關于電網集控站自動化系統的研究

左燕霞

（身份證號：1321291980****1026）

引言

伴隨著無人值班變電站的出現，形成了一種新的電網運行管理模式—集控站。集控自動化屬于電網調度自動化范疇，針對無人值班變電站的興起以及電網調度自動化的發展，本文筆者在理論分析結合實際需求分析的基礎上，探討了電網集控站自動化系統。

一、集控站監控系統的功能及其配置

每個集控站都是一個獨立、完整的自動化系統，并且是地調自動化系統的一個組成部分；但作為一個集控中心，它要代替值班員的眼睛來巡視所控制的變電站，因此其數據采集量和信息量和區調相比要多得多，而且集控站系統還要有操作的功能；集控站系統不僅要具有SCADA功能(實時采集與監視控制功能)，還要有站內的監控系統的功能。

集控站自動化系統應滿足可靠性、實時性、實用性、開放性和防誤性的要求。系統結構包括5個層，自底向上分別是硬件平臺、操作系統平臺、通用中間件層、統一支撐平臺層和電力系統應用軟件層。集控站木體設備一般有數據交換機，通訊通道，數據采集工作站，數據庫服務器，SCADA數據處理服務器，人機界面值班工作站，報表及WEB發布服務器，防誤閉鎖微機工作站，操作票工作站，門禁監視器裝置、遙視監控設備，消防報警裝置，UPS電源等等。大多數集控站監控產品具有綜合實時監控系統((SCADA)、實時運行管理系統(SMIS)，智能操作票及預演培訓系統(OTS)、值班員仿真培訓系統(STS)、微機防誤閉鎖系統(WFBS)、故障診斷專家系統、電壓無功優化、保護操作及管理、變電站巡檢管理、WEB實時瀏覽、遠程圖像監控和保安報警等主要功能組件，其中綜合實時監控系統((SCADA)必不可少。

二、集控站自動化系統的運行模式

1.分級管理模式(多級主站)。變電站向集控站傳送全部監控信息，集控站則向調度自動化系統轉發其需要的信息；在下行信息中，調度員向集控站發電話命令，由集控站對變電站進行控制操作。調度主站作為整個系統的核心，與一級變電站和集控站直接通信，集控站作為若干二級變電站信息匯總點直接與二級變通信。這樣，系統中各個部分的功能和職責非常明確，集控站處理區域電網運行參數和相關變電站全部信息，可以監控絕大部分有人值班時所反應的信息。

調度中心和集控站采用各自獨立的主站系統，集控站所轄受控站的通信通道改到至各個集控站所在地，調度中心和集控站之間的數據共享通過計算機聯網或高速信息轉發的方式實現。如采用計算機聯網方式，則在遠程光纖兩端(調度中心端和集控站端)接以太網收發器：如采用高速數字信息轉發方式，則在遠程光纖兩端(調度中心端和集控站端)使用光端機。在此方案中，集控站作為獨立的主站系統不允許與調度中心共LAN，故信息共享度有限。在此模式中，集控站作為獨立系統具有實時數據庫、歷史數據庫和操作工作站，其特點是各級自動化系統的局域網上信息流量適中，信息類型，系統各個部分的功能和職責非常明確，系統可靠性高。

2.集中控制模式(遠程多工作站)

集中控制模式僅在調度中心使用一套主站系統，而在調度自動化系統的局域網上加裝一個或多個集控站遠程工作站，變電站的上行信息直接送到調度端系統，調度員的遙控、遙調命令則由調度員直接送變電站，這種模式主要是針對調度系統規模不大、通道容量允許的情況下，在變電工區(操作隊)加設幾臺遠程工作站與系統聯網，從調度端得到相關信息，操作人員利用遠程工作站可以完成所有需要的操作，實現集控站的功能。在這種方案中，在遠程光纖兩端(調度中心端和集控站端)必須接以太網收發器;其速率應與調度中心和集控站選用的網絡交換機或HUB匹配，集控站與調度中心共LAN，遠程工作站實際上具有和調度中心的調度自動化工作站完全相同的硬件配置，和完全相同的軟件，具有相同的功能，此方案需加強分級分區的安全權限管理，以適應兩中心各自具有的職責。

這種情況下，集控站自動化系統由于配置精練而使造價稍低，但由于集控站自動化系統與調度自動化系統通過網絡連接，共用歷史服務器和實時庫服務器，而集控站需要的變電站本體信息非常龐大，造成網絡非常擁擠，并且由于信息類型的多樣性，造成系統處理更加復雜，使系統的可靠性降低，不能有效的保證集控站自動化系統和調度自動化系統穩定運行，其特點為：自動化系統的局域網上信息流量較大，信息類型比較復雜，系統中各個部分的功能和職責不夠明確，系統可靠性有所下降。

三、集控站與調度自動化主站的通訊

1.互連通訊系統網絡體系

調度中心和各集控站之間采用電力光纖數據交換網，以確保兩端實時數據的傳送，網絡層協議為TCP/IP協議，應用層采用IEC870-5-101、DL476-92等規約。

2.互連通訊系統結構

由于各集控站自動化系統的生產廠家采用不同的技術和方法，多個異構系統通過數據交換網互連采用在調度端和各集控站端分別配置獨立通訊工作站的方式，網絡介質采用己有的電力數據交換網。集控站計算機監控系統與通訊工作站間保持可靠的通訊機制，通訊工作站與監控系統之間采用LAN接口，直接掛在監控系統局域網上。通訊工作站上包括有數據轉發進程、模式自定義進程、外部數據收發進程。除這些進程之外，用戶也可在工作站上配置站端監控系統進程。

3.通訊系統與各端監控系統接口

各端通訊子系統提供了與各端監控系統的數據接口API函數，這樣可以保證新的集控站接入時，各端通訊子系統不用修改程序源碼，而只需要監控系統通過通訊互連系統提供的接入函數讀寫實時數據即可。調度端也可通過讀出接口函數得到所需數據。其接口函數Net_Connect、Net_Read、Net_Write、Net_Close的網絡鏈路建立，網絡讀、寫和網絡鏈路關閉，分別封裝成接口函數。

結束語

集控站負責所轄各個受控變電站的遠方監視、倒閘操作、設備的巡視與維護、文明生產以及事故異常處理等全面變電運行管理工作。設立集控站，使得原來變電站內值班人員所作的工作可由遠方來完成，這就在很大程度上改善了對無人值班變電站的運行管理與維護工作，同時也大大改善了電網管理系統的結構，實現了變電運行的分層以及分級管理，并且由此產生了非常明顯的綜合效益。