智能变电站远程虚拟终端访问系统设计探讨论文_周菁,刘培强

智能变电站远程虚拟终端访问系统设计探讨论文_周菁,刘培强

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摘要:随着科学技术水平的提高,大众对变电站的智能化要求越来越高,而本文介绍了目前智能变电站的运营依然采用了较为传统的检修方法,并提出了其中存在的问题以及运营的现状,通过结合电力通讯网络以及站内设备等设备所具有的技术特征而设计了一种智能变电站远程访问系统的方案。这个方案支持智能变电站远程运维,可以有效降低运维的成本以及提高运维的效率,为之后的远程作业提供了坚实的基础。

关键词:智能变电站;远程访问;虚拟终端

目前的智能电网行业发展快速,使得智能变电站的建设工作进入了一个全新的领域,以IEC61850标准为基础的变电站从根本上变革了传统变电站的一、二次设备,使电网调控进一步集中,有关设备维护转向集约化,因此,对检修水平也提出了更高的要求。当前,绝大多数的智能变电站运维依然使用比较传统的检修方法,设备检修人员如果发现设备出现了故障或者系统发生了异常就需要亲自过去,增加了工作人员的负担,增加了系统的运维成本。同时,智能变电站数量的迅速增加,使得变电站的运维工作量变得更加巨大。因此,本文依据当前智能变电站的实际运维情况,提出了智能变电站远程虚拟终端访问技术,这种远程检修极大的降低了检修人员的工作负担,有利于迅速执行故障排查工作,缩减故障处理时间,进一步提高运维效率。

一、系统实现条件分析

1.1虚拟终端技术的应用

当前的电力系统范围之内已经出现过虚拟终端技术的应用,很多厂家的电力二次设备都可以使用网络或者串口通讯等方式,让客户端或者Web方式实现对装置的访问和配置,具有技术能力的厂家甚至可以提供和装置操作以及运行界面完全相同的虚拟界面。

1.2设备通讯协议

智能变电站的二次设备通常包括以下几个层面:过程层设备(合并单元和智能终端等)以及间隔层设备(保护装置、测控装置等)。二次设备严格依照IEC61850标准,以网络通讯为媒介实现互通互联。当前绝大多数厂家的二次设备所提供的PC客户端需要按照各自所定义的通讯协议来实现对装置的访问和配置。其中间隔层设备都可以实现MMS(制造报文规范)的服务,通过以站控层作为媒介来获得间隔层二次设备的数据模型和配置,以上这些都为远程访问二次设备的实现提供了基础。通过数字化处理虚拟信号,经过先进的站内通讯网络来为各种数据交互提供支持,在智能变电站中,通讯网络常被称为中枢神经,另外,网络交换机设备的稳定和可靠程度,将会直接影响变电站运行的稳定程度,而这也是传统变电站和智能变电站所存在的显著特征。

二、系统方案

就当前的智能变电站运维现状以及技术来看,本文可以设计出以虚拟终端为基础的智能变电站远程访问体系,可以实现远程查阅站内二次设备和网络设备的配置、模型以及运行情况。

在主站端设置浏览软件和浏览服务器、在变电站端设置代理服务器是智能变电站远程访问系统的主要构成部分。

主站端的用户可以通过以太网网络连接到浏览服务器,多用户、多代理服务器都可以和浏览服务器进行连接,并且对用户的访问范围进行管理。浏览服务器和代理服务器通过借助电力SDH网络实现通讯链路的加密和数据的传输。站内二次设备以及交换机设备都可以通过以太网或者直接接入代理服务器中,代理服务器经过多协议实现代理服务,从而进行主站端和站内设备之间的数据交互。

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系统中的代理服务器属于核心系统,可以实现多物理接口的运作,多协议代理。可以接入的设备主要有:间隔层设备、过程层设备、交换机设备等等。远程访问系统需要控制设备的访问,仅支持设备信息的调阅,而不能对其进行配置和掌控,以避免对设备基础信息的擅自更改和误操作而对设备的运行产生一定的影响。

三、系统实现

变电站内设备的访问通过智能变电站远程虚拟终端系统而进行的主要有三个部分的功能:以浏览软件为媒介实现对二次设备IEC61850数据模型以及其它配置信息的远程调阅;以浏览软件为媒介对交换机的管理接口配置以及运行信息的远程调阅;以浏览软件为媒介实现对二次设备运行界面的远程只读性操作和浏览,查看设备的运转情况。为了实现以上功能,需要明确以下三部分的内容。

第一,代理服务器:该功能主要是协议代理,向上主要负责对浏览服务器所传输过来的数据进行分析,向下主要负责处理站内设备的数据服务端请求,MMS代理服务、SNMP代理服务、虚拟界面代理服务是其主要协议代理服务。为了避免系统对资源的过多占用以及从SDH网络特征出发,对不同的代理服务开辟了具有针对性的三个对应端口以支持浏览服务器的连接。

第二,浏览服务器:其主要负责代理服务器和浏览软件之间的数据中转,具备管理用户的功能,可以设置设备登录的权限,限制其访问代理服务器和站内设备的权利。

第三,浏览软件:其主要负责提供人机交互界面,通过MMS客户端、SNMP客户端以及装置虚拟界面插件而形成界面,通过浏览服务器和代理服务器来获得站内设备的IEC61850模型配置以及状态信息、交换机配置以及运行信息、装置实际运行界面信息,从而展现给用户,这样可以便于用户了解和掌握变电站设备的运行状况。

3.1通讯链路构建

在远程访问系统中,其通信链路是非常连接的链路,只能在有需要的时候才可以连接设备。通常系统都会使用一种防窃入的双链路通信方式,这种方式可以减少通信网络中第三方设备或者软件的侵入,以保证系统的独立性、封闭性和安全性。双链路主要是控制链路和数据链,处于浏览软件、浏览服务器、代理服务器之间。

3.2 MMS协议代理服务

MMS协议代理服务在浏览软件、浏览服务器、代理服务器之间经过数据链路客户端和服务端而搭建的一条自定义协议的MMS数据链路(TCP),并且通过代理服务器的标准MMS客户端和站内二次设备进行MMS通信。

结语

综上所述,本文提出了智能变电站远程虚拟终端访问系统,系统主要由浏览软件、浏览服务器、代理服务器这三部分构成,通过使用MMS、SNMP和虚拟界面协议代理服务来对站内二次设备的IEC61850模型配置信息、交换机配置以及运行状况信息等进行远程访问,并且提出了具有加密性质的双链路设计,有效避免了数据的泄密以及第三方的窃入。极大的降低了检修人员的工作负担,有利于迅速执行故障排查工作,缩减故障处理时间,进一步提高运维效率。

参考文献

[1]刘亮,肖碧涛.电源系统的一种智能化升级方案实现[J].电测与仪表. 2014(03).

[2]王瑞雪.数字化变电站网络性能的测试方法研究[J].计算机应用. 2012(S1).

[3]费林渊.基于KVM技术的变电站后台系统远程监视方案[J].电工技术.2009(08).

论文作者:周菁,刘培强

论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期

论文发表时间:2018/10/16

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