[实用新型]能实现变电站设备互联和互操作的信息集成服务器

说明书

技术领域

本实用新型是一种实现变电站信息集成的通用硬件平台和数据服务平台，属于电力系统变电站自动化技术领域。

背景技术

变电站内不同厂家的各种智能设备，比如保护装置、智能电度表、集中电度采集器、直流屏、消弧线圈控制装置、小电流接地选线装置、绝缘检测装置、独立的VQC装置、故障录波器等都要连到监控、远动等信息处理主站。这些设备由于生产年代和技术水平各不相同，各生产厂家各自执行自己的通信模式，造成不同厂家设备之间通信连接困难，特别在低电压等级变电站和老站改造中，这种情况更为普遍。

通信是变电站自动化系统的关键。变电站自动化系统的通信包括现场智能电子设备(Intelligent Electronic Device，IED)之间的通信、现场智能电子设备与站级监控系统的通信，以及现场智能电子设备和远方调度的通信。目前我国变电站自动化系统采用的通信网络种类繁多，应用规约各异，例如站端到远方调度就有IEC60870-5-101、CDT、SC-1801、u4F、DNP3.0等规约。变电站自动化系统通信网络和数据传输规约不统一，造成各厂商间产品难以互联和互操作，由此带来大量规约转换和调试工作量，给运行维护带来不便，并给系统的可靠运行留下隐患。

因此，能高效、经济、方便地进行各个层面(包括间隔层和站控层、站控层和调度端)的通信协议转换，能适应现存的各种通信介质(包括同步/异步的RS-232/RS-485/RS-422串口、CAN总线以及TCP/IP网络等)，能满足高速实时性能要求，且方便工程实施和调试的变电站信息集成服务器就成了各厂家变电站自动化系统的核心组成部分之一，其性能的优劣和使用的方便性和普适性决定着整套自动化系统的技术水准和市场认同度。

同时，对于用户来讲，开放的系统、灵活的配置将有利于利用已有的软硬件资源，节省投资和长期使用系统的方便，因此变电站信息集成服务器的开放性、灵活性及可扩展性方面的考虑就显得非常重要；再者，由于变电站自动化系统远方终端数据非常庞大，在满足可靠性的基础上如何降低造价，形成最合理的配置，也是非常重要的问题。

发明内容

技术问题：本实用新型的目的是合理规划嵌入式系统有限的硬件资源，基于强实时性的嵌入式操作系统，采用统一的网络和规约体系，研制高性能、高开放性、高可靠性以及低成本的能实现变电站设备互联和互操作的信息集成服务器，实现不同厂商设备的互联和互操作，为信息集成、共享和进行综合处理提供数据服务平台。

技术方案：嵌入式变电站信息集成服务器负责收集变电站内部各继电保护、测控装置的运行信息，上传到远方控制中心，同时下发控制命令到保护、测控装置，实现与控制中心的信息远传与交互。在厂站建立变电站信息集成服务器的目标是建立变电站统一的信息采集与数据服务平台，为有关专业服务。

本实用新型的嵌入式变电站信息集成服务器由核心处理模块、以太网通信接口模块、CAN总线通信接口模块、串行通信接口模块和开关量输入输出模块组成；其中，核心处理模块由处理器AT91RM9200、同步动态随机存取存储器、并行闪存、NAND闪存、电可擦写可编程只读存储器AT24C512和实时时钟、看门狗定时器、复杂可编程逻辑器件XC95144和外围辅助电路共同构成一个基本的嵌入式系统；处理器AT91RM9200的调试串口端DBGU、串口0端USART0、串口1端USART1、串口2端USART2、串口3端USART3分别与串行通信接口模块相接，处理器AT91RM9200的以太网控制器端EMAC、数据线端DB 31：0与以太网通信接口模块相接，处理器AT91RM9200的数据线端DB 7：0接CAN总线通信接口模块，处理器AT91RM9200的复杂可编程逻辑器件XC95144与开关量输入输出模块相接。

由于目前电力系统通信规约不统一、通信介质复杂多样的现状，本发明所述的变电站信息集成服务器的功能表现为通信接口转换、规约转换和数据转发。嵌入式变电站信息集成服务器的内部与外部信息交互结构如附图1所示。

嵌入式变电站信息集成服务器内部功能划分为2层。第1层为数据采集层，主要实现对现场IED的通信与数据采集、协议转换，构建装置内部的实时数据库，同时对经过软硬件设置的安全通道下发的IED控制命令进行操作；第2层为数据服务层，响应远方控制中心的数据服务请求，分类检索实时数据库中的大量数据，实现标准化的数据通信服务，同时对经过软硬件设置的安全通道下发的直接IED命令进行特殊服务。