數(shù)據(jù)橋梁，智能互聯(lián) | 工業(yè)協(xié)議網(wǎng)關(guān)在智能變電站中的應(yīng)用

概述

智能電網(wǎng)作為現(xiàn)代電力系統(tǒng)的核心，集成了發(fā)電、輸電、配電和用電等多個(gè)子系統(tǒng)，通過(guò)先進(jìn)的通信和控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效、可靠和可持續(xù)的能源管理。隨著智能電網(wǎng)的快速發(fā)展，智能變電站作為智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，其自動(dòng)化、智能化水平不斷提升。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中存在的設(shè)備通信協(xié)議不兼容、數(shù)據(jù)采集效率低、安全性不足等問(wèn)題在智能變電站的建設(shè)和升級(jí)中尤為突出。

智能變電站的通信需求與挑戰(zhàn)

異構(gòu)設(shè)備互聯(lián)：站內(nèi)設(shè)備（如智能終端、合并單元、保護(hù)裝置、測(cè)控裝置等）可能采用不同的工業(yè)協(xié)議（如IEC 61850、Modbus、DNP3、IEC 104、Profibus等）。

標(biāo)準(zhǔn)化要求：IEC 61850是智能變電站的核心標(biāo)準(zhǔn)，但傳統(tǒng)設(shè)備通常采用Modbus等協(xié)議，這種協(xié)議差異導(dǎo)致系統(tǒng)集成復(fù)雜，數(shù)據(jù)交互困難，影響了變電站的運(yùn)維效率和可靠性。

實(shí)時(shí)性與可靠性：電力系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性（如GOOSE/SV報(bào)文）和可靠性要求極高，需低延遲、高精度的通信支持。

針對(duì)以上需求與挑戰(zhàn)，工業(yè)協(xié)議網(wǎng)關(guān)作為解決這些問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)，可用于實(shí)現(xiàn)不同通信協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)集成和設(shè)備互聯(lián)，以上海兆越通訊技術(shù)有限公司MGS-6920為代表的工業(yè)協(xié)議網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)Modbus協(xié)議與IEC61850協(xié)議之間的無(wú)縫轉(zhuǎn)換，并能提供SCD（Substation Configuration Description）文件，幫助上位機(jī)快速集成和配置設(shè)備，提升智能變電站的自動(dòng)化水平和運(yùn)維效率，從而促進(jìn)智能變電站的高效運(yùn)行。

功能介紹

1. 協(xié)議轉(zhuǎn)換功能實(shí)現(xiàn)

(1)協(xié)議轉(zhuǎn)換：MGS-6920工業(yè)協(xié)議網(wǎng)關(guān)作為協(xié)議轉(zhuǎn)換的核心設(shè)備，部署在智能變電站的自動(dòng)化系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)Modbus RTU/TCP協(xié)議協(xié)議與IEC61850協(xié)議之間的雙向轉(zhuǎn)換，確保傳統(tǒng)設(shè)備與智能設(shè)備之間的數(shù)據(jù)互通。

(2)數(shù)據(jù)映射：通過(guò)內(nèi)置的協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，網(wǎng)關(guān)能夠?qū)odbus設(shè)備的數(shù)據(jù)點(diǎn)映射為IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)對(duì)象（如LN、DO、DA等），并按照IEC61850的MMS（Manufacturing Message Specification）協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)上送。

2. 數(shù)據(jù)采集與整合

(1)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理：MGS-6920網(wǎng)關(guān)不僅可以實(shí)時(shí)采集變電站內(nèi)各類設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括電壓、電流、功率、頻率、溫度等關(guān)鍵參數(shù)，并且將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、校驗(yàn)和格式轉(zhuǎn)換，從而確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性。

(2)數(shù)據(jù)緩存與斷點(diǎn)續(xù)傳：在網(wǎng)絡(luò)波動(dòng)或通信中斷的情況下，網(wǎng)關(guān)提供數(shù)據(jù)緩存功能，確保數(shù)據(jù)的連續(xù)性和完整性，并在網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后自動(dòng)續(xù)傳。

3. 提供SCD文件

(1)SCD文件生成：在IEC61850側(cè)，MGS-6920網(wǎng)關(guān)能夠根據(jù)Modbus設(shè)備的點(diǎn)表與IEC61850數(shù)據(jù)模型的映射關(guān)系，自動(dòng)生成SCD文件。

(2)SCD文件作用：SCD文件包含了變電站的配置信息、設(shè)備通信參數(shù)以及數(shù)據(jù)模型定義，上位機(jī)可以通過(guò)導(dǎo)入SCD文件快速完成設(shè)備配置和數(shù)據(jù)集成。

(3)簡(jiǎn)化配置流程：通過(guò)SCD文件，上位機(jī)無(wú)需手動(dòng)配置每個(gè)設(shè)備的通信參數(shù)，大大減少了系統(tǒng)集成的時(shí)間和復(fù)雜度。

4. 簡(jiǎn)化上位機(jī)組態(tài)

(1)虛擬設(shè)備角色：MGS-6920網(wǎng)關(guān)在系統(tǒng)中充當(dāng)虛擬設(shè)備的角色，上位機(jī)只需與網(wǎng)關(guān)通信即可獲取所有Modbus設(shè)備的數(shù)據(jù)，無(wú)需單獨(dú)配置每個(gè)設(shè)備。

(2)統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口：網(wǎng)關(guān)提供統(tǒng)一的IEC61850數(shù)據(jù)接口，上位機(jī)可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的MMS協(xié)議訪問(wèn)數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)。

(3)快速集成：通過(guò)網(wǎng)關(guān)的協(xié)議轉(zhuǎn)換功能，傳統(tǒng)Modbus設(shè)備可以無(wú)縫接入智能變電站的IEC61850系統(tǒng)，避免了設(shè)備更換或改造的成本。

5. 提高系統(tǒng)可維護(hù)性

(1)遠(yuǎn)程配置與診斷：MGS-6920網(wǎng)關(guān)支持遠(yuǎn)程配置和診斷功能，運(yùn)維人員可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、狀態(tài)監(jiān)控和故障排查。

(2)日志與報(bào)警功能：網(wǎng)關(guān)提供詳細(xì)的運(yùn)行日志和報(bào)警信息，幫助運(yùn)維人員快速定位和解決問(wèn)題，提升系統(tǒng)的可維護(hù)性。

(3)模塊化設(shè)計(jì)：網(wǎng)關(guān)采用模塊化設(shè)計(jì)，支持功能擴(kuò)展和軟件升級(jí)，能夠適應(yīng)智能變電站未來(lái)發(fā)展的需求。

方案拓?fù)?/strong>

技術(shù)優(yōu)勢(shì)

協(xié)議兼容性強(qiáng)：支持Modbus與IEC61850協(xié)議的無(wú)縫轉(zhuǎn)換，解決了傳統(tǒng)設(shè)備與智能設(shè)備之間的通信障礙。

簡(jiǎn)化系統(tǒng)集成：通過(guò)提供SCD文件，大大簡(jiǎn)化了上位機(jī)的配置流程，縮短了系統(tǒng)部署時(shí)間。

數(shù)據(jù)可靠性高：網(wǎng)關(guān)具備數(shù)據(jù)緩存和斷點(diǎn)續(xù)傳功能，確保數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)異常情況下的連續(xù)性和完整性。

運(yùn)維效率提升：遠(yuǎn)程配置、診斷功能和豐富的日志信息，顯著提高了運(yùn)維人員的工作效率，降低了維護(hù)成本。

擴(kuò)展性強(qiáng)：模塊化設(shè)計(jì)支持功能擴(kuò)展和升級(jí)，能夠滿足智能變電站未來(lái)發(fā)展的需求。

產(chǎn)品介紹

MGS-6920 工業(yè)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)

• 網(wǎng)絡(luò)接口：支持2個(gè)10/100M以太網(wǎng)接口，具備AUTO MDI/MDIX功能和雙級(jí)抗雷防護(hù)。
• 串口接口：支持4個(gè)全隔離RS485接口，采用三級(jí)防護(hù)設(shè)計(jì)，確保通信穩(wěn)定性。
• 協(xié)議支持：支持多種工業(yè)協(xié)議的轉(zhuǎn)換，包括IEC61850、Modbus RTU/TCP、Profinet、Ethernet/IP、EtherCAT、OPC UA等。
• 工作環(huán)境：支持寬溫工作范圍（-40～85℃），適應(yīng)變電站的嚴(yán)苛環(huán)境。