数据桥梁，智能互联 | 工业协议网关在智能变电站中的应用

概述

智能电网作为现代电力系统的核心，集成了发电、输电、配电和用电等多个子系统，通过先进的通信和控制技术实现高效、可靠和可持续的能源管理。随着智能电网的快速发展，智能变电站作为智能电网建设的关键节点，其自动化、智能化水平不断提升。传统电力系统中存在的设备通信协议不兼容、数据采集效率低、安全性不足等问题在智能变电站的建设和升级中尤为突出。

智能变电站的通信需求与挑战

异构设备互联：站内设备（如智能终端、合并单元、保护装置、测控装置等）可能采用不同的工业协议（如IEC 61850、Modbus、DNP3、IEC 104、Profibus等）。

标准化要求：IEC 61850是智能变电站的核心标准，但传统设备通常采用Modbus等协议，这种协议差异导致系统集成复杂，数据交互困难，影响了变电站的运维效率和可靠性。

实时性与可靠性：电力系统对数据传输的实时性（如GOOSE/SV报文）和可靠性要求极高，需低延迟、高精度的通信支持。

针对以上需求与挑战，工业协议网关作为解决这些问题的关键技术，可用于实现不同通信协议之间的转换、数据集成和设备互联，以上海兆越通讯技术有限公司MGS-6920为代表的工业协议网关的应用，不仅能够实现Modbus协议与IEC61850协议之间的无缝转换，并能提供SCD（Substation Configuration Description）文件，帮助上位机快速集成和配置设备，提升智能变电站的自动化水平和运维效率，从而促进智能变电站的高效运行。

功能介绍

1. 协议转换功能实现

(1)协议转换：MGS-6920工业协议网关作为协议转换的核心设备，部署在智能变电站的自动化系统中，实现Modbus RTU/TCP协议协议与IEC61850协议之间的双向转换，确保传统设备与智能设备之间的数据互通。

(2)数据映射：通过内置的协议转换模块，网关能够将Modbus设备的数据点映射为IEC61850标准的数据对象（如LN、DO、DA等），并按照IEC61850的MMS（Manufacturing Message Specification）协议进行数据上送。

2. 数据采集与整合

(1)实时数据采集及预处理：MGS-6920网关不仅可以实时采集变电站内各类设备的运行数据，包括电压、电流、功率、频率、温度等关键参数，并且将采集到的数据进行滤波、校验和格式转换，从而确保数据的准确性和一致性。

(2)数据缓存与断点续传：在网络波动或通信中断的情况下，网关提供数据缓存功能，确保数据的连续性和完整性，并在网络恢复后自动续传。

3. 提供SCD文件

(1)SCD文件生成：在IEC61850侧，MGS-6920网关能够根据Modbus设备的点表与IEC61850数据模型的映射关系，自动生成SCD文件。

(2)SCD文件作用：SCD文件包含了变电站的配置信息、设备通信参数以及数据模型定义，上位机可以通过导入SCD文件快速完成设备配置和数据集成。

(3)简化配置流程：通过SCD文件，上位机无需手动配置每个设备的通信参数，大大减少了系统集成的时间和复杂度。

4. 简化上位机组态

(1)虚拟设备角色：MGS-6920网关在系统中充当虚拟设备的角色，上位机只需与网关通信即可获取所有Modbus设备的数据，无需单独配置每个设备。

(2)统一数据接口：网关提供统一的IEC61850数据接口，上位机可以通过标准的MMS协议访问数据，简化了数据采集和监控的实现。

(3)快速集成：通过网关的协议转换功能，传统Modbus设备可以无缝接入智能变电站的IEC61850系统，避免了设备更换或改造的成本。

5. 提高系统可维护性

(1)远程配置与诊断：MGS-6920网关支持远程配置和诊断功能，运维人员可以通过网络对网关进行参数设置、状态监控和故障排查。

(2)日志与报警功能：网关提供详细的运行日志和报警信息，帮助运维人员快速定位和解决问题，提升系统的可维护性。

(3)模块化设计：网关采用模块化设计，支持功能扩展和软件升级，能够适应智能变电站未来发展的需求。

方案拓扑

技术优势

协议兼容性强：支持Modbus与IEC61850协议的无缝转换，解决了传统设备与智能设备之间的通信障碍。

简化系统集成：通过提供SCD文件，大大简化了上位机的配置流程，缩短了系统部署时间。

数据可靠性高：网关具备数据缓存和断点续传功能，确保数据在网络异常情况下的连续性和完整性。

运维效率提升：远程配置、诊断功能和丰富的日志信息，显著提高了运维人员的工作效率，降低了维护成本。

扩展性强：模块化设计支持功能扩展和升级，能够满足智能变电站未来发展的需求。

产品介绍

MGS-6920 工业协议转换网关

• 网络接口：支持2个10/100M以太网接口，具备AUTO MDI/MDIX功能和双级抗雷防护。
• 串口接口：支持4个全隔离RS485接口，采用三级防护设计，确保通信稳定性。
• 协议支持：支持多种工业协议的转换，包括IEC61850、Modbus RTU/TCP、Profinet、Ethernet/IP、EtherCAT、OPC UA等。
• 工作环境：支持宽温工作范围（-40～85℃），适应变电站的严苛环境。