浙江涵普电力科技有限公司
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SSIG-2900智能网关
一、背景
根据公司Q/GDW 11047—2013《调度数据网应用接入规范》对调度数据网总体结构和接入模式的要求，并随着“大运行"体系建设不断深化、调度数据网双平面的建成投运，以及调控一体化、地县一体化、调控主站主备调及区域互备等需求，对厂站信息传输通道数量亟需扩充，对总控单元通信能力也提出了更高要求。目前很多老旧厂站端总控单元的通讯接口和通讯能力已趋近瓶颈，难以满足同时接入多套调度监控系统的需求。
解决上述瓶颈的通常做法是升级改造厂站总控单元，而总控单元升级改造涉及到厂站“三遥"信号的重新核对验收，遥控验收必要时还需停运一次设备；项目投资大、工作量重、时间周期长，并对电网安全稳定运行构成潜在的安全风险和运行压力。为了解决上述问题，在安全、稳定、可靠的前提下，探索一种更优的解决方案，以低成本、短时间、小工作量来实现厂站“三遥"数据多系统接入成为当务之急。
我公司研制的SSIG-2900型智能网关装置采用高性能的32位RISC处理器，以嵌入式实时多任务操作系统为软件平台，具有强大的通信处理能力,可从根本上满足上述需求。该产品采用非侵入式技术，能够在线、无损、多路由、免维护地实现报文同步数据交换，对变电站总控单元通信能力进行智能扩展，实现厂站监控系统对多个控制中心的可靠通信。
二、主要功能
Ø 全新的报文无损转发机制
智能网关摒弃了传统的数据先存储后向主站发送的模式，而采用在线数据报文无损转发方式，确保了报文转发的可靠性。
Ø 电网设备遥控安全鉴别机制
为了确保遥控操作的安全性，智能网关将会对主站遥控操作报文进行主动识别，严格保证同一时刻只有单路由实现遥控有效操作。
Ø 变电站多路由在线同步数据交换
² 防数据丢失机制
采用主站角色前移，有效解决了非平衡模式下多主站对厂站信息的链路竞争。
² 多主站对时控制
在多主站通信条件下，采用默认时钟源和自动主站判别时钟源相结合方法获取时钟源，确保总控单元系统时钟源的性。
² 多主站召唤命令确认
总控单元的命令响应(确认帧)只转发给下发了该命令的主站。其他响应数据则会转发给所有主站。
² 数据源性机制
同时在线通信的主、备通道(厂站侧)智能网关自动判别转发数据源，确保数据源的性。
² 转发报文的完整性和实时性机制
由于智能网关采用原始数据报文无损转发方式，能够保证数据的完整性和真实性。智能网关从软、硬件设计两方面考虑实现了报文转发时延最小(毫秒级)。
² 跨网段连接总控技术
为了满足现场实际应用，智能网关通过IP置换技术，实现了智能网关内网口与总控单元跨网段直接通信，无须对总控单元进行任何修改。同时，智能网关内、外网口相互隔离，对原有系统无任何影响。
² 多路由转发
智能网关共有四个网络口，一个连接厂站端，两个连接主站端，一个预留(需要时可用于对主站端也可用于厂站端)，可支持多达16个主站路由同时在线通信。
Ø 自适应多控制源的变电站自动报文重组方法
智能网关实现了厂站端单一通道(或主/备通道)向多主站报文转发，多主站下达的命令通过甄别和报文简单重组后转发给厂站端。
Ø 实现变电站的自动化通信无损、在线扩展
将厂站端总控单元通信由单一通道扩展至多通道与主站通信，各通道间传输的数据报文与原通道信息保持*一致。
三、技术特点
Ø 可靠的双重化冗余设计
Ø 强大的实时多任务处理功能，支持安全在线编程、远程升级及远程维护
Ø 实现无损、多路由、免维护的报文同步数据交换
Ø 数据转发延时小，实时性强
Ø 保证装置报文信息无损传输，确保报文信息的完整性和一致性
Ø 主动识别多路由时的下行控制方向，确保控制的安全性和性
Ø 主/备通道自动识别和同步切换，确保主备通道的可靠链接
Ø 实现软硬件自检和安全自恢复功能
Ø 具备报文远程监视功能
Ø 交/直流自适应双电源模块冗余供电，确保可靠性
Ø 插件模块化设计，确保互换性
Ø 可靠性： CPU负荷：正常<5%，瞬时<30%
平均*时间：MTBF>20000小时
使用寿命：10年
四、主要性能
项目 | 数量 | 指标 | |
硬件功能 | 核心单元插件 | 2块 | 冗余化配置，可独立运行或互为热备 |
网络通讯接口 | 4个 | RJ45，10/100M自适应 | |
串行通讯接口 | 4个 | RJ11，600 ~38400bps可设 | |
电力Modem插件 | 1块 | 中心频率: 1200Hz/1350Hz/1500Hz/1700Hz /2880Hz/3000Hz | |
工作电源插件 | 2块 | 双电源插件冗余化配置，互为热备 | |
面板LED指示 | 18个 | 指示插件运行、通道数据收/发及电源状态等 | |
远程复位总控电源接口 | 1个 | 8A(250VAC/30VDC)，可远程复位总控电源 | |
软件功能 | 多主站通信 | 16个 | 支持多网段、多路由 |
多规约支持 | IEC104、IEC101、CDT、DISA、扩展DISA、SC1801等 | ||
遥控事件记录 | 1024条 | 详细记录操作流程每个环节的点号、动作、时间等 | |
通讯接口工况 | 所有通讯接口通信状态自动识别并可按需主动上送 | ||
主备通道切换 | 可配置串网、串串组成互备 | ||
系统事件记录 | 1024条 | 通讯工况、远程更新、登录/登出等 | |
远程维护及管理 | 支持安全在线编程、远程维护及升级 | ||
整机性能 | 报文数据转发时延 | 正常20ms | |
厂站数据库容量 | 无损、自适应 | ||
五、产品型号
型号 | CPU卡数量 | Modem数量 |
SSIG-2900-1 | 1 | 0 |
SSIG-2900-2 | 2 | 0 |
SSIG-2900-3 | 1 | 1 |
六、总控单/双通道模式接入示意图
七、主要业绩
地区 | 供电公司 |
国网北京电力公司 | 北京所有地调 |
国网江苏电力公司 | 苏州供电公司 |
镇江供电公司 | |
盐城供电公司 | |
常州供电公司 | |
淮安供电公司 | |
昆山供电公司 | |
吴江供电公司 | |
太仓供电公司 | |
张家港供电公司 | |
常熟供电公司 | |
国网浙江电力公司 | 杭州供电公司 |
嘉兴供电公司 | |
宁波供电公司 | |
海盐供电公司 |
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