浙江涵普電力科技有限公司
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SSIG-2900智能網關
一、背景
根據公司Q/GDW 11047—2013《調度數據網應用接入規范》對調度數據網總體結構和接入模式的要求，并隨著“大運行"體系建設不斷深化、調度數據網雙平面的建成投運，以及調控一體化、地縣一體化、調控主站主備調及區域互備等需求，對廠站信息傳輸通道數量亟需擴充，對總控單元通信能力也提出了更高要求。目前很多老舊廠站端總控單元的通訊接口和通訊能力已趨近瓶頸，難以滿足同時接入多套調度監控系統的需求。
解決上述瓶頸的通常做法是升級改造廠站總控單元，而總控單元升級改造涉及到廠站“三遙"信號的重新核對驗收，遙控驗收必要時還需停運一次設備；項目投資大、工作量重、時間周期長，并對電網安全穩定運行構成潛在的安全風險和運行壓力。為了解決上述問題，在安全、穩定、可靠的前提下，探索一種更優的解決方案，以低成本、短時間、小工作量來實現廠站“三遙"數據多系統接入成為當務之急。
我公司研制的SSIG-2900型智能網關裝置采用高性能的32位RISC處理器，以嵌入式實時多任務操作系統為軟件平臺，具有強大的通信處理能力,可從根本上滿足上述需求。該產品采用非侵入式技術，能夠在線、無損、多路由、免維護地實現報文同步數據交換，對變電站總控單元通信能力進行智能擴展，實現廠站監控系統對多個控制中心的可靠通信。
二、主要功能
Ø 全新的報文無損轉發機制
智能網關摒棄了傳統的數據先存儲后向主站發送的模式，而采用在線數據報文無損轉發方式，確保了報文轉發的可靠性。
Ø 電網設備遙控安全鑒別機制
為了確保遙控操作的安全性，智能網關將會對主站遙控操作報文進行主動識別，嚴格保證同一時刻只有單路由實現遙控有效操作。
Ø 變電站多路由在線同步數據交換
² 防數據丟失機制
采用主站角色前移，有效解決了非平衡模式下多主站對廠站信息的鏈路競爭。
² 多主站對時控制
在多主站通信條件下，采用默認時鐘源和自動主站判別時鐘源相結合方法獲取時鐘源，確保總控單元系統時鐘源的性。
² 多主站召喚命令確認
總控單元的命令響應(確認幀)只轉發給下發了該命令的主站。其他響應數據則會轉發給所有主站。
² 數據源性機制
同時在線通信的主、備通道(廠站側)智能網關自動判別轉發數據源，確保數據源的性。
² 轉發報文的完整性和實時性機制
由于智能網關采用原始數據報文無損轉發方式，能夠保證數據的完整性和真實性。智能網關從軟、硬件設計兩方面考慮實現了報文轉發時延最小(毫秒級)。
² 跨網段連接總控技術
為了滿足現場實際應用，智能網關通過IP置換技術，實現了智能網關內網口與總控單元跨網段直接通信，無須對總控單元進行任何修改。同時，智能網關內、外網口相互隔離，對原有系統無任何影響。
² 多路由轉發
智能網關共有四個網絡口，一個連接廠站端，兩個連接主站端，一個預留(需要時可用于對主站端也可用于廠站端)，可支持多達16個主站路由同時在線通信。
Ø 自適應多控制源的變電站自動報文重組方法
智能網關實現了廠站端單一通道(或主/備通道)向多主站報文轉發，多主站下達的命令通過甄別和報文簡單重組后轉發給廠站端。
Ø 實現變電站的自動化通信無損、在線擴展
將廠站端總控單元通信由單一通道擴展至多通道與主站通信，各通道間傳輸的數據報文與原通道信息保持*一致。
三、技術特點
Ø 可靠的雙重化冗余設計
Ø 強大的實時多任務處理功能，支持安全在線編程、遠程升級及遠程維護
Ø 實現無損、多路由、免維護的報文同步數據交換
Ø 數據轉發延時小，實時性強
Ø 保證裝置報文信息無損傳輸，確保報文信息的完整性和一致性
Ø 主動識別多路由時的下行控制方向，確保控制的安全性和性
Ø 主/備通道自動識別和同步切換，確保主備通道的可靠鏈接
Ø 實現軟硬件自檢和安全自恢復功能
Ø 具備報文遠程監視功能
Ø 交/直流自適應雙電源模塊冗余供電，確保可靠性
Ø 插件模塊化設計，確保互換性
Ø 可靠性： CPU負荷：正常<5%，瞬時<30%
平均*時間：MTBF>20000小時
使用壽命：10年
四、主要性能
項目 | 數量 | 指標 | |
硬件功能 | 核心單元插件 | 2塊 | 冗余化配置，可獨立運行或互為熱備 |
網絡通訊接口 | 4個 | RJ45，10/100M自適應 | |
串行通訊接口 | 4個 | RJ11，600 ~38400bps可設 | |
電力Modem插件 | 1塊 | 中心頻率: 1200Hz/1350Hz/1500Hz/1700Hz /2880Hz/3000Hz | |
工作電源插件 | 2塊 | 雙電源插件冗余化配置，互為熱備 | |
面板LED指示 | 18個 | 指示插件運行、通道數據收/發及電源狀態等 | |
遠程復位總控電源接口 | 1個 | 8A(250VAC/30VDC)，可遠程復位總控電源 | |
軟件功能 | 多主站通信 | 16個 | 支持多網段、多路由 |
多規約支持 | IEC104、IEC101、CDT、DISA、擴展DISA、SC1801等 | ||
遙控事件記錄 | 1024條 | 詳細記錄操作流程每個環節的點號、動作、時間等 | |
通訊接口工況 | 所有通訊接口通信狀態自動識別并可按需主動上送 | ||
主備通道切換 | 可配置串網、串串組成互備 | ||
系統事件記錄 | 1024條 | 通訊工況、遠程更新、登錄/登出等 | |
遠程維護及管理 | 支持安全在線編程、遠程維護及升級 | ||
整機性能 | 報文數據轉發時延 | 正常20ms | |
廠站數據庫容量 | 無損、自適應 | ||
五、產品型號
型號 | CPU卡數量 | Modem數量 |
SSIG-2900-1 | 1 | 0 |
SSIG-2900-2 | 2 | 0 |
SSIG-2900-3 | 1 | 1 |
六、總控單/雙通道模式接入示意圖
七、主要業績
地區 | 供電公司 |
國網北京電力公司 | 北京所有地調 |
國網江蘇電力公司 | 蘇州供電公司 |
鎮江供電公司 | |
鹽城供電公司 | |
常州供電公司 | |
淮安供電公司 | |
昆山供電公司 | |
吳江供電公司 | |
太倉供電公司 | |
張家港供電公司 | |
常熟供電公司 | |
國網浙江電力公司 | 杭州供電公司 |
嘉興供電公司 | |
寧波供電公司 | |
海鹽供電公司 |
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