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1、附录A 英文翻译原文来源期刊：TRANSMISSION AND DISTRIBUTION WORLD,2000,Vol.52 (4), pp.30-39来源数据库：OCLC Articles附录B 英文翻译译文变电站综合自动化系统的设计普通标准的远程测控终端系统（RTU）将不再进行生产，旧的RTU设计寿命接近30年。该实用程序，采用最具成本效益的方法来取代陈旧的部件来制定一个全面的平台，仿真和透明地替换RTU。该系统将提供变电站自动化的速度快到足以取代锁定继电器和充分融合标准智能电子设备(IED)。所面临的挑战是要改变现有的RTU从一个封闭的，专有的传统系统，通过建立一个开放的，灵活的和不断发
2、展的技术解决方案。要实现这样的解决方案，RTU开发团队组织创建一个变电站综合自动化系统（ISAS），将取代传统的RTU而采用最新的微处理器技术。有五大目标：*通过控制数据公司（CDC）II型协议建立通信与GPUE的能源管理系统（EMS），同时保持灵活性，迁移到EMS的“下一代”协议。 *提供了一个高速变电站自动化平台。 *实现全面整合现有的IED。 *提供一个可扩展的解决方案,使之安装在小型配电变电站及大型变电站。 *使用非专有的硬件和软件。团队集中发展合理的、实现系统和功能要求。制定一个全面的规范，分发到相关的供应商，覆盖三个主要类别的系统开发：监控和数据采集(SCADA)接口,自动化平台和
3、IED一体化。系统开发SCADA接口ISAS必须是完全透明的，现有的EMS，充分整合各方面的CDC II型协议。这种透明度实现一次扫描类型，包括以下类型：简单的状态，改变检测内存，模拟输入，模拟输出，脉冲计数器和控制输出。 SCADA接口进行通信，同时保持相同的扫描性能，实用的RTU其余的四线专线。当时该规范提出，“下一代”EMS协议还没有被确定。因此，ISAS有能够在未来包括分布式网络协议（DNP）3.0，传输控制协议/ Internet协议（TCP / IP），互控中心通信协议（ICCP）和公共通信架构（UCA）2.0 。系统开发自动化平台专为变电站自动化的许多产品是缓慢的，于是提出了电容
4、器控制，LTC控制，总线恢复和回线传输。充分利用高速控制，锁定过程，联锁，闭锁断路器，断路器失灵和甩负荷应用需要实现自动化平台。为了实现这一目标，自动化程序指定大小，最大扫描时间为6毫秒，一个全接触时间为12毫秒。 （通过时间是微处理器的控制器接收到一个信号时，它关闭其输出触点的时间之间的间隔。）微处理器控制器指定：*接受并产生一个加号或减号的5V直流模拟信号。 *0.5秒和4 A的连续输出触点的额定电压为直流125 V，30 A。 *接受125 V DC或48 V直流离散输入信号。 *支持各种保护区作为主要或备份控制器，如果有非常敏感和关键的区域建议的自动化，如锁定仿真。在主控制器出现故障的
5、情况下，备份控制器将承担主控制器的保护区。系统开发IED因为GPUE集成的标准IED代表产品来自三个不同的供应商，ISAS则必须与现有的IDE完全集成。该装置需要选择其防护性能，而不是他们的集成质量。因此，传统的IED不会被取代，以提供必要的集成质量。相反，ISAS不得不与不同的供应商能够灵活地整合。IED的整合将会需要整个变电站的本地区域网络（LAN）的最大长度为3000英尺（914米），可以是铜或光纤。需要一个最低的变电站局域通信速度为1 Mbps。建议地形变电站的局域网和整合各种IED所示。选择评标GPUE的六座变电站作为初始ISAS实现的试点。在1999年3月中旬完成，系统规范和所有主
6、要的RTU厂商，以及控制系统的供应商，被要求提交意见。在评估标书时，它被确定没有一个单一的供应商可以完成整个要求。 RTU卖方未能满足自动化规范，数字控制系统集成SCADA的要求未能满足。所有的提议，显示技术上均不合格。与那些提供的最好的SCADA解决方案和最佳的自动化解决方案的供应商讨论后，最终提出一项协议，在美国马里兰州巴尔的摩D&L和美国特拉华州威尔明顿UE电气之间，在一个单一的解决方案上进行协作。新ISAS由一台计算机提供CDC II型协议转换和可编程逻辑控制器（PLC），它提供了传统的输入/输出（I / O）接口和自动化平台。变电站局域网使用的Modbus Plus令牌环网，并直接与
7、计算机，PLC和各种IED通信。虽然计算机之间的通信和公用事业的CDC EMS租用电话线，系统的体系结构，将容纳其他的沟通方式，如拨号电话线路和无线多址广播系统。ISAS PC由一个基于计算机的SCADA系统，通信通过EMS CDC类型II协议和PLC和IED通过Modbus或Modbus Plus的协议。 D&L为这些应用开发的软件。基于PC的SCADA系统的核心是数据库，它被用作一个内部变量的计算和显示，并与其它PLC和EMS的通信。由于基于PC的SCADA系统没有一个CDC II型协议的通讯驱动程序，D&L专门为这个应用程序购买了位字节转换板和软件。.最令人印象深刻的功能的ISAS PC
8、的硬件和软件开放性特点，从而消除了陈旧的忧虑。因此，GPUE的解决方案将随着硬件和软件的发展，使得它不需要改变任何已经安装的组件或系统。基于PC的SCADA系统还提供了一个人机界面（HMI）包，旨在显示变电站单行和表格显示相同的EMS。ISAS的PLC，它提供了传统的I/O接口和ISAS PC之间的接口，支持多种控制电源的要求，并符合所有规格的扫描性能和通量联系。非常适合被选为设备的PLC线路变电站环境，支持分布式I /O。此外，PLC的编程语言，特别适合于该系统的可扩展性，允许有灵活性，用于确定最适合的编程语言的特定的应用程序相对于梯形逻辑，功能方框图，指令集和顺序流程图。此外，编程软件允许
9、工程师“打包”标准化方案供以后使用。一旦一个逻辑块进行开发和测试，整个逻辑块打包成一个单一的功能块，然后将其用于在任何其他的RTU的应用程序存储在模块库。这种方法适用于所有的PLC应用RTU仿真变电站自动化。 ISAS PLC与ISAS PC，是一个通用的解决方案，这意味着该实用程序可以使用任何品牌的PLC，以满足其功能要求及规格，因为这些设备与新技术发展。正确执行的工厂验收测试（FAT）是最根本的元素，如此复杂的一个项目，为圆满完成。ISAS在FAT被分为两个具体领域的的SCADA接口和自动化平台。1999年5月，自动化平台在UE电气进行设备测试，其中一个完全集成的分布式自动化系统中的每一个
10、组件组成，除SCADA接口，对PLC设备进行了测试，以确认系统的可扩展性、集成、扫描性能和吞吐量性能。测试结果显示，PLC系统满足或超过所有规格。在1999年7月，GPUE测试SCADA接口。四线专线从EMS控制中心运行ISAS实验室完全模拟变电站的各个方面，包括所有标准的IED。 CDC类型II协议的所有元素进行了测试，修改和重新测试，直到他们的工作完美无缺。进行负载测试，以确保该系统将支持多种变化，结果仍然正常通信。为FAT现场实施提供了坚实的基础。现场实施安装风险最小化的实施ISAS的新功能，在一步一步的进行，在1999年9月初，在第一次安装在legacy变电站取代传统的RTU。在同一时
11、间,两个新支线IED被安装和连接到账户PLC通过变电所局域网。断路器状态、控制、模拟和辅助状态都传达到PLC通过变电所Modbus加上局域网。第二次安装，于1999年10月，是在Moselem变电站RTU再次被替换。在这里，一个新的变压器IED安装和ISAS PLC连接通过变电站的局域网。在Moselem变电站，总线加入局域网用于交流断路器状态和模拟状态。Moselem变电站还升级了变电站单线和表格显示。ISAS增强导致的组成了一个ISAS HMI监督委员会来设定标准，设立标准的未来人机界面屏幕。人机界面设计小组还组织开发和维护的HMI屏幕。在Moselem新发现的能力，表明了在基于计算机的S
12、CADA数据库比将会报告给EMS存储更多信息。第三次安装，于1999年12月，DuBois变电站取代了传统的RTU。此外，几个IED与增强Modbus Plus协议在变电站遥测安装。DuBois的ISAS是第一个系统，让计算机直接连接到Modbus Plus变电所局域网。DuBoi还增加了变电站单线和表格显示。第四次安装在2000年1月在河谷变电站完成。ISAS的主要优点是其使用的一个完全开放的系统。所有组件都可以被取代和替换。该系统不要求特定的厂商，部件或专有的协议。即使在Modbus Plus协议被用于变电站的局域网，基础设施开发，以便方便地迁移到UCA / MMS协议。其他好处包括：*节
13、约大量的信息和资本成本，可以通过网络沟通，从而降低辅助继电器，传感器，显示器，电缆，终端和面板布线的数量。 *它提供了一个ISAS PC与IED平台，为收集，存储和检索信息更加智能化的系统规划和资源配置效率较高，它直接集成。 *直接访问IED可以让维护人员查看断路器营运及其他设备监视，以确定何时需要维护。 *标准化重合闸已经建立了断路器，用于断路器以及总线传送和环状线分段方案，以提高变电站自动化的功能。未来的GPUE相对于目前扩展的能力将包括配电自动化, 基于ISAS DX的ISAS DX系统设计，目前已经被安装在现场。长期计划是将ISAS和ISAS DX充分整合成一个单一的全面的自动化体系。这种整合将提供一个智能的系统，这将优化系统性能，从柱上电容分布电路的大容量电力变压器。这将优化柱上电容器在配电线路和大容量变压器系统性能。Jeffrey J. Mackauer是GPUE高级工程师，他参与了公司的能源管理系统。1979从密苏里理工大学于年获得了电子工程学士学位。此前，在美国佛罗里达州迈阿密佛罗里达电力和照明工作，现在在特拉华州多佛电力部门从事设计、测试和维护RTU和中继系统。 Mackauer在宾夕法尼亚州登记成为一个专业工程师。
