調控一體化下調度自動化系統的研究與實施

蘭文銳

甘肅白銀供電公司　甘肅白銀　730900

調控一體化下調度自動化系統的研究與實施

蘭文銳

甘肅白銀供電公司甘肅白銀730900

介紹了白銀供電公司調度自動化現狀，從硬件配置、網絡通信、病毒防護等方面論述了調控一體化模式下白銀供電公司調度自動化系統的實施方案。這一系統能夠實現自動化信息的共享，提高了電網調度自動化運行的整體水平。

電力系統；調度；自動化

1　研究背景

按照國家電網公司三集五大戰略部署，為推動生產組織模式重構和運行機制創新，完善運行組織架構，轉變調度運行模式，提高集約化管理水平，白銀供電公司實施了調控一體化大運行模式的建設[1]。

白銀電網原有的調度管理模式是，白銀地調負責全網的調度和指揮，白銀集控、靖遠集控、景泰集控負責所轄變電站的遙控操作和運行監視。單一的開關操作由地調向集控下令，集控人員通過集控自動化系統進行遙控操作。大型復雜的操作由地調向集控下令，再由集控向運維班下令，由運維班到變電站現場進行操作。

調控一體化模式實施后，撤銷了白銀、靖遠、景泰三個集控中心，將監控功能合并至地調，電網的遙控操作和運行監視由地調中心統一負責[2]。

建設調控一體化模式，需要有調度自動化系統強有力的技術支持，因此，要求地調自動化系統與集控自動化系統實現互聯，保證整個自動化信息網絡的堅強，進而保證自動化信息的正確、可靠。

2　調度自動化現狀

白銀供電公司有一套地調自動化系統和白銀、靖遠、景泰三套集控自動化系統。根據電網調度和監控的需要，地調自動化系統具有監控與數據采集(SCADA)、高級應用軟件(PAS)、調度員培訓仿真系統(DTS)、網絡瀏覽等功能模塊，三套集控自動化系統只有SCADA功能模塊。白銀電網變電站分片向三個集控中心和白銀地調上傳電網運行實時信息。調控一體化模式實施前，三個集控中心通過各自集控自動化系統對所轄縣區電網實施監控，白銀地調通過地調自動化系統對白銀地區全網進行調度和指揮，地調自動化系統與三套集控自動化系統之間無連接，信息不能共享和互備。

3　調控一體化模式下調度自動化系統方案

由于原有三個集控中心的自動化系統運行穩定、功能完備、信息正確，因此在實施調控一體化后，集控自動化系統可以作為地調自動化系統的分散式備用系統。一旦地調自動化系統故障或癱瘓導致功能失效，三個集控自動化系統可以立即擔負監控和指揮電網的重任，有利于構建堅強的白銀電網自動化網絡。保留三個集控自動化系統，還可以幫助自動化人員對比和分析變電站上傳的電網實時信息，有利于自動化信息的調試和自動化系統的維護[3]。

地調自動化系統和集控自動化系統目前只是一個個信息孤島，迫切需要實現互聯，以利于自動化信息的整合和共享，實現調度、集控、運行的分級管理。當地調自動化系統上傳的電網實時信息中斷時，通過轉發三個集控自動化系統的信息，可以保證地調的調度、集控人員對電網不間斷監控，在目前白銀供電公司已全部實現無人值守變電站的情況下，有利于電網的安全、穩定運行[4]。

白銀地調與三個集控中心已經實現了光纖通信，因此可通過光纖通信網絡實現地調自動化系統與集控自動化系統的互聯，同時，應滿足電力二次系統安全防護的要求[5]。在甘肅省調已經建設調度數據網絡而白銀地調尚未建設調度數據網絡的情況下，可以借鑒調度數據網絡的模式，實現地調自動化系統與集控自動化系統的互聯[6]，如圖1所示。

圖1　調度自動化系統示意圖

4　硬件配置

在白銀集控、靖遠集控、景泰集控分別部署路由器、縱向加密認證裝置、實時交換機各一臺。由于地調自動化系統與集控自動化系統互聯只有自動化信息這一實時業務，無非實時業務，因此不需要部署非實時交換機[7]。

省調數據網絡在白銀地調設有骨干節點，地調自動化系統與集控自動化系統的互聯可以利用省調在白銀地調的網絡設備，不必重新部署新網絡設備。由于省調路由器的接口不足，需要在省調路由器上增加一塊具有8個以太網口的接口板[8]。

5　網絡通信

地調自動化系統與集控自動化系統互聯，數據通信量大，為了組網靈活，方便后續擴充網絡帶寬，考慮在各個節點路由器與通信光端機之間采用以太網方式連接。

地調自動化系統和三個集控自動化系統都是獨立的局域網，分屬不同的子網，且靖遠集控和景泰集控的網絡地址完全相同，各個系統均有若干服務器和工作站，網絡地址不能更改。

通過省調在白銀地調的骨干節點進行通信，地調自動化系統和三個集控自動化系統必須采用省調分配的網際協議(IP)地址。地調自動化系統與集控自動化系統互聯，只是地調前置機與集控前置機通信，于是向省調申請，為地調自動化系統和三個集控自動化系統各分配了兩個IP地址，具體見表1。

地調自動化系統與集控自動化系統通信，可以采用兩種方式，一種是在路由器或縱向加密認證裝置中進行網絡地址轉換，另一種是在前置機網口上綁定第二個IP地址。為了利于網絡的統一管理和增加網絡的靈活性，采用第二種方式[9]。

6　方案實施

在省調的調度數據網絡中建有實時和非實時虛擬專用網(VPN)，地調自動化系統與集控自動化系統的通信納入省調實時VPN中。

省調sr6608路由器配置如下：

……

interface GigabitEthernet2/0/0.100

vlan-type dot1q vid 100

description VPN-RT

ip binding vpn-instance vpn-rt

ip address 10.62.37.1 255.255.255.0

……

以靖遠集控為例，集控msr5040路由器配置如下：

表1　調度自動化系統網絡配置

……

interface GigabitEthernet0/1.2

vlan-type dot1q vid 100

description VPN-RT

ip binding vpn-instancevpn-rt

ip address 10.62.38.209 255.255.255.240

qos apply policy p_vpn_rt_ip inbound

……

白銀地調自動化系統和三個集控自動化系統均為A、B雙網結構，而地調自動化系統與集控自動化系統互聯是單網通信，因此統一在各個前置機的A網網口綁定第二個IP地址。靖遠集控和景泰集控自動化系統是Windows操作系統，綁定第二個IP地址很容易。白銀地調和白銀集控自動化系統是Unix操作系統，綁定第二個IP地址稍顯復雜，以地調為例，方法如下。

以root用戶登錄，在/etc/hosts文件中增加10.62.37.5 byqz2d，在/etc/netmasks文件中增加10.62.37.0 255.255.255.240，新建/etc/hostname.ce0：2文件，定義第二個IP地址對應的計算機名byqz2d，新建/etc/defaultrouter文件，定義路由器網關地址10.62.37.1。

地調自動化系統和集控自動化系統的自動化信息量非常大，因此需要采用傳輸控制協議和IP通信方式，以及IEC 104規約，實現地調自動化系統與集控自動化系統的數據轉發和自動化信息共享。需要轉發的每個廠站，在兩系統均建立接收和發送兩個通道，即采用非平衡方式。多個通道在兩端轉發節點對應相同的IP地址與不同的端口號。遙測轉發原始值，方便信息的接收處理、查看，也方便后續信息的增加和修改。基于安全考慮，數據轉發中只轉發遙信和遙測，不轉發遙控，并采取全信息量轉發，即遙信和遙測的全部信息同時轉發。在每個系統中，所轄廠站的自動化信息有兩個來源，為直采和轉發，以廠站直采為主用，以系統轉發為備用[10]。

實現地調自動化系統與集控自動化系統數據轉發后，地調自動化系統與集控自動化系統的自動化信息將變為三角環網模式傳送，變電站兩路通道同時分別向地調自動化系統和集控自動化系統直送數據，地調自動化系統與集控自動化系統之間進行數據轉發。若變電站的一路通道中斷，不會影響地調和集控站的信息采集和對變電站的監控，同時滿足變電站到任一自動化主站不同路由雙通道的要求。調度自動化系統信息傳送如圖2所示。

圖2　調度自動化系統信息傳送示意圖

在進行互聯的兩個自動化系統數據庫中修改通道參數表，為每個變電站增加一個轉入通道和一個轉出通道，見表2。

修改遠程終端單元(RTU)路徑參數表，為每個變電站增加一個轉入通道，這樣每個變電站將有兩個通道，其中直采通道優先級設為1，轉入通道優先級設為0，即以直采通道為主用，以轉入通道為備用，見表3。

表2　通道參數表

表3　RTU路徑參數表

7　病毒防護

實現地調自動化系統與集控自動化系統互聯后，可以使白銀集控、靖遠集控、景泰集控基于Windows操作系統的計算機連接到設在地調的防病毒服務器，實現網絡方式的病毒防護和病毒庫自動更新。

地調自動化系統的防病毒服務器由省調統一部署，并由省調進行病毒庫定時更新。連接到地調防病毒服務器的Windows操作系統，可以安裝由省調統一購置的網絡版病毒防護軟件，并進行病毒庫自動更新。

每個集控自動化系統只有兩臺前置機能夠與地調自動化系統直接連接，其它計算機無法直接與地調自動化系統連接。采用Windows操作系統中Internet連接共享方法，實現其它計算機與地調自動化系統的連接。

首先在每個集控自動化系統第二臺前置機的B網卡屬性對話框共享頁中設置將此網卡共享，即選取允許其它網絡用戶通過此計算機的Internet連接來連接復選框，此時系統會自動將A網卡IP地址設為192.168.0.1，打開A網卡的屬性對話框，將192.168.0.1改為原來的IP地址。

然后在其它計算機的B網卡屬性對話框中將網關設置成第二臺前置機B網卡的IP地址，這樣就實現了其它計算機與地調自動化系統防病毒服務器的連接。

8　結論

白銀地調自動化系統與三個集控自動化系統互聯后，能夠實現自動化信息的共享。對地調而言，廠站直采和系統轉發兩個不同途徑的數據源可以互為備用，提高了自動化信息的可靠性，并提高了電網調度自動化運行的整體水平，對地區電網的安全、優質、經濟運行是極大的技術支持，能夠更好地實現調度、集控、運行的分級管理。

[1] 羅濤，何海英，呂洪波，等.基于全壽命周期理論的電網調控一體化管理模式評價[J].華東電力，2011,39(2)： 172-175.

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[4] 鄧小珍.地區電網調控一體化系統建設的研究與分析[D].保定： 華北電力大學，2013.

[5] 金雙喜，裘峰源，宣躍.地區電網調控一體化系統建設的研究與分析[J].陜西電力，2011(1)： 49-52.

[6] 張道杰，王廣民，慕宗君，等.網絡保護調控一體化的研究與應用[J]. 電力系統保護與控制，2013,41(14)： 149-153.

[7] 劉晴.地區電力調度數據網建設模式研究[J].電力系統通信，2013,34(1)： 11-15.

[8] 劉麗榕，王玉東，肖智宏，等.國家電網調度數據網建設方案研究[J].電力系統通信，2011,32(2)： 18-21.

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(編輯： 啟德)

Introduced the current situation of scheduling automation of Baiyin Power Supply Company, and discussed the implementation plan of automatic scheduling system of Baiyin Power Supply Company under the mode of integrated regulation and control from aspects of hardware configuration, network communication and virus protection. This system can share the automated information resource and improve the overall automation level of grid scheduling.

PowerSystem；Scheduling；Automation

TM734

B

1674-540X(2017)04-012-05

2017年10月

蘭文銳(1968—)，男，本科，高級工程師，主要從事電網調度自動化管理工作，E-mail: lanwr@126.com