规约分析系统在吴忠电网调度自动化中应用

规约分析系统在吴忠电网调度自动化中的应用

摘要：本文通过对电力调度自动化系统故障处理的分析，以及自动化主站和厂站工作的实际情况，指出规约分析软件的主要作用和实现的功能，并通过规约分析仪在自动化工作现场的应用实例，说明实施规约分析专用软件的必要性和迫切性。

关键词：规约分析通道监听主站模拟子站模拟

一引言

目前与电力调度ems主站系统通信的远动设备中，既有计算机监控系统，又有传统的rtu；而且接入的规约也比较复杂，cdt、国标101、、103、104等。一旦主站监控画面出现某一厂站的故障告警，往往会牵扯到调度通信、自动化、保护、检修、运行等多个专业，从厂站设备、远动信道到主站系统各个环节逐一排查，才能找到故障原因，再采取相应的措施进行故障排除，影响了设备的运行时间。即使在厂站远动设备与主站系统通信正常的情况下，又会出现个别遥测量跳变或失准，又或者遥信量发生抖动。这些远动信息的扰动，一方面影响调度运行，另一方面，又会影响ems主站系统的安全。因此，自动化的运行人员迫切希望有一套先进的远动通信规约测试及分析系统，能快速准确地对故障进行诊断，尽量缩短故障时间，确保ems系统的安全，更好地为调度运行服务。

二概述

目前，由于吴忠电网调控一体化工作的实施，变电站基本实现无人值班。电力系统调度和监控人员已经非常依赖于调度自动化系统

所提供的各种信息。因此，调度自动化系统的安全可靠稳定运行，事实上已经关系到电网的安全运行。如何长期、稳定、准确地提供调度和监控人员所需的各种电网运行信息，也就直接关系到电网的安全调度和经济运行。

随着技术、通讯技术及计算机技术的迅猛发展, 大量厂家生产的各种自动化装置和设备在电力系统中得到广泛应用，从而使得各种不同类型的装置系统之间互联机会变得越来越多。这对电力自动化系统的日常维护和运行管理，提出了更高的要求。而作为数据和信息传递载体的通讯规约（协议），则是这些自动化设备互联的基础，因此熟悉各种通讯规约的传输规则，分析了解传输报文，对于各个自动化设备制造厂家变得至关重要，也是电力系统自动化运行维护部门的人员所必需掌握的基本技能。

三当前的问题和困难

要保证上述功能，目前调度自动化系统的现场问题可以分为两类：一类是设备本身的问题；另一类是运行中发生的问题。

1.规约差异性

目前，调度自动化系统的厂站侧，运行着不同时期安装的多个厂家的自动化设备，如：rtu、测控单元、以及保护测控一体化装置。这些设备已经在系统中运行多年，通常情况下，信息是准确和畅通的，这样的工况，是否表明这些设备所使用的规约一定没有差异呢？为此，我们必需首先区分以下概念：

a) 规约的全集和子集

b) 规约的兼容性

c) 规约的互操作性

d) 规约的差异性

a)规约的全集和子集

处于成本和工期的考虑，不少厂家的设备虽然号称标准规约（例如iec870-5-101），其实只是做了全部命令中的一个子集，但是并不保证这个子集已经覆盖了规约所要求的一切功能。有时候一个在现场运行的设备，发现有些命令它是不能执行的，只是因为当时sat 时，不涉及这一功能，因而没有显露出来。这里的结论是：一个只具有标准规约命令子集的自动化设备，对于自动化系统的实际运行，不一定会表现出障碍。它们在现有要求下可以无障碍地保持正常的运行状态，这也是自动化设备厂家敢于仅仅完成标准规约子集的原因。

b) 规约的兼容性

上面讲到的子集与全集的关系，就是规约兼容性的例子之一。还有一些实际格式并不兼容的命令，实际运行中却表现出兼容性来。比如设备id号的长字节和短字节，当你的设备台数不多，一个字节就可以表达时，即使设备侧是短字节，主站照收不误，没有表现出障碍来。所以，兼容性是比标准格式要求低的一个指标，虽然规约有差异性，现场表现却是兼容的。

c)规约的互操作性

兼容的规约，虽然是差异性规约，却具有互操作性，上面的长短

id号是例。有些应用中，为了避免修改规约的费时和麻烦，甚至可以通过工程设置的方式，把这个困难绕过去，实现互操作性。比如当报文长度受限时，考虑到修改规约的麻烦，现场工程师把一台rtu 分成几个逻辑rtu来访问，这样只需要改变主站数据库定义即可，从而实现互操作性。所以，互操作性是比规约兼容性更低一层的要求。

d)规约的差异性

当现场工程师用尽各种办法也无法实现厂站设备与主站的互操

作性时，这个差异就表现为设备的接入障碍了。而厂家往往病急治表，改几条命令，先弄通了再说，但是问题并没有彻底解决，于是成为永远的差异保留着。厂站信号如果不改变则以，一有改变的要求，立即表现为故障。然后接着查原因，找问题，可能暂时设备又能运行了，但却成为安全的隐患，这就是当前设备规约标准化的现状。

以上所说，仅涉及设备方面的问题。

2.运行中的问题一

有经验的自动化运行维护人员，根据自动化工作中出现的问题，归类整理分析认为，通讯故障占到自动化系统故障的大约80％。当一个厂站的数据收不到时，宏观表现就是“不通”。其实“不通”里面包含着众多复杂的因素。仔细分析信道现象，有下面几种状态：情况1：通讯正常，上下命令和数据准确收发；

情况2：通讯正常，下行命令正常，上行报文数据为“空”；

情况3：链路畅通，下行命令正常，无上行报文；

情况4：链路不通，上下行报文均不正常。

它的实际状态是：

情况1：信道正常，两端命令兼容，有变化数据上传；

情况2：信道正常，两端命令兼容，无变化数据上传，因而报文的数据为“空”；

情况3：信道正常，命令可以下载，但rtu收不到或不认识，无法回答上行报文；

情况4：链路不通，无从判断命令是否兼容、数据是否有变化等等。

3.运行中的问题二

上面所说情况，是在投运初期，或者信道发生变化，或者更换了厂站设备以后的表现。运行中的另一类问题是，通信是正常的，链路、信道、规约兼容性方面都没有问题，相当于在上述情况1之下，有错误数据产生：遥信方面大都表现为误发遥信或误报警；遥测方面表现为数据越限或数据归零；遥控遥调方面表现为控制命令下行后，无返校信息，或者有返回信息，但是一次设备不动作，等等。这些问题，没有报文分析手段无法确认问题发生在哪个环节，该由通信专业还是自动化专业到现场去排除，要去到现场的哪个设备（通讯还是自动化设备），责任界面如何分开，事后是否有证据可以支持分析等等。

四、规约分析系统的功能和应用