科技期刊論文發(fā)表推薦期刊《電力系 統(tǒng)自動化》雜志為美國工程索引EI核心期刊，辦刊宗旨為“立足行業(yè)，鼓勵創(chuàng)新，面向應(yīng)用，促進電力工業(yè)科技進步”，主要面向電力行業(yè)從事科研、設(shè)計、運 行、試驗、制造、管理與營銷的專業(yè)技術(shù)人員以及相關(guān)專業(yè)的大專院校師生、電力產(chǎn)品用戶等，既具有學術(shù)性和前瞻性，又注重實用性和導(dǎo)向性，同時也重視和鼓勵 來自科研、生產(chǎn)第一線的經(jīng)驗、改進和革新。
　　摘要：本文筆者介紹了集控站監(jiān)控系統(tǒng)的功能及其配置，闡述了集控站自動化系統(tǒng)的運行模式，分析了集控站與調(diào)度自動化主站的通訊的實現(xiàn)。

　　關(guān)鍵詞：電網(wǎng),集控站自動化,調(diào)度自動化

　　引言

　　伴隨著無人值班變電站的出現(xiàn)，形成了一種新的電網(wǎng)運行管理模式—集控站。集控自動化屬于電網(wǎng)調(diào)度自動化范疇，針對無人值班變電站的興起以及電網(wǎng)調(diào)度自動化的發(fā)展，本文筆者在理論分析結(jié)合實際需求分析的基礎(chǔ)上，探討了電網(wǎng)集控站自動化系統(tǒng)。

　　一、集控站監(jiān)控系統(tǒng)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(tǒng)，并且是地調(diào)自動化系統(tǒng)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(shù)據(jù)采集量和信息量和區(qū)調(diào)相比要多得多，而且集控站系統(tǒng)還要有操作的功能；集控站系統(tǒng)不僅要具有SCADA功能(實時采集與監(jiān)視控制功能)，還要有站內(nèi)的監(jiān)控系統(tǒng)的功能。

　　集控站自動化系統(tǒng)應(yīng)滿足可靠性、實時性、實用性、開放性和防誤性的要求。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括5個層，自底向上分別是硬件平臺、操作系統(tǒng)平臺、通用中間件層、統(tǒng)一支撐平臺層和電力系統(tǒng)應(yīng)用軟件層。集控站木體設(shè)備一般有數(shù)據(jù)交換機，通訊通道，數(shù)據(jù)采集工作站，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，SCADA數(shù)據(jù)處理服務(wù)器，人機界面值班工作站，報表及WEB發(fā)布服務(wù)器，防誤閉鎖微機工作站，操作票工作站，門禁監(jiān)視器裝置、遙視監(jiān)控設(shè)備，消防報警裝置，UPS電源等等。大多數(shù)集控站監(jiān)控產(chǎn)品具有綜合實時監(jiān)控系統(tǒng)((SCADA)、實時運行管理系統(tǒng)(SMIS)，智能操作票及預(yù)演培訓(xùn)系統(tǒng)(OTS)、值班員仿真培訓(xùn)系統(tǒng)(STS)、微機防誤閉鎖系統(tǒng)(WFBS)、故障診斷專家系統(tǒng)、電壓無功優(yōu)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(jiān)控和保安報警等主要功能組件，其中綜合實時監(jiān)控系統(tǒng)((SCADA)必不可少。

　　二、集控站自動化系統(tǒng)的運行模式

　　1、分級管理模式(多級主站)。分級管理模式結(jié)構(gòu)如圖1所示：

　　圖1：分級管理模式示意圖

　　在上行信息中，變電站向集控站傳送全部監(jiān)控信息，集控站則向調(diào)度自動化系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)其需要的信息；在下行信息中，調(diào)度員向集控站發(fā)電話命令，由集控站對變電站進行控制操作。調(diào)度主站作為整個系統(tǒng)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(tǒng)中各個部分的功能和職責非常明確，集控站處理區(qū)域電網(wǎng)運行參數(shù)和相關(guān)變電站全部信息，可以監(jiān)控絕大部分有人值班時所反應(yīng)的信息。

　　調(diào)度中心和集控站采用各自獨立的主站系統(tǒng)，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(diào)度中心和集控站之間的數(shù)據(jù)共享通過計算機聯(lián)網(wǎng)或高速信息轉(zhuǎn)發(fā)的方式實現(xiàn)。如采用計算機聯(lián)網(wǎng)方式，則在遠程光纖兩端(調(diào)度中心端和集控站端)接以太網(wǎng)收發(fā)器:如采用高速數(shù)字信息轉(zhuǎn)發(fā)方式，則在遠程光纖兩端(調(diào)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(tǒng)不允許與調(diào)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(tǒng)具有實時數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫和操作工作站，其特點是各級自動化系統(tǒng)的局域網(wǎng)上信息流量適中，信息類型，系統(tǒng)各個部分的功能和職責非常明確，系統(tǒng)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(diào)度中心使用一套主站系統(tǒng)，而在調(diào)度自動化系統(tǒng)的局域網(wǎng)上加裝一個或多個集控站遠程工作站，如圖2所示：

　　圖2：集中控制模式示意圖

　　變電站的上行信息直接送到調(diào)度端系統(tǒng)，調(diào)度員的遙控、遙調(diào)命令則由調(diào)度員直接送變電站，這種模式主要是針對調(diào)度系統(tǒng)規(guī)模不大、通道容量允許的情況下，在變電工區(qū)(操作隊)加設(shè)幾臺遠程工作站與系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，從調(diào)度端得到相關(guān)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(xiàn)集控站的功能。在這種方案中，在遠程光纖兩端(調(diào)度中心端和集控站端)必須接以太網(wǎng)收發(fā)器;其速率應(yīng)與調(diào)度中心和集控站選用的網(wǎng)絡(luò)交換機或HUB匹配，集控站與調(diào)度中心共LAN，遠程工作站實際上具有和調(diào)度中心的調(diào)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(qū)的安全權(quán)限管理，以適應(yīng)兩中心各自具有的職責。

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

　　三、集控站與調(diào)度自動化主站的通訊

　　1、互連通訊系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系

　　調(diào)度中心和各集控站之間采用電力光纖數(shù)據(jù)交換網(wǎng)，以確保兩端實時數(shù)據(jù)的傳送，網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議為TCP/IP協(xié)議，應(yīng)用層采用IEC870-5-101、DL476-92等規(guī)約。

　　2、互連通訊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　由于各集控站自動化系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家采用不同的技術(shù)和方法，多個異構(gòu)系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)交換網(wǎng)互連采用在調(diào)度端和各集控站端分別配置獨立通訊工作站的方式，網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)采用己有的電力數(shù)據(jù)交換網(wǎng)。集控站計算機監(jiān)控系統(tǒng)與通訊工作站間保持可靠的通訊機制，通訊工作站與監(jiān)控系統(tǒng)之間采用LAN接口，直接掛在監(jiān)控系統(tǒng)局域網(wǎng)上。通訊工作站上包括有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)進程、模式自定義進程、外部數(shù)據(jù)收發(fā)進程。除這些進程之外，用戶也可在工作站上配置站端監(jiān)控系統(tǒng)進程。

　　3、通訊系統(tǒng)與各端監(jiān)控系統(tǒng)接口

　　各端通訊子系統(tǒng)提供了與各端監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口API函數(shù)，這樣可以保證新的集控站接入時，各端通訊子系統(tǒng)不用修改程序源碼，而只需要監(jiān)控系統(tǒng)通過通訊互連系統(tǒng)提供的接入函數(shù)讀寫實時數(shù)據(jù)即可。調(diào)度端也可通過讀出接口函數(shù)得到所需數(shù)據(jù)。其接口函數(shù)Net_Connect、Net_Read、Net_Write、Net_Close的網(wǎng)絡(luò)鏈路建立，網(wǎng)絡(luò)讀、寫和網(wǎng)絡(luò)鏈路關(guān)閉，分別封裝成接口函數(shù)。

　　結(jié)束語

　　集控站負責所轄各個受控變電站的遠方監(jiān)視、倒閘操作、設(shè)備的巡視與維護、文明生產(chǎn)以及事故異常處理等全面變電運行管理工作。設(shè)立集控站，使得原來變電站內(nèi)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(wǎng)管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了變電運行的分層以及分級管理，并且由此產(chǎn)生了非常明顯的綜合效益。

　　參考文獻：

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