概述

智能電網作為現代電力系統的核心，集成了發電、輸電、配電和用電等多個子系統，通過先進的通信和控制技術實現高效、可靠和可持續的能源管理。隨著智能電網的快速發展，智能變電站作為智能電網建設的關鍵節點，其自動化、智能化水平不斷提升。傳統電力系統中存在的設備通信協議不兼容、數據采集效率低、安全性不足等問題在智能變電站的建設和升級中尤為突出。

智能變電站的通信需求與挑戰

異構設備互聯：站內設備（如智能終端、合并單元、保護裝置、測控裝置等）可能采用不同的工業協議（如IEC 61850、Modbus、DNP3、IEC 104、Profibus等）。

標準化要求：IEC 61850是智能變電站的核心標準，但傳統設備通常采用Modbus等協議，這種協議差異導致系統集成復雜，數據交互困難，影響了變電站的運維效率和可靠性。

實時性與可靠性：電力系統對數據傳輸的實時性（如GOOSE/SV報文）和可靠性要求極高，需低延遲、高精度的通信支持。

針對以上需求與挑戰，工業協議網關作為解決這些問題的關鍵技術，可用于實現不同通信協議之間的轉換、數據集成和設備互聯，以上海兆越通訊技術有限公司MGS-6920為代表的工業協議網關的應用，不僅能夠實現Modbus協議與IEC61850協議之間的無縫轉換，并能提供SCD（Substation Configuration Description）文件，幫助上位機快速集成和配置設備，提升智能變電站的自動化水平和運維效率，從而促進智能變電站的高效運行。

功能介紹

1. 協議轉換功能實現

(1)協議轉換：MGS-6920工業協議網關作為協議轉換的核心設備，部署在智能變電站的自動化系統中，實現Modbus RTU/TCP協議協議與IEC61850協議之間的雙向轉換，確保傳統設備與智能設備之間的數據互通。

(2)數據映射：通過內置的協議轉換模塊，網關能夠將Modbus設備的數據點映射為IEC61850標準的數據對象（如LN、DO、DA等），并按照IEC61850的MMS（Manufacturing Message Specification）協議進行數據上送。

2. 數據采集與整合

(1)實時數據采集及預處理：MGS-6920網關不僅可以實時采集變電站內各類設備的運行數據，包括電壓、電流、功率、頻率、溫度等關鍵參數，并且將采集到的數據進行濾波、校驗和格式轉換，從而確保數據的準確性和一致性。

(2)數據緩存與斷點續傳：在網絡波動或通信中斷的情況下，網關提供數據緩存功能，確保數據的連續性和完整性，并在網絡恢復后自動續傳。

3. 提供SCD文件

(1)SCD文件生成：在IEC61850側，MGS-6920網關能夠根據Modbus設備的點表與IEC61850數據模型的映射關系，自動生成SCD文件。

(2)SCD文件作用：SCD文件包含了變電站的配置信息、設備通信參數以及數據模型定義，上位機可以通過導入SCD文件快速完成設備配置和數據集成。

(3)簡化配置流程：通過SCD文件，上位機無需手動配置每個設備的通信參數，大大減少了系統集成的時間和復雜度。

4. 簡化上位機組態

(1)虛擬設備角色：MGS-6920網關在系統中充當虛擬設備的角色，上位機只需與網關通信即可獲取所有Modbus設備的數據，無需單獨配置每個設備。

(2)統一數據接口：網關提供統一的IEC61850數據接口，上位機可以通過標準的MMS協議訪問數據，簡化了數據采集和監控的實現。

(3)快速集成：通過網關的協議轉換功能，傳統Modbus設備可以無縫接入智能變電站的IEC61850系統，避免了設備更換或改造的成本。

5. 提高系統可維護性

(1)遠程配置與診斷：MGS-6920網關支持遠程配置和診斷功能，運維人員可以通過網絡對網關進行參數設置、狀態監控和故障排查。

(2)日志與報警功能：網關提供詳細的運行日志和報警信息，幫助運維人員快速定位和解決問題，提升系統的可維護性。

(3)模塊化設計：網關采用模塊化設計，支持功能擴展和軟件升級，能夠適應智能變電站未來發展的需求。

方案拓撲

技術優勢

協議兼容性強：支持Modbus與IEC61850協議的無縫轉換，解決了傳統設備與智能設備之間的通信障礙。

簡化系統集成：通過提供SCD文件，大大簡化了上位機的配置流程，縮短了系統部署時間。

數據可靠性高：網關具備數據緩存和斷點續傳功能，確保數據在網絡異常情況下的連續性和完整性。

運維效率提升：遠程配置、診斷功能和豐富的日志信息，顯著提高了運維人員的工作效率，降低了維護成本。

擴展性強：模塊化設計支持功能擴展和升級，能夠滿足智能變電站未來發展的需求。

產品介紹

MGS-6920 工業協議轉換網關

• 網絡接口：支持2個10/100M以太網接口，具備AUTO MDI/MDIX功能和雙級抗雷防護。
• 串口接口：支持4個全隔離RS485接口，采用三級防護設計，確保通信穩定性。
• 協議支持：支持多種工業協議的轉換，包括IEC61850、Modbus RTU/TCP、Profinet、Ethernet/IP、EtherCAT、OPC UA等。
• 工作環境：支持寬溫工作范圍（-40～85℃），適應變電站的嚴苛環境。