某新能源电站在进行数字化改造过程中,需要同时接入电池管理系统 BMS、站内辅助控制系统以及电网调度系统。

现场存在多套通信体系:

• BMS 侧主要涉及 GOOSE、MMS 及 IEC 60870-5-104;
• 站内辅控和电网侧则需要同时处理 CMS、DL/T 476 以及 IEC 60870-5-104。

传统方案通常需要部署多台规约转换设备,各系统分别维护通信配置,不但增加设备数量,也容易形成多个相互独立的数据孤岛。

因此项目决定建设一套多源融合通信网关机,统一完成不同系统之间的数据采集、模型转换及协议转发。

微自恒通目前公开的协议技术体系覆盖 IEC 61850 GOOSE/MMS、CMS,以及 DL/T 476、IEC 60870-5-101/102/103/104、MODBUS、CDT、DNP 等协议,可用于传统设备与数字化系统之间的协议转换及互联。

最大的技术难点并不是简单的“协议转换”,而是不同系统的数据组织方式完全不同。

• GOOSE 强调高速事件传输;
• MMS 采用 IEC 61850 对象模型;
• 104 采用遥信、遥测、遥控、遥调等传统远动信息组织方式;
• CMS 按照数字化电力设备模型组织数据;
• DL/T 476 则主要用于站内辅助设备信息交换。

如果仅进行报文层面的直接转换,很容易出现数据语义丢失、信息重复以及控制关系不清晰等问题。

项目采用“统一模型、一次采集、多协议输出”架构。

网关内部首先建立统一设备模型。

所有现场数据无论来自 GOOSE、MMS、CMS、DL/T 476 还是 104,都首先映射到统一实时数据空间,再根据目标系统需要转换成对应协议输出。

针对 BMS 系统:GOOSE + MMS + 104

• GOOSE 用于快速状态及事件信息交换;
• MMS 完成设备模型、测量、状态及控制信息交互;
• 104 负责与传统监控或远动系统进行数据交换。

针对辅控及电网系统:CMS + DL/T 476 + 104

• CMS 承担数字化设备模型及业务数据通信;
• DL/T 476 负责辅助设备数据接入;
• 104 负责与调度、集控等系统进行远动信息交互。

系统建立协议点表与设备模型之间的映射关系。

同一设备数据只需要在网关内部定义一次,即可根据不同上级系统要求形成不同协议的数据出口。

例如同一个设备状态:

• 可以通过 MMS 以 IEC 61850 数据对象方式提供;
• 可以通过 GOOSE 参与高速事件交换;
• 同时还可以转换为 104 遥信信息上传至调度系统。

针对控制类数据,系统增加控制权限及方向管理,避免不同系统同时向同一设备发送冲突指令。

通信模块采用相互独立的运行机制,使某一种协议通信异常不会影响其他协议链路。

项目完成后,BMS、辅控系统及电网调度系统之间形成统一的数据交换通道。

原来需要多台规约转换设备完成的通信功能,被整合到统一通信网关中。

现场新增设备时,可以通过增加设备模型及映射配置实现快速接入,无需重新开发整个通信系统。