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摘要：目前，通讯系统在电压无功控制系统中起着决定性的作用。文章描述的设计主要是模拟调度计算机来给通讯系统上位机发送通过SCADA系统所采集的数据，从而完成模拟调度计算机与该上位机之间的通讯。
关键词：电压无功控制系统；SCADA系统；专线通信图
中图分类号：TM769
文献标识码：A
文章编号：1009-2374(2011)22-0025-02
近年来，人们在电压无功方面的研究有很大的进步，但其中也存在一些亟待解决的问题。例如，变电站电压无功综合控制装置，仅实现了一个变电站的电压无功综合优化自动控制，不能实现全网的优化控制，并且系统遇到问题时，不能全部及时闭锁整个系统的自动调压，使系统及时恢复稳定，以调度为中心的全网优化计算程序只能给调度员某些信息提示，而不能实时控制各站点设备的动作过程。而全网优化分布控制式电压无功综合控制系统是在优化与分散控制基础上提出的一种集优化与分散实时控制相结合的全新控制方案，它将从根本上解决电压无功控制所涉及到的系统电压稳定、电网的经济运行与用户电压质量、发配电设备在峰值负荷时的利用效率等一系列重大安全经济运行问题，是电压无功实现自动化控制发展的必然趋势。
一、通讯方式选择
在电压无功控制系统中，通讯系统起着决定性的作用。通讯系统的高效准确，将使电网无功电压优化软件具有良好的适应能力和嵌入能力。所谓通讯系统是指传递信息所需的一切技术设备的总和。它一般由信息源和信息接受者，发送、接受设备，传输媒介几部分组成。根据所传输信号的不同，可以分为模拟通信系统和数字通信系统。
常用的数据通信方式有并行通信和串行通信两种。当距离较近而且要求传输速率较高时，通常采用并行通信的方式。当设备距离较远时，数据往往以串行方式传输。并行通信比较简单，可分为不同位数(宽度)的并行通信，如8位并行通信、16位并行通信等等。在并行数据传输中，8位并行通信有8个数据位同时从一个设备传送到另一个设备，发送设备将8个数据位通过8条数据线传送给接收设备。接收设备在收到这些数据后，不需经过任何改变就可以直接使用。并行通信的特点是数据的每位被同时传输出去或接收进来。串行通信其数据传输是逐位传输的，因而相同条件下，比并行通信传输速度要慢，但在实际应用中往往选择串行数据传输。因为串行通信发送或接收数据最多只需两根导线，其一用于发送，另一用于接收。根据串行通信的不同工作方式，还可将发送接收线合二为一，成为发送／接收复用线。实现串行数据传输的硬件具有经济性和实用性。
在本文中，由于考虑到整个系统的安全性，通信双方总共只用了3根线进行信息的传递，即发送／接收复用线、地线。而且发送线专门用于调度计算机给下位机发送信息，下位机只能用接受线接受调度计算机发送过来的数据，而不能发送数据给上位机，这主要是从保护调度端及系统的安全方面考虑的。
二、通讯系统设计
在本通讯系统的中，主要是如何从调度端把通过SCADA系统采集的数据发送到全网电压无功优化系统的上位机。这部分通讯系统的数据流向如图1所示：
根据通讯系统流程情况我们可以设计以下通讯方式：
1．专线通信：VQC通过MODEM接电话专线，与上位机通讯。上位机可直接通过专线控制VQC投切电容器，调节变压器分接头。VQC不与变电站后台机通讯。本项目就采用的是这种通讯方案。如图2所示：
本方式中依靠标准通讯协议来完成。通信协议是网络设备用来通信的一套规则，是通信双方应遵守的一套共同的技术规则或规范。在实际使用中，只有根据网络自身特点选用合适的网络协议，并且进行必要的配置及测试，才能提高网络的通信速度，增强网络的安全和稳定运行。如果这套规则或规范被较多的用户接受，便可以称为标准。本标准规定了电网数据采集与监控系统中循环式远动规约的功能、帧结构、信息字结构和传输规则等，适合点对点的远动通道结构及以循环字节同步方式传送远动信息的远动设备与系统，还适合于调度所问以循环式远动规约转发实时远动信息的系统。
本规约采用可变帧长度、多种帧类别循环传送，变位遥信优先传送，重要遥测量更新循环时间较短，区分循环量、随机量和插入量采用不同形式传送信息，以满足电网调度安全监控系统对远动信息的实时性和可靠性的要求。
本规约规定主站与子站问进行以下信息的传送：(1)遥信；(2)遥测；(3)事件顺序记录(SOE)；(4)电能脉冲计数值；(5)遥控命令；(6)设定命令；(7)升降命令；(8)对时；(9)广播命令；(10)复归命令；(11)子站工作状态．
在本通讯系统中，传递的信息主要是遥测量，还有少量的遥信量。其他的如事件顺序纪录、电能脉冲计数值等并没有涉及到。本方式中，模拟调度端与上位机之问发送的数据就是遵循了相应的通讯规则才得以正确传送信息。这一规约就是循环式远动规约。本方式中可能遇到的问题有：(1)需要空接点，使VQC直接采集站内信息。(2)控制受控机构动作后，不通知后台机。若需要通知，则要考虑VQC与后台机之间的通讯接口。这里因为调度原因，无法直接通过调度控制VQC，因此采用专线形式，由上位机直接控制VQC。连接后VQC与变电站后台机不再通讯即可。变电站后台机仍可按照通常的方式监视并控制站内设备。(3)VQC控制接口与后台机控制接口并联控制受控机构，使受控机构(包括变压器分接头、电容器开关)能够既接收VQC的控制命令，也接收后台机的控制命令。若去掉变电站后台机与受控机构之间的连线，并且使图中的虚线起作用，则VQC需要同时监听从后台机发布的命令和从上位机发布的命令，由于目前VQC没有信息裁决功能，易造成信息阻塞。同时，加入该系统后，变压器及电容器就由VQC自动控制，不需要通过后台机手动控制了。
2．调度通讯
本通讯系统遵循的规约是循环式远动规约DL45I91。
规定如下：每帧都以同步字开头，并有控制字，除少数帧外均应有信息字。信息字的数量依实际需要设定，帧长度可变。从以上采集的数据可以看出帧长度是不固定的，即可变的。帧结构如下：
帧的同步字、控制字、信息字的排列规则：字节由低B1到高Bn上下排列、字节的位由高b7到低bO左右排列。通道发码规则：低字节先送，高字节后送，字节内低位先送，高位后送。
本通讯方式主要在调度端，上位机除了可以从调度服务器接收区域网络数据外，还可以通过调度服务器向VQC发布命令。
三、结语
本通讯系统实现了模拟调度端与全网电压无功优化系统的上位机之间的通讯。通过此通讯系统把采集的数据及时地传送到主监控机上，这样用户在主监控机的全网电压无功优化系统的界面上就可以及时地看到各个变电站的运行情况，以及相应线路中的电压值、有功功率值、无功功率值、功率因数角。电压无功优化控制软件的应用大大降低了网损，减少了装置的频繁动作。全网电压无功优化系统实现了主变分接开关调节次数最少和电压合格率最高，实现了输电网损耗率最小，提高了电网调度自动化水平。此种方式的无功电压优化控制将代表着我国今后供电网络无功电压优化控制方式的方向，具有巨大的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]韩富春．变电站综合自动化通信网络几种方式的研究
[J]太原理工大学学报,2000，(6)．
[2]朱大新．变电站综合自动化与无人值班[J]．电力系统自
动化，1994，(11)．
责任编辑 周加转
关键词：电压无功控制系统；SCADA系统；专线通信图
中图分类号：TM769
文献标识码：A
文章编号：1009-2374(2011)22-0025-02
近年来，人们在电压无功方面的研究有很大的进步，但其中也存在一些亟待解决的问题。例如，变电站电压无功综合控制装置，仅实现了一个变电站的电压无功综合优化自动控制，不能实现全网的优化控制，并且系统遇到问题时，不能全部及时闭锁整个系统的自动调压，使系统及时恢复稳定，以调度为中心的全网优化计算程序只能给调度员某些信息提示，而不能实时控制各站点设备的动作过程。而全网优化分布控制式电压无功综合控制系统是在优化与分散控制基础上提出的一种集优化与分散实时控制相结合的全新控制方案，它将从根本上解决电压无功控制所涉及到的系统电压稳定、电网的经济运行与用户电压质量、发配电设备在峰值负荷时的利用效率等一系列重大安全经济运行问题，是电压无功实现自动化控制发展的必然趋势。
一、通讯方式选择
在电压无功控制系统中，通讯系统起着决定性的作用。通讯系统的高效准确，将使电网无功电压优化软件具有良好的适应能力和嵌入能力。所谓通讯系统是指传递信息所需的一切技术设备的总和。它一般由信息源和信息接受者，发送、接受设备，传输媒介几部分组成。根据所传输信号的不同，可以分为模拟通信系统和数字通信系统。
常用的数据通信方式有并行通信和串行通信两种。当距离较近而且要求传输速率较高时，通常采用并行通信的方式。当设备距离较远时，数据往往以串行方式传输。并行通信比较简单，可分为不同位数(宽度)的并行通信，如8位并行通信、16位并行通信等等。在并行数据传输中，8位并行通信有8个数据位同时从一个设备传送到另一个设备，发送设备将8个数据位通过8条数据线传送给接收设备。接收设备在收到这些数据后，不需经过任何改变就可以直接使用。并行通信的特点是数据的每位被同时传输出去或接收进来。串行通信其数据传输是逐位传输的，因而相同条件下，比并行通信传输速度要慢，但在实际应用中往往选择串行数据传输。因为串行通信发送或接收数据最多只需两根导线，其一用于发送，另一用于接收。根据串行通信的不同工作方式，还可将发送接收线合二为一，成为发送／接收复用线。实现串行数据传输的硬件具有经济性和实用性。
在本文中，由于考虑到整个系统的安全性，通信双方总共只用了3根线进行信息的传递，即发送／接收复用线、地线。而且发送线专门用于调度计算机给下位机发送信息，下位机只能用接受线接受调度计算机发送过来的数据，而不能发送数据给上位机，这主要是从保护调度端及系统的安全方面考虑的。
二、通讯系统设计
在本通讯系统的中，主要是如何从调度端把通过SCADA系统采集的数据发送到全网电压无功优化系统的上位机。这部分通讯系统的数据流向如图1所示：
根据通讯系统流程情况我们可以设计以下通讯方式：
1．专线通信：VQC通过MODEM接电话专线，与上位机通讯。上位机可直接通过专线控制VQC投切电容器，调节变压器分接头。VQC不与变电站后台机通讯。本项目就采用的是这种通讯方案。如图2所示：
本方式中依靠标准通讯协议来完成。通信协议是网络设备用来通信的一套规则，是通信双方应遵守的一套共同的技术规则或规范。在实际使用中，只有根据网络自身特点选用合适的网络协议，并且进行必要的配置及测试，才能提高网络的通信速度，增强网络的安全和稳定运行。如果这套规则或规范被较多的用户接受，便可以称为标准。本标准规定了电网数据采集与监控系统中循环式远动规约的功能、帧结构、信息字结构和传输规则等，适合点对点的远动通道结构及以循环字节同步方式传送远动信息的远动设备与系统，还适合于调度所问以循环式远动规约转发实时远动信息的系统。
本规约采用可变帧长度、多种帧类别循环传送，变位遥信优先传送，重要遥测量更新循环时间较短，区分循环量、随机量和插入量采用不同形式传送信息，以满足电网调度安全监控系统对远动信息的实时性和可靠性的要求。
本规约规定主站与子站问进行以下信息的传送：(1)遥信；(2)遥测；(3)事件顺序记录(SOE)；(4)电能脉冲计数值；(5)遥控命令；(6)设定命令；(7)升降命令；(8)对时；(9)广播命令；(10)复归命令；(11)子站工作状态．
在本通讯系统中，传递的信息主要是遥测量，还有少量的遥信量。其他的如事件顺序纪录、电能脉冲计数值等并没有涉及到。本方式中，模拟调度端与上位机之问发送的数据就是遵循了相应的通讯规则才得以正确传送信息。这一规约就是循环式远动规约。本方式中可能遇到的问题有：(1)需要空接点，使VQC直接采集站内信息。(2)控制受控机构动作后，不通知后台机。若需要通知，则要考虑VQC与后台机之间的通讯接口。这里因为调度原因，无法直接通过调度控制VQC，因此采用专线形式，由上位机直接控制VQC。连接后VQC与变电站后台机不再通讯即可。变电站后台机仍可按照通常的方式监视并控制站内设备。(3)VQC控制接口与后台机控制接口并联控制受控机构，使受控机构(包括变压器分接头、电容器开关)能够既接收VQC的控制命令，也接收后台机的控制命令。若去掉变电站后台机与受控机构之间的连线，并且使图中的虚线起作用，则VQC需要同时监听从后台机发布的命令和从上位机发布的命令，由于目前VQC没有信息裁决功能，易造成信息阻塞。同时，加入该系统后，变压器及电容器就由VQC自动控制，不需要通过后台机手动控制了。
2．调度通讯
本通讯系统遵循的规约是循环式远动规约DL45I91。
规定如下：每帧都以同步字开头，并有控制字，除少数帧外均应有信息字。信息字的数量依实际需要设定，帧长度可变。从以上采集的数据可以看出帧长度是不固定的，即可变的。帧结构如下：
帧的同步字、控制字、信息字的排列规则：字节由低B1到高Bn上下排列、字节的位由高b7到低bO左右排列。通道发码规则：低字节先送，高字节后送，字节内低位先送，高位后送。
本通讯方式主要在调度端，上位机除了可以从调度服务器接收区域网络数据外，还可以通过调度服务器向VQC发布命令。
三、结语
本通讯系统实现了模拟调度端与全网电压无功优化系统的上位机之间的通讯。通过此通讯系统把采集的数据及时地传送到主监控机上，这样用户在主监控机的全网电压无功优化系统的界面上就可以及时地看到各个变电站的运行情况，以及相应线路中的电压值、有功功率值、无功功率值、功率因数角。电压无功优化控制软件的应用大大降低了网损，减少了装置的频繁动作。全网电压无功优化系统实现了主变分接开关调节次数最少和电压合格率最高，实现了输电网损耗率最小，提高了电网调度自动化水平。此种方式的无功电压优化控制将代表着我国今后供电网络无功电压优化控制方式的方向，具有巨大的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]韩富春．变电站综合自动化通信网络几种方式的研究
[J]太原理工大学学报,2000，(6)．
[2]朱大新．变电站综合自动化与无人值班[J]．电力系统自
动化，1994，(11)．
责任编辑 周加转