调控一体化实训系统中“4＋2遥”功能的技术实现

郭连仲，杨春丽，郭浩森，张乃莉，吴宇斌

（1.河北省电力公司职业技术培训中心，河北 保定 071051；2.河北北恒电气科技有限公司，河北 保定071000；3.华北电力大学，北京 102206）

1 概述

随着智能电网的建设，调控一体化成为电网发展的趋势，孤立于电网的实训变电站不能适应电网发展的培训需求。为了使一次不带电的孤立实训变电站可以在仿真电网中运行，实现调控一体化培训，同时，使实训变电站具备更多的倒闸操作和事故处理实训功能。

河北省电力公司职业技术培训中心（简称“职培”），职培提出仿真电网及串口通信技术路线，将实训变电站融入仿真电网中，通过串口并光纤通道，实现调度端与站端通信，建立仿真电网与变电站相互关联；通过扩展CDT通信规约，实现变电站开关状态等信息的上传，即遥信功能；经过仿真电网计算的潮流下传至站端来代替变电站电气测量数据，使得变电站的监控画面潮流不再只显示“0”，即“遥测”功能，与现场情况不同的是，这里的“遥测”数据时反送给站端的，保护也能根据测量值的变化做出反应，并适时启动。同理，完成调度端对变电站的遥控、遥调、遥定值和遥故障，实现“4＋2遥”，为电网调控一体化提供实训平台。该方案包括仿真电网设计、通信通道、串口通信平台、通信规约及编程调试等环节。

2 仿真电网接线

职培设计了包含职培35kV实训变电站在内的县级仿真电网，该电网包括2个110kV变电站、7个35kV变电站和1个10kV开关站，电网容量100MVA。电网中包括职培实训变电站的任何开关变位均引起潮流变化，可提取实训站的潮流数据，以备向站端发送，以解决因一次不带电造成的测量空缺问题。仿真电网接线如图1所示，其中职培站（椭圆圈内）为35kV实训变电站。

图1 仿真电网接线示意

3 通道连接与串口通信软件平台的架构

调度端主机串口（RS－232）－串口线（5m）－调度端光端机－400m光纤－站端光端机－串口线（5 m）－站端通信工作站（合并单元）－保护装置及后台监控机，以解决调度端与站端的数据传送问题。由于采用了光纤通道，使得串口线长度在5m左右，RS－232全双工模式下信号衰减可忽略，因而能够保证数据传输的可靠性。

电网仿真采用了Delphi 5.0开发平台，其本身不具有串口通信处理能力，需要借用专门的通信控件（如MScomm和SPcomm）或相关的API函数。由于MScomm通信控件具有丰富的与串口通信密切相关的属性及事件，提供了一系列标准通信命令的接口，可以用它创建全双工的、事件驱动的、高效实用的通信程序，该系统选择MScomm32串口通信控件，并以插件方式引入Delphi集成开发环境中，以便Delphi程序可直接访问串口属性和事件，实现数据通信的控制。嵌入MScomm插件，相当于扩充了Delphi串口通信功能，同时也使Delphi代码执行效率高的特点得以发挥［1－2］。具体方法如下。

找到 Mscomm.srg，Mscomm32.ocx，Mscomm32.dep，把这3个文件拷贝到Windows的system32目录下。然后运行：Regsvr32Mscomm32.ocx完成注册。注册成功后，需要修改注册表，在注册表的HKEY＿CLASSES＿ROOT＼Licenses下建一主键：

4250E830－6AC2－11cf－8ADB－00AA00C00905，主 键的内容为

kjljvjjjoquqmjjjvpqqkqmqykypoqjquoun.

至此，控件的系统注册工作完成，然后在Delphi IDE环境中导入这个ActiveX控件，在ActiveX控件页上可以看到一个电话为图标的控件，即MSComm控件。这样就可以在Delphi中方便地使用MSComm控件了。

串口初始化程序如下：

procedure set＿comm＿init；//comm 初始化

begin

with frm＿comm.MSComm＿dd do

begin

if PortOpen then PortOpen：＝false；//关闭端口

CommPort：＝1；//设置端口1

InBufferSize：＝512；//设置接收缓冲区为512个字节

OutBufferSize：＝ 512；//设置发送缓冲区为512个字节

Settings：＝＇1200，n，8，1＇；//1200波特率，无校验，8位数据位，1位停止位

InputLen：＝0；//读取缓冲区全部内容（32个字节）

InBufferCount：＝0；//清除接收缓冲区

OutBufferCount：＝0；//清除发送缓冲区

RThreshold：＝1；//设置接收1个字节产生OnComm事件

InputMode：＝comInputModeBinary；//二进制方式

PortOpen：＝true；//打开端口

end；

end；

4 通信规约的实现

通信内容涉及调度端与实训变电站之间的数据传输，包括遥测、遥信、遥控、遥调以及保护定值读写和故障设置，所有通信数据按预定的点号并依据扩展的CDT规约进行传输，篇幅所限，这里只列出了遥控和保护定值读写的流程。

4.1 遥控

指调度端对站端断路器的遥控。包括12个遥控点，分别对应12台断路器，其中5台35kV断路器和7台10kV断路器。遥控过程包括遥控选择、遥控反校、遥控执行和遥控取消4个环节。

下发遥控命令时，先发遥控选择，收到正确的遥控返校帧后发送遥控执行命令。XX是遥控点号，每次遥控命令只对一个遥控点号。遥控流程见图2。

图2 遥控流程

遥控命令格式如下（以控合为例）：

遥控选择 ：控合（下行）

EB 90EB 90EB 90

71 61 03 00 00FD

E0CC XX CC XX CRC//重复3遍

E0CC XX CC XX CRC

E0CC XX CC XX CRC

返校帧：（上行）

E1CC XX CC XX CRC//重复3遍

E1CC XX CC XX CRC

E1CC XX CC XX CRC

返校帧出错：（上行）

E1FF XX FF XX CRC//重复3遍

E1FF XX FF XX CRC

E1FF XX FF XX CRC

遥控执行（下行）

EB 90EB 90EB 90

71C2 03 00 00 38

E2AA XX AA XX CRC//重复3遍

E2AA XX AA XX CRC

E2AA XX AA XX CRC

遥控撤销（下行）

EB 90EB 90EB 90

71B3 03 00 00 1C

E2 55XX 55XX CRC//重复3遍

E2 55XX 55XX CRC

E2 55XX 55XX CRC

遥控点号（XX）定义见表1。

表1 遥控点号定义

4.2 遥调

指调度端对站端主变压器分接头的远方调整，采用与遥控规约一致的调节方式，即每个点的调升、调降对应遥控的控分和控合。每台主变压器设7个遥调点共14个遥调点。遥调过程亦包括选择、反校、执行和撤消等环节。

4.3 遥测

此处遥测数据为下行传输，由于实训变电站一次不带电，“遥测”数据改由仿真电网潮流计算获得，并通过串口下传至站端。区别于实际的变电站，在此专门为保护装置设计了软开关，自动切换来自现场的真实测量数据和来自调度端的仿真数据，并适时启动保护装置，启动跳闸或信号。本系统设定了108路下行的“遥测”数据。

4.4 遥信

变电站端遥信数据经通信工作站定时上传至调度端，由调度软件刷新画面、计算潮流。本系统设定了474个遥信点。

4.5 遥定值（保护定值远方整定）

这里说的遥定值是调度端对站端进行远方保护定值整定的简称，通过调度端对16个保护单元进行读写，用于设置保护定值和投退控制字。流程见图3。

图3 遥定值流程

4.6 遥故障（调度端设置故障，站端响应保护动作，包括主变压器非电量保护）

为了培训事故处理项目，通过在调度端设置实训站的20个典型故障，并通过下传遥测的故障电流、电压，使保护装置启动，提供事故现场，达到事故处理培训目的。主变压器非电量保护动作的设置由电网仿真模块自调度端直接下发故障命令给站端通信工作站，由通信工作站转发至相应的保护单元，保护单元收到命令后动作，此实验功能借用的是主变压器差动保护装置的出口。

5 结束语

通过上述方案的实施，该培训中心具备了调度对变电站的遥控、遥调、遥信、遥测、遥定值和遥故障功能，孤立的变电站和单纯仿真的电网调度，因而丰富了实训系统对相关专业的培训内容，具备了同时对变电运行、调度运行和调控一体化实训条件，该系统投入使用后，2011年完成培训216人次，效果良好。

［1］ 梁 水，赛奎春.Delphi开发典型模块大全（修订版）［M］.北京：人民邮电出版社，2010.

［2］ 韩 靓.Delphi串口通信程序的开发［J］.电光系统，2005（1）：53－55.