電力系統(tǒng)數(shù)字化改造進程中,現(xiàn)場設(shè)備、站端系統(tǒng)與調(diào)度平臺的架構(gòu)迭代節(jié)奏存在差異。不同時期投運的設(shè)備、不同廠商生產(chǎn)的系統(tǒng),普遍采用差異化通信規(guī)約與數(shù)據(jù)模型,造成站內(nèi)數(shù)據(jù)割裂、跨系統(tǒng)交互受阻等問題。各類異構(gòu)設(shè)備與系統(tǒng)無法實現(xiàn)有效數(shù)據(jù)聯(lián)動,制約電網(wǎng)自動化、數(shù)字化體系的規(guī)范化建設(shè)。依托61850規(guī)約轉(zhuǎn)換器搭建標準化集成架構(gòu),可有效消解規(guī)約兼容、數(shù)據(jù)適配、架構(gòu)適配層面的各類問題,完成存量系統(tǒng)與新增系統(tǒng)的融合對接。

一、電力異構(gòu)系統(tǒng)互聯(lián)互通的核心痛點
通信規(guī)約適配性不足:當前電力運行場景中,傳統(tǒng)終端設(shè)備多適配Modbus、IEC104、DLT645等常規(guī)規(guī)約,新建智能設(shè)備與數(shù)字化系統(tǒng)則統(tǒng)一遵循IEC61850標準體系。不同規(guī)約的通信機制、報文格式、傳輸邏輯存在明顯區(qū)別,各類規(guī)約無法直接互通,形成獨立的數(shù)據(jù)孤島。常規(guī)調(diào)試手段難以完成多規(guī)約兼容適配,跨設(shè)備、跨系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸存在阻斷問題。
數(shù)據(jù)模型標準不統(tǒng)一:非標準化設(shè)備的數(shù)據(jù)定義、點位配置、信息分類無統(tǒng)一規(guī)范,數(shù)據(jù)維度、字段定義與IEC61850標準的邏輯節(jié)點、數(shù)據(jù)對象模型無法匹配。原始數(shù)據(jù)未經(jīng)規(guī)范化處理,直接接入主站系統(tǒng)會出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯位、信息缺失、識別異常等問題,影響系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計、狀態(tài)監(jiān)測與指令交互的有效性。
系統(tǒng)架構(gòu)融合難度大:存量電力系統(tǒng)多為獨立部署架構(gòu),軟硬件適配性固定,整體改造替換的成本較高、施工周期較長。新增智能系統(tǒng)基于數(shù)字化架構(gòu)搭建,與傳統(tǒng)系統(tǒng)的接口模式、組網(wǎng)方式存在差異。新舊系統(tǒng)并行運行階段,架構(gòu)層面的不匹配問題,導(dǎo)致系統(tǒng)集成、運維管控的難度大幅提升。
二、61850規(guī)約轉(zhuǎn)換器的核心適配原理
多規(guī)約雙向解析轉(zhuǎn)換:61850規(guī)約轉(zhuǎn)換器具備多類通用電力規(guī)約的解析與封裝能力,可實現(xiàn)各類傳統(tǒng)工業(yè)、電力規(guī)約與IEC61850規(guī)約的雙向轉(zhuǎn)換。設(shè)備可對前端終端上傳的非標報文進行解析拆解,完成數(shù)據(jù)清洗與格式重構(gòu),統(tǒng)一封裝為符合IEC61850標準的MMS、GOOSE、SV報文格式,同時可將主站下發(fā)的標準指令轉(zhuǎn)換為設(shè)備可識別的規(guī)約指令,打通雙向通信鏈路。
標準化數(shù)據(jù)建模映射:轉(zhuǎn)換器內(nèi)置標準化SCL解析引擎,可依據(jù)IEC61850規(guī)范完成動態(tài)建模。系統(tǒng)可將各類異構(gòu)設(shè)備的原始數(shù)據(jù)點位,精準映射至標準邏輯設(shè)備與邏輯節(jié)點,統(tǒng)一數(shù)據(jù)編碼、數(shù)據(jù)定義與交互規(guī)則,消除不同設(shè)備的數(shù)據(jù)模型差異,保障接入主站的數(shù)據(jù)具備規(guī)范性、一致性與可識別性。
輕量化架構(gòu)適配部署:裝置采用獨立網(wǎng)關(guān)式部署架構(gòu),無需對原有設(shè)備硬件、系統(tǒng)程序與組網(wǎng)結(jié)構(gòu)進行改動,可直接嵌入現(xiàn)有電力通信網(wǎng)絡(luò)。適配集中式站端改造與老舊設(shè)備利舊升級等各類場景,在保障現(xiàn)有系統(tǒng)穩(wěn)定運行的前提下,完成異構(gòu)系統(tǒng)的無縫對接,降低系統(tǒng)集成的改造成本與施工風(fēng)險。

三、基于61850規(guī)約轉(zhuǎn)換器的異構(gòu)系統(tǒng)集成方案
分層級通信鏈路搭建:方案采用終端接入、協(xié)議轉(zhuǎn)換、主站匯聚的分層架構(gòu)。現(xiàn)場各類異構(gòu)終端設(shè)備接入轉(zhuǎn)換器前端接口,由裝置統(tǒng)一完成規(guī)約轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)標準化處理,再通過標準IEC61850通信協(xié)議上傳至站控層系統(tǒng)與調(diào)度主站。分層架構(gòu)可實現(xiàn)多設(shè)備并發(fā)接入與獨立數(shù)據(jù)處理,規(guī)避多設(shè)備組網(wǎng)沖突問題,保障通信鏈路穩(wěn)定。
全維度數(shù)據(jù)合規(guī)處理:集成過程中同步完成數(shù)據(jù)校驗、格式規(guī)整、點位匹配與權(quán)限管控等工作。轉(zhuǎn)換器對原始數(shù)據(jù)進行過濾糾錯,剔除異常冗余數(shù)據(jù),按照電網(wǎng)標準規(guī)范生成合規(guī)配置文件,確保遙測、遙信、遙控、遙調(diào)等核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸精度與交互合規(guī)性,滿足電力系統(tǒng)常態(tài)化運行管控要求。
兼容化系統(tǒng)融合集成:方案兼顧存量系統(tǒng)復(fù)用與新增系統(tǒng)拓展需求,支持新舊系統(tǒng)并行運行、數(shù)據(jù)互通與業(yè)務(wù)聯(lián)動。通過規(guī)約轉(zhuǎn)換與模型適配,實現(xiàn)傳統(tǒng)自動化系統(tǒng)、終端設(shè)備與智能變電站、數(shù)字化配電系統(tǒng)的深度融合,完善全站統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交互體系,支撐電力系統(tǒng)精細化、規(guī)范化運維管理。

四、方案應(yīng)用價值
該集成方案針對性解決電力異構(gòu)系統(tǒng)規(guī)約不兼容、數(shù)據(jù)不統(tǒng)一、架構(gòu)不融合的核心問題,以輕量化改造方式實現(xiàn)多類型設(shè)備、多套業(yè)務(wù)系統(tǒng)的互聯(lián)互通。有效盤活存量設(shè)備資源,減少硬件替換與系統(tǒng)重構(gòu)的資源投入,規(guī)范電力數(shù)據(jù)傳輸標準,提升全站數(shù)據(jù)交互的穩(wěn)定性與規(guī)范性,為電力系統(tǒng)數(shù)字化、標準化建設(shè)提供可靠的技術(shù)支撐。
電力異構(gòu)系統(tǒng)集成是電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)工作,61850規(guī)約轉(zhuǎn)換器作為核心銜接設(shè)備,可適配各類復(fù)雜組網(wǎng)與多設(shè)備接入場景。標準化的集成模式能夠持續(xù)優(yōu)化電力通信體系架構(gòu),完善數(shù)據(jù)共享機制,保障電力系統(tǒng)各類業(yè)務(wù)高效、穩(wěn)定開展,助力電力自動化體系規(guī)范化落地。