹
名稱(chēng) | 型號 | 圖片 | 功能 |
AWT100無(wú)線(xiàn)通訊終端 | AWT100-4G |
| 4G通訊、RS485通訊接口,用于輔助RS485設備無(wú)線(xiàn)通訊 |
AWT100-4GHW | 4G通訊、RS485通訊接口,用于輔助RS485設備無(wú)線(xiàn)通訊 | ||
AWT100-NB | NB-IoT通訊、RS485通訊接口,用于輔助RS485設備無(wú)線(xiàn)通訊 | ||
AWT100-LoRa | LoRa通訊、RS485通訊接口,用于輔助RS485設備無(wú)線(xiàn)通訊 | ||
AWT100-LW | LoRaWAN通訊、RS485通訊接口,用于輔助RS485設備無(wú)線(xiàn)通訊 | ||
AWT100-LW868 | 海外,下行RS485,上行LoRaWAN無(wú)線(xiàn)通訊 | ||
AWT100-LW923 | 海外,下行RS485.上行LoRaWAN無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)雙向透明傳輸 | ||
AWT100-DP | RS485通訊接口,Profibus通訊雙向透明傳輸 | ||
AWT200無(wú)線(xiàn)通訊終端 | AWT200-1E4S |
| 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(kāi)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(kāi)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結語(yǔ).
在變電站中運用通信管理機,可以有效地調節變電站內部結構機制,促進(jìn)電力企業(yè)系統溝通渠道的發(fā)展,加快多流程的快速轉化,提高變電站整體的運作效率,減少了成本支出。我國的通信管理機運營(yíng)模式已經(jīng)日漸成熟,發(fā)展的前景越來(lái)越平穩、廣闊。通信管理機是電力企業(yè)自身發(fā)展的需求,推動(dòng)了變電站現代化管理制度的變革,促進(jìn)了變電站規范化管理運轉和發(fā)展。
參考文獻:
[1]趙華.淺談變電站自動(dòng)化技術(shù)的現狀與發(fā)展[J].清華出版社.2006.
[2]陳建平電力企業(yè)管理與發(fā)展[J].科技出版社.2006.
[3]智能電網(wǎng)用戶(hù)端電力監控/電能管理/電氣安全(產(chǎn)品報價(jià)手冊).2023.07版
[4]企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022.05版.
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