張麗

摘 要：淮北供電公司各變電所已進行了綜合自動化改造，成為無人值守變電所，因此將極大程度的增加調(diào)度人員的工作負擔，還可能造成信息混亂、誤操作等各種問題。為了更全面安全可靠地監(jiān)視和控制電網(wǎng)，采用集控站管理模式，能將監(jiān)視和控制權限分離，實行電網(wǎng)分級管理，可實現(xiàn)電網(wǎng)的快速事故處理和高效的檢修工作。

關鍵詞：電力系統(tǒng)；集控站；設計模式

中圖分類號：TP212.13 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）32-0082-01

1 集中監(jiān)控系統(tǒng)設計方案

集控站是以計算機和通信技術為基礎的，面向的是無人值班變電所的工況和設備，主要任務是對無人值守變電站進行數(shù)據(jù)采集、操作和控制，是變電站管理運行和管理的區(qū)域中心。

集控站自動化系統(tǒng)采用分級管理模式，如圖1所示。調(diào)度SCADA/EMS系統(tǒng)作為整個電網(wǎng)的核心，負責與集控站和一些主要的變電站（如電壓等級為110 kV、220 kV及以上的變電站）直接通訊；而集控站作為其它次要變電站的信息匯集點與這些次要變電站直接通訊。集控站位于電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的中間層，具有承上啟下的重要作用。在上行通道過程中，各受控變電站向集控站發(fā)送所有的遙信量、遙測量和遙視量（各發(fā)電廠、變電站中電氣元件狀況的視頻），再由集控站向電網(wǎng)調(diào)度SCADA/EMS系統(tǒng)轉發(fā)調(diào)度所需信息；在下行通道過程中，調(diào)度員向集控站發(fā)命令（如電話命令），再由集控站對各受控變電站進行遠程控制（遙控）和遠程調(diào)節(jié)（遙調(diào)）等操作。

2 集中監(jiān)控系統(tǒng)總體設計思路

淮北供電公司集控站自動化系統(tǒng)作為一套獨立的系統(tǒng)，主要由SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition，系統(tǒng)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集）系統(tǒng)、通信通道、數(shù)據(jù)傳輸通道、變電站自動化設備、微機“五防”系統(tǒng)、安防監(jiān)控系統(tǒng)等構成。

2.1 集控站SCADA系統(tǒng)

集控站SCADA系統(tǒng)主要由人機交互部分、數(shù)據(jù)處理部分、計算機網(wǎng)絡通信部分、事故追憶與重演部分、事故告警處理部分、報表打印等部分組成。集控站SCADA系統(tǒng)應該能夠實現(xiàn)對電網(wǎng)進行實時高效地監(jiān)測和控制， 同時防止非授權操作和誤操作。

集控站SCADA系統(tǒng)硬件平臺采用前置機-服務器模式，配置比較靈活，服務器采用雙機備用的配置方式，具有較高的可靠性；軟件平臺配置如下：前置機操作系統(tǒng)采用安全可靠高效的Unix操作系統(tǒng)，服務器操作系統(tǒng)采用Windows 2000操作系統(tǒng)，具有友好的用戶圖形操作界面。前置機與服務器操作系統(tǒng)之間采用TCP/IP通訊協(xié)議，能有效地保證通訊的可靠性、穩(wěn)定性和可擴展性。

在調(diào)度大樓設置具有跨平臺維護數(shù)據(jù)庫服務器功能的遠程維護工作站，通過局域網(wǎng)與集控站進行通訊，實現(xiàn)對遠方集控站的運行維護和異常處理。

2.2 集控站遠動通道組織模式

調(diào)度關系發(fā)生了改變，由原來的集中管理方式變成分層管理方式，即由：地調(diào)→各個變電站變?yōu)椋旱卣{(diào)→集控站→操作隊。分層管理方式職責分明，分工明確，既減輕了調(diào)度員的工作負擔，又不容易造成信息的混亂、操作錯誤等問題，并且各級自動化系統(tǒng)的信息類型更加規(guī)范，提高了系統(tǒng)的可靠性。

目前國內(nèi)的集控站遠動通道組織模式主要有以下三種。

①模式一。

考慮到節(jié)約投資，在集控站建設的初期其遠動通道的組織模式往往如下：將變電站的各種數(shù)據(jù)通過SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步數(shù)字體系）光設備傳輸?shù)秸{(diào)度大樓光端機房，再由光端機房用PCM（Pulse-code modulation，脈沖編碼調(diào)制）綜合接入設備將集控站所需的數(shù)據(jù)轉接到集控站。

這種模式的優(yōu)點是實現(xiàn)簡單，投資較小，且?guī)缀醪挥绊懍F(xiàn)有的網(wǎng)絡結構和數(shù)據(jù)業(yè)務；缺點是系統(tǒng)之間聯(lián)系比較薄弱，一旦光端機房出現(xiàn)問題，將導致變電站、集控站和地調(diào)信息的全部中斷。

此模式的遠動通道網(wǎng)絡圖如圖2所示。

②模式二。

在集控站中增加PCM（脈沖編碼調(diào)制）設備，在各無人值班變電站增加光交換數(shù)據(jù)板，以一套PCM設備的兩個E1（30路脈碼調(diào)制PCM簡稱E1，速率是2.048 Mbit/s，也稱為2M口）接口，分別與集控站和調(diào)度大樓光端機房的PCM相連，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的直接傳送。

此模式利用已有設備，以集控站和調(diào)度大樓光端機房為兩個數(shù)據(jù)匯集中心，集控站自動化和調(diào)度自動化的信號在通信通道上相互獨立，既加強了通道的保護能力，又滿足了集控站對通信的要求，同時投資也較少。

③模式三。

電力調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)是電力生產(chǎn)實時信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡，傳輸?shù)男畔⒅饕请娏φ{(diào)度實時數(shù)據(jù)、通信監(jiān)測數(shù)據(jù)等，是電力安全生產(chǎn)和調(diào)度自動化的重要基礎，在保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟運行方面發(fā)揮著重要的作用。

基于調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)，可以實現(xiàn)RTU（Remote Terminal Unit，遠程終端單元）、關口電量、電力市場等數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡傳輸，所以，提出了模式三：基于電力調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)的改造模式。

具體做法為：在各無人值守變電站安裝數(shù)據(jù)專網(wǎng)設備，并通過一個E1/2M口到集控站匯集。而有一些變電站傳送的遠動信號是數(shù)據(jù)信號，因此需要加裝網(wǎng)卡將其改為網(wǎng)絡信號再進行傳輸。這樣網(wǎng)絡信號與數(shù)字信號之間相互連接，能有效地保證安全性、可靠性。

基于電力調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)的改造模式圖如圖3所示。

④模式比較。

模式二與模式一相比，模式二的優(yōu)點是系統(tǒng)可靠性高，即兩套系統(tǒng)的數(shù)據(jù)完全分開進行傳輸，能切實的保證兩套自動化系統(tǒng)的通信通道彼此獨立。

模式三與模式二相比，模式二中現(xiàn)有設備利用率高，投資成本低，但模式三中的電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)建設更加符合安全防護的要求，且調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)建設是今后的發(fā)展方向和必然趨勢。因此適宜采用模式三。

3 結 語

目前電網(wǎng)中無人值班變電站越來越普及，無人值班變電站的安全運行對電網(wǎng)的安全有著重要的影響，而集控站系統(tǒng)在無人值班變電站安全運行管理中起著十分重要的作用。在組建集控站系統(tǒng)的過程中，應將調(diào)度主站納入其中，將兩者作為一個整體進行全面設計。當然也要結合實際情況，因地制宜。

參考文獻：

[1] 夏澍，周明，李庚銀.分布式電源選址定容的多目標優(yōu)化算法[J].電網(wǎng) 技術，2011，（9）.