電力集中控制自動化特點分析

摘要：隨著電網發展和無人值班變電站的推廣，在對電網進行監測和調度的基礎上，調度自動化系統中增加了控制功能，即由調度人員承擔原來由變電站工作人員進行的設備監視和控制工作，這種運行模式既可減少運行人員，又可讓調度人員熟悉電網及設備的運行情況，為正確處理事故打下基礎。文章介紹了集控自動化系統的概念及電網中采用集控自動化系統的優越性，闡述了集控自動化系統的體系結構及系統特點，并對集控自動化系統和調度自動化系統之間的關系進行了分析。

關鍵詞：集控自動化系統 監控 技術

0 引言

隨著電網發展和無人值班變電站的推廣，在對電網進行監測和調度的基礎上，調度自動化系統中增加了控制功能，即由調度人員承擔原來由變電站工作人員進行的設備監視和控制工作，這種運行模式既可減少運行人員，又可讓調度人員熟悉電網及設備的運行情況，為正確處理事故打下基礎。但是，隨著無人值班站的增多，僅僅依靠調度自動化系統來監控全網的運行模式遇到了不少問題：①隨著無人值班站增多和站端自動化系統及通信手段的改善，調度自動化系統接收到的信息越來越多，將不斷增加調度員的工作量；②目前，自動化設備的抗干擾能力尚有缺陷，誤發信情況比較多，容易降低調度人員的警惕性，而且調度自動化系統在遙信處理方面手段不夠完備，會導致“信息淹沒”現象，即有些信息未經調度員處理便被忽視了，無形中降低了電網的安全運行水平。

集控自動化系統是集實時監控(SCADA)、運行管理、智能操作票等于一體的自動化系統，運行人員可通過該系統監測變電站設備運行情況和對設備進行控制。

1 集控自動化系統的建立

建立集控自動化系統的優越性有：

1.1很好地滿足大電網運行的需要。集控自動化系統是隨著電網規模擴大，無人值班變電站增加而出現的?！稄V東省電力集團公司無人值班變電站管理規定(試行)》明確規定要建立集控中心。依照該規定，無人值班站的集控端原則上有以下三種方式：①集控端設在多個中心變電站，實現分片控制，有省中調調度的220KV變電站參與的無人值班變電站系統宜按此方式進行規劃設計；②集控端設在集中控制中心，集中控制中心和相應的調度中心分開，集控員、調度員各負其責，可共用一套自動化主系統，但分用工作站；③集控端與調度中心設在一起，集控端的工作由調度員負責，但有省中調調度的220KV變電站參與的無人值班變電站系統，禁止采用這種方式，如果無人值班站數大于10座，也不宜采用這種方式。

筆者曾參與該規定的編制。在討論時，與會者都認為以第一種方案為最優，建議各地區優先采用，而該方案就要求必須建立獨立的集控自動化系統。

1.2可減輕調度員工作負擔。由于集控自動化系統的建立，調度員可專注于電網調度，做好負荷預測、事故預想等工作，有利于保證電網的安全、經濟運行。

1.3可提高設備運行水平。集控自動化系統從某個角度可理解為將運行人員集中在某個地點，同時對幾個變電站設備進行監控的一種自動化手段。它為運行人員提供十分詳細的設備運行信息，可方便地掌握設備各方面的狀況，顯著提高設備運行水平。

1.4集控自動化系統和調度自動化系統分開，有利于兩個系統本身的設計和穩定運行。隨著變電二次設備微機化和通道的改善，系統所采集的信息量比以前增加了許多，加上目前220KV變電站推廣無人值班，所需采集的信息量也十分龐大，如果把這么大的信息量匯集到一個系統中，要求它既要有完善的調度功能(包括EMS等高級應用)，又要有很好的監控設備能力，這將對調度自動化系統提出很高的要求。從國內有關自動化系統現狀來看，筆者認為還是分成兩個系統更能符合運行的要求。

2 集控自動化系統組成

集控自動化系統組成基本與調度自動化系統相似，通常由以下子系統組成：

2.1數據處理子系統數據處理子系統由SCADA服務器和數據采集系統組成。該子系統提供與廠站端設備之間的通信鏈路，完成數據采集、處理、監視和控制功能。

2.2人機交互子系統人機交互子系統由操作員工作站、維護工作站和外圍設備組成。其中操作員工作站可以監視電力系統的運行狀態、越限報警、發送控制命令以及監視計算機系統的運行狀態，并完成集控自動化系統的各種人機交互功能；而維護工作站除了具備操作員工作站各項功能外，還可以進行有關的程序開發和系統維護工作。

2.3局域網子系統系統具備雙以太網作為局域網，以提高系統的可靠性。雙以太網可工作在主/備方式或負載分流方式，當一條網段故障時，另一條網段應能自動承擔所有網絡負載。

2.4廣域網子系統該系統用于與變電站自動化系統及調度自動化系統等遠程計算機網的通信，通常采用路由器。路由器應能與雙局域網連接，并且通過配置不同的網絡通信接口卡，可實現不同協議和不同速率的連接。

2.5時鐘子系統系統應具備一套有天線及計算機網絡接口的全球定位系統(GPS)時鐘，該時鐘用于對集控自動化系統以及不具備GPS時鐘的廠站端設備進行對時，并提供電網頻率信號。

3 集控自動化系統特點

對比調度自動化系統，集控自動化系統主要有如下特點：

3.1由于集控自動化系統的使用者是運行人員，故其總體設計思想都圍繞運行人員的要求進行，包括功能模塊的配置、人機界面的要求等。

3.2有完善的操作票編寫系統。首先，操作票可根據運行人員在接線圖上的模擬操作自動生成，并可在編寫過程中檢查各操作步驟是否正確，這里的接線圖和實時監測的接線圖是分開的，以保證安全，但兩者畫面應自動統一，以減少維護工作量；其次，如果操作票內容都是通過集控系統進行的，系統應能對照模擬操作，在實際操作時檢查是否依照執行，這樣可大大提高操作的安全性，可惜由于目前國內各集控系統的操作票系統都是純粹的編寫系統，和實時系統是分開的，未能實現這一點，希望有關廠家能加強這方面的開發，以滿足運行的要求。

3.3集控自動化系統是運行人員監控設備的工具，對各設備的信息要求比較詳盡，必然導致系統信息量大增，因此要求系統信息處理能力高，主要表現在：①可方便屏蔽無用的信息(如設備檢修時送上來的信號)；②可對不同信息按重要等級進行分類，并可分類瀏覽，以便在發生事故時，運行人員可快速掌握情況，避免被大量的次要信息干擾，延誤事故處理時間；③對各條信息應有確認功能，并對未確認信息數量進行統計，以保證所有信息都不會被忽視。

3.4遙控操作應安全、方便、快捷。與調度自動化系統相比，集控系統的遙控操作工作量會大為增多，因為它除了對開關進行遙控外，還要對刀閘進行遙控，因此在保證遙控操作安全基礎上，應盡量減少環節，節省時間，提高效率。一般情況下，在進行遙控操作時，操作人員和監護人員都應輸入密碼，以避免無關人員誤操作。但在很多操作須連續進行時，如果每次操作都要輸密碼，必然增加操作時間，但對保證安全卻沒有實質性作用。因此，應考慮在進行批量操作時，操作人和監護人只輸入一次密碼即可。當然，系統應有相應辦法保證操作完成后，密碼安全體系恢復作用。

3.5集控系統應與變電站MIS緊密聯系，把MIS中的數據利用起來。