淺談變電站調(diào)度自動系統(tǒng)的應用

摘要：變電站監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化接入調(diào)度自動化主站系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，即通過將現(xiàn)有調(diào)度自動化主站系統(tǒng)的通信服務器前移至變電站端，并利用光纖通信網(wǎng)的以太網(wǎng)傳輸接口實現(xiàn)變電站監(jiān)控系統(tǒng)信息的網(wǎng)絡(luò)化傳輸。網(wǎng)絡(luò)化傳輸提高了遠動通道傳輸速率，增加了通道可靠性，且可方便地利用網(wǎng)絡(luò)測試命令進行通道的遠程維護，對老站網(wǎng)絡(luò)化接入改造是一個很好的解決方案。

關(guān)鍵詞：調(diào)度自動；變電站二次安全防護系統(tǒng)；遠動信息

1.調(diào)度自動組成

調(diào)度自動化：利用計算機、遠動、通信等技術(shù)實現(xiàn)電力系統(tǒng)調(diào)度自動化功能的綜合系統(tǒng)。主要功能構(gòu)成分為：1、電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控（SCADA系統(tǒng)）：電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控以及數(shù)據(jù)通信技術(shù)是實現(xiàn)調(diào)度自動化的基礎(chǔ)和前提；2、電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行與調(diào)度、電力市場化運營與可靠行、發(fā)電廠運營決策支持等；3、變電站綜合自動化。

我覺得各產(chǎn)品一般含有SCADA、EMS（能量管理系統(tǒng)）、AGC（自動發(fā)電控制）、PAS（高級軟件應用）、DTS（調(diào)度仿真）等。

2.調(diào)度管理

變電站由省電力調(diào)度通信中心和市地調(diào)雙重調(diào)度管理，遠動信息采用一發(fā)四收同時發(fā)往省中調(diào)、省備調(diào)和地調(diào)、地備調(diào)。

3.遠動信息內(nèi)容

（一）遙信部分

1）線路（旁路）單元

監(jiān)控范圍：斷路器位置信號、隔離開關(guān)位置信號、手車開關(guān)位置信號、斷路器操作機構(gòu)異常信號、斷路器控制回路斷線信號、主保護動作信號、后備保護動作信號、

保護及重合閘異常信號、高頻保護通道故障信號、光纖保護通道故障信號、保護裝置異常信號、重合閘動作信號、斷路器三相位置不一致、交流回路斷線信號、SF6氣壓低及SF6低壓閉鎖。

2）主變壓器單元

監(jiān)控范圍：各側(cè)斷路器位置信號、各側(cè)隔離開關(guān)位置信號（含中性點地刀）、有載調(diào)壓開關(guān)位置信號、各側(cè)斷路器操作機構(gòu)異常信號、冷卻系統(tǒng)異常信號、冷卻器全停信號、控制回路斷線信號、主變油位及壓力異常信號、消弧線圈異常信號、油及繞組溫度高信號、交流回路斷線信號、主保護動作信號。

3）母線單元

監(jiān)控范圍：斷路器位置信號、隔離開關(guān)位置信號、母線保護動作信號、控制回路斷線信號、保護裝置異常信號、斷路器操作機構(gòu)異常信號、母線保護動作信號、交流回路斷線信號。

4）中央信號單元

監(jiān)控范圍：事故總信號、預告總信號、直流接地信號、直流系統(tǒng)異常信號、10千伏及35千伏系統(tǒng)接地信號、控制電源消失信號、PT二次回路異常信號（含電能表）、故障錄波器動作信號、故障錄波器異常信號、低周減載裝置動作信號、低周減載裝置異常信號、安穩(wěn)裝置異常信號、裝置動作信號。

（二）遙測量部分

監(jiān)測范圍：220kV、110kV線路有功、無功、電流，10kV線路電流，220kV、110kV母線三相電壓，10kV母線線電壓Uab或相電壓Uan、Ubn、Ucn，分段、母聯(lián)電流，旁路有功、無功、電流，電容器三相電流、無功，主變各側(cè)有功、無功、電流，直流電壓，變壓器溫度，站用變低壓側(cè)三相電壓，電能量。

（三）遙控部分

控制范圍：高壓斷路器、主變中性點接地刀閘、各間隔隔離開關(guān)、收發(fā)訊信號復歸、接地信號復歸、220kV及110 kV隔離開關(guān)、故障錄波器復歸、無功補償裝置投切、保護和自動裝置投切、遠方修改保護定值、變壓器分接開關(guān)（為備用調(diào)壓措施）、消弧線圈分接開關(guān)。

4.遠動設(shè)備

變電站采用微機監(jiān)控系統(tǒng)，遠動信息由監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一采集和處理，信息通過遠動工作站與省中調(diào)、省備調(diào)、地調(diào)、地備調(diào)通信。監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置兩臺互為熱備用的遠動工作站，采用調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)和2M通道與省中調(diào)通信；采用調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)與省備調(diào)通信；采用調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)和2M通道與市地調(diào)通信。要求遠動工作站具備數(shù)據(jù)網(wǎng)接口2M數(shù)字接口和4線模擬接口。數(shù)據(jù)網(wǎng)及2M數(shù)據(jù)通道傳輸采用IEC60870-5-104規(guī)約，4線模擬通道傳輸采用IEC60870-5-101規(guī)約。

5.調(diào)度自動化系統(tǒng)對通道的要求

主通道：變電站的調(diào)度自動化、電能計費信息以TCP/IP方式經(jīng)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)上傳至省中調(diào)、省備調(diào)、和地調(diào)、地備調(diào)。

后備通道：變電站至省中調(diào)、地調(diào)各需要一路2M通道。

6.電能計費

變電站裝設(shè)一臺電能表處理器（能接入96路電表），電表處理器將采集的電能表信息送往變電站監(jiān)控系統(tǒng)、省電力調(diào)度通信中心、地調(diào)電能計量自動化系統(tǒng)。要求變電站的電表處理器應能以IEC60870-5-102（省版）規(guī)約與省電能計費主系統(tǒng)和站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)進行可靠通信，信息通過數(shù)據(jù)網(wǎng)通道和2M通道傳至省中調(diào)和地調(diào)電能計量自動化系統(tǒng)，與監(jiān)控系統(tǒng)采用RS485口進行通信。

7.變電站二次安全防護系統(tǒng)

變電站二次系統(tǒng)分為生產(chǎn)控制大區(qū)和管理信息大區(qū)，其中生產(chǎn)控制大區(qū)分為控制區(qū)（安全區(qū)I）和非控制區(qū)（安全區(qū) II），管理信息大區(qū)可根據(jù)需要劃分安全區(qū)或安全網(wǎng)段。控制區(qū)的主要業(yè)務系統(tǒng)包括電能量采集裝置、繼電保護裝置、故障錄波子站、無設(shè)置功能的保護管理子站等。

管理信息大區(qū)的主要業(yè)務系統(tǒng)包括生產(chǎn)管理系統(tǒng)。

各安全區(qū)內(nèi)具有縱向、橫向數(shù)據(jù)通信業(yè)務的業(yè)務系統(tǒng)匯集接入各安全區(qū)的互聯(lián)交換機；各安全區(qū)的互聯(lián)交換機各自通過相應安全強度的安全防護設(shè)備橫向連接不同的安全區(qū)域，縱向連接不同的廣域網(wǎng)絡(luò)。

根據(jù)《南方電網(wǎng)電力二次系統(tǒng)安全防護技術(shù)實施規(guī)范》，變電站二次系統(tǒng)安全部署防護方案采用二次系統(tǒng)安全區(qū)橫向及縱向互聯(lián)方案，方案示意圖如下：

數(shù)據(jù)通信機：用于業(yè)務系統(tǒng)與其他相關(guān)系統(tǒng)之間的橫向及縱向數(shù)據(jù)通信。

控制區(qū)與非控制區(qū)的互聯(lián)交換機：用于各自區(qū)內(nèi)有橫、縱向數(shù)據(jù)通信的業(yè)務系統(tǒng)的匯集接入、接入系統(tǒng)之間的訪問控制、安全區(qū)的橫向及縱向互聯(lián)。

橫向互聯(lián)硬件防火墻：部署在控制區(qū)與非控制區(qū)的網(wǎng)絡(luò)邊界上，用于控制區(qū)與非控制區(qū)網(wǎng)絡(luò)的邏輯隔離，實現(xiàn)控制區(qū)有關(guān)業(yè)務與其他區(qū)域相關(guān)業(yè)務系統(tǒng)的橫向數(shù)據(jù)通信。

正向隔離裝置：部署在非控制區(qū)與管理信息大區(qū)的網(wǎng)絡(luò)邊界，用于生產(chǎn)控制大區(qū)網(wǎng)絡(luò)與管理信息大區(qū)網(wǎng)絡(luò)的高強度隔離，實現(xiàn)生產(chǎn)控制大區(qū)有關(guān)業(yè)務系統(tǒng)以正向單向方式向管理信息大區(qū)相關(guān)業(yè)務系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)。

控制區(qū)縱向加密認證網(wǎng)關(guān)：部署在控制區(qū)與調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)實時VPN之間，用于本地控制區(qū)與遠端控制區(qū)相關(guān)業(yè)務系統(tǒng)或業(yè)務模塊之間網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信的身份人證、訪問控制和傳輸數(shù)據(jù)的加密與解密，保障系統(tǒng)鏈接的合法性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)臋C密性及完整性。

非控制區(qū)縱向加密認證網(wǎng)關(guān)（硬件防火墻）：部署在非控制區(qū)與調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)非實時VPN之間，用于本地非控制區(qū)與遠端非控制區(qū)相關(guān)業(yè)務系統(tǒng)或業(yè)務模塊之間網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信的訪問控制。

根據(jù)以上方案，變電站應在生產(chǎn)控制大區(qū)內(nèi)部署：縱向加密認證網(wǎng)關(guān)、縱向硬件防火墻、橫向互聯(lián)防火墻各1套以及互聯(lián)交換機2套，以上配置均以雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)配置。

8.結(jié)語

對變電站實現(xiàn)微機實時監(jiān)控與調(diào)度自動化，能夠使變電站調(diào)度人員準確地了解電網(wǎng)的運行狀態(tài)，使電網(wǎng)在最佳狀態(tài)下運行，以取得最優(yōu)的經(jīng)濟效益。當電網(wǎng)發(fā)生故障時，變電站實時監(jiān)控系統(tǒng)能夠及時提供變電站現(xiàn)場的運行信息和故障線路，使調(diào)度人員能及時采取措施，縮短停電時間。

參考文獻：

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