地區(qū)電網(wǎng)地縣級備用調(diào)度系統(tǒng)建設(shè)方案

符 雅

（湖南力通電力勘測設(shè)計(jì)咨詢有限公司，湖南 長沙 410000）

0 引 言

隨著電力建設(shè)的快速發(fā)展，電網(wǎng)已成為我國重要的基本設(shè)施之一。電力通信網(wǎng)是支撐電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行和公司信息化管理的重要基礎(chǔ)設(shè)施[1]。為適應(yīng)地縣電網(wǎng)發(fā)展和“調(diào)控合一”的趨勢，地縣級電網(wǎng)調(diào)度控制業(yè)務(wù)對技術(shù)支持系統(tǒng)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)調(diào)度業(yè)務(wù)的備用等需求不斷提高，亟需加強(qiáng)地縣級電網(wǎng)備用調(diào)度系統(tǒng)建設(shè)，以提高有效防范各類風(fēng)險(xiǎn)的能力，確保電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行[2]。

1 調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

1.1 調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)基本情況

省級調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)由核心層、匯聚層、接入層構(gòu)成，其中核心層為省調(diào)節(jié)點(diǎn)，匯聚層為地調(diào)節(jié)點(diǎn)，接入層為220 kV變電站和直調(diào)發(fā)電廠節(jié)點(diǎn)。調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)通信鏈路主要采用光纖電路，所有鏈路均采用雙冗余互備信道。每個(gè)地調(diào)通過兩條2M電路與省調(diào)相連，每個(gè)變電站采用兩條2M電路與所屬地調(diào)相連，每個(gè)電廠通過1條2M電路接入省調(diào)、1條2M電路接入所在地調(diào)。地區(qū)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)工程覆蓋了整個(gè)地區(qū)所有35～220 kV變電站，按照電網(wǎng)公司標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃為核心層、匯聚層、接入層3層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

1.2 通信網(wǎng)絡(luò)基本情況

1.2.1 地區(qū)通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

各個(gè)地區(qū)已建有地區(qū)光纖通信網(wǎng)，其中市區(qū)、縣區(qū)110 kV及以上變電站基本已實(shí)現(xiàn)雙光纜路由，并分別建有市區(qū)10G骨干網(wǎng)Ⅰ和地區(qū)10G骨干網(wǎng)Ⅱ，兩骨干網(wǎng)之間在地區(qū)地調(diào)中心機(jī)房互聯(lián)。地區(qū)通信網(wǎng)主要按核心層、匯聚層和接入層3個(gè)網(wǎng)絡(luò)層次組織。核心層網(wǎng)絡(luò)傳輸容量為10G，由地區(qū)地調(diào)中心站及各重要220 kV變電站組成，遠(yuǎn)期帶寬可達(dá)更高；匯聚層網(wǎng)絡(luò)傳輸容量為622M或2.5G，由城區(qū)環(huán)網(wǎng)、中心站鏈路和各縣調(diào)匯聚層等STM-4/16網(wǎng)絡(luò)組成；接入層網(wǎng)絡(luò)傳輸容量為155M或622M，由組織架構(gòu)上暫無法接入環(huán)網(wǎng)、數(shù)據(jù)量較小且通信業(yè)務(wù)量較少的通信節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。

1.2.2 縣調(diào)通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

地區(qū)各縣調(diào)所轄35 kV變電站、開關(guān)站及供電營業(yè)所等基本均已開通光纖通信系統(tǒng)，各縣調(diào)骨干鏈路基本采用622M傳輸容量，各分支鏈路主要傳輸容量為155M。

1.2.3 容災(zāi)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

目前光纖通信網(wǎng)絡(luò)基本覆蓋到了各變電站，覆蓋面較廣，但由于各網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)是分期、分階段進(jìn)行，因此仍存在如下問題。一是大部分光傳輸網(wǎng)匯聚點(diǎn)比較單一，存在單點(diǎn)故障風(fēng)險(xiǎn)；二是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不夠完善，部分區(qū)段纖芯資源和帶寬不足；三是通信網(wǎng)管系統(tǒng)統(tǒng)一部署在地調(diào)，缺乏可靠備份。

為了滿足信息災(zāi)備體系和電網(wǎng)備用調(diào)度體系的建設(shè)需求[3]，地區(qū)通信網(wǎng)絡(luò)選擇220 kV的A變電站作為地區(qū)第二匯聚點(diǎn)，各縣調(diào)通信網(wǎng)絡(luò)第二匯聚點(diǎn)分別為B、C、D、E、F變電站。此外，各第二匯聚點(diǎn)設(shè)置地區(qū)/縣調(diào)備用網(wǎng)管系統(tǒng)的遠(yuǎn)程工作站，以對地網(wǎng)級/縣級網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視管理。

2 地縣備用調(diào)度建設(shè)原則

2.1 地縣級備用調(diào)度建設(shè)原則

在某個(gè)220 kV變電站建立備調(diào)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（第二核心層節(jié)點(diǎn)），在220 kV變電站或110 kV變電站設(shè)置第二匯聚節(jié)點(diǎn)，第二匯聚節(jié)點(diǎn)與地調(diào)主調(diào)節(jié)點(diǎn)直聯(lián)，所有接入層節(jié)點(diǎn)皆接入第二匯聚節(jié)點(diǎn)。通過建設(shè)第二匯聚點(diǎn)，與現(xiàn)有的地調(diào)、縣調(diào)第一匯聚點(diǎn)形成雙匯聚、雙交叉的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，各調(diào)度對象的各類業(yè)務(wù)通過獨(dú)立的通道路而不經(jīng)過現(xiàn)有中心站送至第二匯聚點(diǎn)，當(dāng)備調(diào)主調(diào)失去功能時(shí)，仍能由相應(yīng)的備用調(diào)度履行調(diào)度職能[4]。

2.2 簡易型地調(diào)采集監(jiān)控系統(tǒng)選址原則

備調(diào)應(yīng)建立在調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的第二匯聚點(diǎn)，備用調(diào)度選址應(yīng)充分考慮地理地質(zhì)、環(huán)境條件、基礎(chǔ)設(shè)施、通信網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)行維護(hù)、與主調(diào)距離以及與相關(guān)調(diào)度合建的可能性等多種因素，其建筑設(shè)施應(yīng)堅(jiān)固牢靠、簡約實(shí)用，盡可能充分利用已有生產(chǎn)辦公用房，不再為備調(diào)新建辦公樓[5-7]。

各地區(qū)在通信及調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)第二節(jié)點(diǎn)進(jìn)行必要場地改造，建設(shè)簡易型采集監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對地區(qū)電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集處理，配置電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控功能。地調(diào)簡易采集監(jiān)控系統(tǒng)所有的參數(shù)、圖形、模型等均應(yīng)與地調(diào)主調(diào)系統(tǒng)及時(shí)同步。在省調(diào)設(shè)置地調(diào)備用調(diào)度席位和專崗，集中實(shí)現(xiàn)對地調(diào)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)功能的備用。地調(diào)所承擔(dān)的設(shè)備監(jiān)控業(yè)務(wù)由當(dāng)?shù)氐脑O(shè)備運(yùn)維單位承擔(dān)，省調(diào)運(yùn)用遠(yuǎn)程瀏覽功能實(shí)現(xiàn)對所轄地調(diào)業(yè)務(wù)的集中備用，設(shè)備運(yùn)維單位運(yùn)用同樣功能實(shí)現(xiàn)對所轄變電站設(shè)備的操作和監(jiān)控業(yè)務(wù)備用?？h調(diào)備用功能在地調(diào)主調(diào)可集中實(shí)現(xiàn)，通過在地調(diào)主調(diào)進(jìn)行必備的場地改造，設(shè)置縣調(diào)備用調(diào)度席位和專崗及備用值班設(shè)施，主要承擔(dān)所轄縣調(diào)備用實(shí)時(shí)調(diào)度業(yè)務(wù)。

3 地縣級備用調(diào)度建設(shè)方案

3.1 地級備用調(diào)度建設(shè)方案

在通信網(wǎng)絡(luò)配套改造基礎(chǔ)上，構(gòu)建地區(qū)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)第二核心節(jié)點(diǎn)及匯聚點(diǎn)，完善地區(qū)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。在各地調(diào)通信及調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)第二節(jié)點(diǎn)進(jìn)行簡易型采集監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)對地區(qū)電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集處理。在省調(diào)設(shè)置地調(diào)備用調(diào)度席位和專崗，當(dāng)某地調(diào)主調(diào)失去功能時(shí)可由省調(diào)立即接管該地調(diào)實(shí)時(shí)調(diào)度業(yè)務(wù)，該地調(diào)所承擔(dān)的設(shè)備監(jiān)控業(yè)務(wù)由當(dāng)?shù)氐脑O(shè)備運(yùn)維單位承擔(dān)。信息采集網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 信息采集網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

3.2 簡易型地調(diào)采集監(jiān)控系統(tǒng)基本配置要求

簡易型監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)配置設(shè)備管理系統(tǒng)（Equipment Management System，EMS）設(shè)備及軟件。硬件主要包括數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA）服務(wù)器、歷史服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、磁盤陣列、調(diào)度工作站、EMS交換機(jī)、采集網(wǎng)交換機(jī)、工作微機(jī)、點(diǎn)對點(diǎn)延長器、投影機(jī)、打印機(jī)、服務(wù)器機(jī)柜以及配電柜等設(shè)備；軟件主要包括SCADA軟件、安全操作系統(tǒng)軟件、技術(shù)支持系統(tǒng)支撐平臺軟件以及地區(qū)數(shù)據(jù)庫同步軟件等。

省調(diào)主調(diào)設(shè)置所轄地調(diào)遠(yuǎn)程監(jiān)控瀏覽終端和備用值班設(shè)施。在地調(diào)調(diào)度室設(shè)置縣調(diào)備用調(diào)度席位，根據(jù)調(diào)度席位配置工作臺、電話調(diào)度臺等配套設(shè)施。地縣調(diào)備用調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)依托調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，采用統(tǒng)一規(guī)范實(shí)現(xiàn)各級調(diào)度系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、服務(wù)、圖形以及模型的共享。

備用調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)必須遵循統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。地區(qū)調(diào)度的監(jiān)視控制功能可通過地調(diào)主調(diào)、當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)、簡易型采集監(jiān)控系統(tǒng)以及有授權(quán)的遠(yuǎn)程監(jiān)控瀏覽終端等實(shí)現(xiàn)。主、備調(diào)系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)模型一致、信息自動(dòng)同步[8]。在安全認(rèn)證和授權(quán)的前提下，省調(diào)主調(diào)可直接瀏覽地調(diào)主調(diào)和簡易型采集監(jiān)控系統(tǒng)的畫面，可執(zhí)行設(shè)備控制操作，實(shí)現(xiàn)對各地調(diào)實(shí)時(shí)調(diào)度業(yè)務(wù)的集中備用。簡易型地調(diào)采集監(jiān)控系統(tǒng)和地調(diào)主調(diào)系統(tǒng)應(yīng)能夠及時(shí)地將重要系統(tǒng)級故障上送到省調(diào)主調(diào)系統(tǒng)，以方便備調(diào)值班員能夠及時(shí)并準(zhǔn)確地掌握調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的情況。簡易型地調(diào)采集監(jiān)控系統(tǒng)和地調(diào)主調(diào)系統(tǒng)應(yīng)支持實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的展示及實(shí)現(xiàn)畫面文件的傳輸，接收省調(diào)主調(diào)發(fā)送的控制命令并能解析執(zhí)行。簡易采集監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)免維護(hù)，模型、圖形、參數(shù)等都應(yīng)該與地調(diào)主調(diào)系統(tǒng)及時(shí)同步[9]。

基于安全標(biāo)簽和調(diào)度數(shù)字證書，按照安全訪問控制策略可實(shí)現(xiàn)縱向遠(yuǎn)程監(jiān)控瀏覽?；诳诹罟芾恚蓪?shí)現(xiàn)本地操作人員的權(quán)限管理和安全認(rèn)證。對部分不配置縱向加密認(rèn)證裝置，通過調(diào)度數(shù)字證書和安全標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)對調(diào)度控制指令的單向認(rèn)證加密[10]。此外，簡易型地調(diào)采集監(jiān)控系統(tǒng)信息采集范圍應(yīng)與主調(diào)系統(tǒng)保持一致。對于地縣一體化模式的地調(diào)主調(diào)系統(tǒng)，簡易型地調(diào)采集監(jiān)控系統(tǒng)需實(shí)現(xiàn)對全部地縣級廠站的信息采集。對于獨(dú)立縣調(diào)系統(tǒng)模式，由于在建設(shè)縣級備用調(diào)度時(shí)地調(diào)主調(diào)系統(tǒng)將經(jīng)擴(kuò)容實(shí)現(xiàn)對縣調(diào)廠站的直接信息采集，因此無論采取地縣一體化模式還是獨(dú)立縣調(diào)系統(tǒng)模式的地調(diào)主調(diào)系統(tǒng)，其簡易型地調(diào)采集監(jiān)控系統(tǒng)最終均需實(shí)現(xiàn)對地縣廠站信息的直接采集。簡易型地調(diào)采集監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)地區(qū)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)第二核心節(jié)點(diǎn)和縣級第一、二冗余匯聚節(jié)點(diǎn)直接采集地縣調(diào)所調(diào)度管轄廠站信息。

3.3 縣級備用調(diào)度建設(shè)方案

縣級備用調(diào)度功能在地調(diào)主調(diào)集中實(shí)現(xiàn)，在地調(diào)主調(diào)進(jìn)行必備的場地改造，設(shè)置縣調(diào)備用調(diào)度席位和專崗，主要承擔(dān)所轄縣調(diào)備用實(shí)時(shí)調(diào)度業(yè)務(wù)。在地調(diào)調(diào)度室內(nèi)設(shè)置專用縣級備用調(diào)度席位，配置遠(yuǎn)程工作站、辦公微機(jī)、調(diào)度電話臺。地縣一體化模式下，地調(diào)備用簡易采集監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)通過地區(qū)數(shù)據(jù)網(wǎng)第二匯聚節(jié)點(diǎn)接入全部地縣廠站信息。220 kV A變電站位于市區(qū)，交通便利，供電可靠性高，是地區(qū)光傳輸通信網(wǎng)絡(luò)的重要節(jié)點(diǎn)。其通信路由組織可靠靈活，均已配置省網(wǎng)、地網(wǎng)光傳輸設(shè)備，業(yè)務(wù)已實(shí)現(xiàn)相互聯(lián)通。該站擁有充足的擴(kuò)容空間和電源容量，具備建設(shè)地調(diào)備用系統(tǒng)的內(nèi)外部條件。根據(jù)地調(diào)備用系統(tǒng)選址要求，綜合考慮選擇220 kV A變電站作為地區(qū)地調(diào)備用系統(tǒng)選址。

4 結(jié) 論

通過該項(xiàng)目的實(shí)施，完成地區(qū)電網(wǎng)備用調(diào)度建設(shè)，與省級備用調(diào)度配合形成完備的備用調(diào)度體系，滿足調(diào)度生產(chǎn)指揮和電網(wǎng)運(yùn)行控制的需要，提高防范各類風(fēng)險(xiǎn)的能力，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)可靠供電。通過建設(shè)第二匯聚點(diǎn)，與現(xiàn)有的地調(diào)、縣調(diào)第一匯聚點(diǎn)形成雙匯聚、雙交叉的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，保證在現(xiàn)有中心站失效的情況下仍能由相應(yīng)的備用調(diào)度系統(tǒng)履行調(diào)度職能。