变电站集中监控的设计与管理
2008-01-11 15:36:10 来源：
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电力18讯： 摘要：相对有人值班变电站而言，无人值班变电站是变电站一种先进的运行管理模式。它是以提高变电站设备可靠性和通信自动化为前提，并借助微机远动技术，对变电站实现远方监控，由远方值班员取代变电站现场值班员实施对变电站设备运行的有效控制和管理。该文通过对变电站集控的设计与管理，总结出变电站集中监控在山区的实践经验。
关键词：变电站；集中监控；设计与管理
中图分类号：TM761 文献标识码：B 文章编号：1003-0867(2007)11-0032-03
随着国民经济的发展和人们物质文化生活水平的不断提高，对电力需求愈来愈大，促使电力事业迅速发展，电网规模不断扩大，传统的生产技术和管理手段已无法适应新的形势，无人值班变电站的集中管理机构――集控站就应运而生。
1 变电站集中监控的设计
1.1 控制通道
湖北省鹤峰县电力网络地域分布广，完全自主架设光纤造价太高，且每年的维护费用昂贵。过去常用的电力通信载波技术由于通信速率低，设备稳定性较差，不宜作为无人值班变电站监控的控制通道，为切实保障信息数据的准确无误的传送，在经过大量数据分析的基础上，采用目前应用最为广泛的光纤通信。
当前电信、移动、联通等运营商的光纤已通达每个乡镇，并且其光纤已形成环网，其可靠性很高，因此租用他们的通道成为目前的最优方案。鹤峰县电力公司除了县城内的近区为自主架设光纤外（九峰桥变电站、城关变电站与公司县调之间；白果变电站与走马变电站之间），到各乡镇的通道均为租用通道。
2002年租用了电信部门的2 M/E1电路，实现了到各变电站及各乡供电所的IP网络，通过此网络实现了调度SCADA远动传输、用电营销管理系统、办公自动化系统等功能应用。2006年为了满足集控站的建设，增加了移动公司4 M/E1 电路的租用。一方面带宽的增加，有利于工业视频监控、VOIP电话、视频会议等更多功能的应用；另一方面采用不同运营商的不同光纤线路，利用网络冗余技术使得网络通道的可靠性大大提高，满足集控站对通道的高可靠性要求。租用的电信和移动的E1通道通过网桥转换等技术，最终提供给现场的是以太网接口。
为确保在电网事故情况下，IP网络通道的畅通，电信、移动保证在市电中断的情况下，其后备电源能维持网络12 h畅通；在变电站内部，所有通道相关设备均接入站内的直流逆变供电回路。
1.2 数据采集与控制命令
集控站独立与各子站通信，除了与SCADA系统共用租用通道外，并不依赖SCADA系统的任何数据，由集控站的通信前置机负责与各站通信并解释各种规约。
公司系统内所有变电站的通信服务器对上级的通信均为RS-232接口，通信速率在1200～19200 Baud之间，为了实现串口在以太网上的传输，采用了MOXA公司的NPort-5210产品，将RS-232接口数据转换成TCP/IP数据通过IP网络传输，在PC机上，通过驱动程序还原为虚拟串口（RealCom），对虚拟串口的使用与真实的物理串口完全一样，并具备一些比真实的物理串口更好的功能。
NPort-5210支持4用户并发访问同一串口，满足了集控站双通信前置机的两个串口需求，可实现真正的冗余。
NPort-5210支持访问控制，只允许指定的IP地址对其访问，满足集控站对通信安全的要求。
1.3 网络安全
由于租用电信和移动的双通道不仅仅为集控站数据通道服务，在此通道上还有视频监控、用电管理、调度SCADA、VOIP电话、办公自动化等功能的应用，同时还有互联网+访问，为保证各应用系统的安全，全部网络均采用华为Quidview 3928P及Quidview 5624P三层交换机以保证各乡镇之间实现物理隔离，同时每个乡镇通过VLAN划分成6个子网，以保证各应用功能之间的安全。
通过三层交换机的路由和生成树协议，实现电信、移动双通道的热冗余，其中一条通道中断不影响网络通信。
通过交换机VLAN划分，将控制区域从公用的通道中隔离。
利用控制区域VLAN不设置访问网关、端口MAC地址绑定、空闲端口DOWN等设置，杜绝了从其它区域访问控制区域的技术方法。
对于部分变电站对上级只有一个串口通信的，优先满足集控站使用，然后通过计算机串口向调度SCADA系统单向转发数据（只发不收），以保证控制区域的安全。
1.4 集控站的配置
在保证了数据采集、数据传输及网络安全的基础上建成鹤峰公司的集控站，集控站的配置如下。
华为Quidview 3928SI三层交换机1台：利用三层交换机的路由及生成树协议，实现电信和移动双路专线热冗余，通过VLAN划分等技术实现安全的访问控制及防止网络风暴。西门子工控机2台：数据采集与通信，双机热备用。集控站软件：东方电子DF1800版本软件。其他NPORT、光纤收发器、机柜、KVM切换等必要设备。
通过以上的技术运用，便构成了目前变电站集中控制系统。
2 运行管理
2.1 管理职能与分工
巡操队负责所辖变电站的日常设备巡视、运行
关键词：变电站；集中监控；设计与管理
中图分类号：TM761 文献标识码：B 文章编号：1003-0867(2007)11-0032-03
随着国民经济的发展和人们物质文化生活水平的不断提高，对电力需求愈来愈大，促使电力事业迅速发展，电网规模不断扩大，传统的生产技术和管理手段已无法适应新的形势，无人值班变电站的集中管理机构――集控站就应运而生。
1 变电站集中监控的设计
1.1 控制通道
湖北省鹤峰县电力网络地域分布广，完全自主架设光纤造价太高，且每年的维护费用昂贵。过去常用的电力通信载波技术由于通信速率低，设备稳定性较差，不宜作为无人值班变电站监控的控制通道，为切实保障信息数据的准确无误的传送，在经过大量数据分析的基础上，采用目前应用最为广泛的光纤通信。
当前电信、移动、联通等运营商的光纤已通达每个乡镇，并且其光纤已形成环网，其可靠性很高，因此租用他们的通道成为目前的最优方案。鹤峰县电力公司除了县城内的近区为自主架设光纤外（九峰桥变电站、城关变电站与公司县调之间；白果变电站与走马变电站之间），到各乡镇的通道均为租用通道。
2002年租用了电信部门的2 M/E1电路，实现了到各变电站及各乡供电所的IP网络，通过此网络实现了调度SCADA远动传输、用电营销管理系统、办公自动化系统等功能应用。2006年为了满足集控站的建设，增加了移动公司4 M/E1 电路的租用。一方面带宽的增加，有利于工业视频监控、VOIP电话、视频会议等更多功能的应用；另一方面采用不同运营商的不同光纤线路，利用网络冗余技术使得网络通道的可靠性大大提高，满足集控站对通道的高可靠性要求。租用的电信和移动的E1通道通过网桥转换等技术，最终提供给现场的是以太网接口。
为确保在电网事故情况下，IP网络通道的畅通，电信、移动保证在市电中断的情况下，其后备电源能维持网络12 h畅通；在变电站内部，所有通道相关设备均接入站内的直流逆变供电回路。
1.2 数据采集与控制命令
集控站独立与各子站通信，除了与SCADA系统共用租用通道外，并不依赖SCADA系统的任何数据，由集控站的通信前置机负责与各站通信并解释各种规约。
公司系统内所有变电站的通信服务器对上级的通信均为RS-232接口，通信速率在1200～19200 Baud之间，为了实现串口在以太网上的传输，采用了MOXA公司的NPort-5210产品，将RS-232接口数据转换成TCP/IP数据通过IP网络传输，在PC机上，通过驱动程序还原为虚拟串口（RealCom），对虚拟串口的使用与真实的物理串口完全一样，并具备一些比真实的物理串口更好的功能。
NPort-5210支持4用户并发访问同一串口，满足了集控站双通信前置机的两个串口需求，可实现真正的冗余。
NPort-5210支持访问控制，只允许指定的IP地址对其访问，满足集控站对通信安全的要求。
1.3 网络安全
由于租用电信和移动的双通道不仅仅为集控站数据通道服务，在此通道上还有视频监控、用电管理、调度SCADA、VOIP电话、办公自动化等功能的应用，同时还有互联网+访问，为保证各应用系统的安全，全部网络均采用华为Quidview 3928P及Quidview 5624P三层交换机以保证各乡镇之间实现物理隔离，同时每个乡镇通过VLAN划分成6个子网，以保证各应用功能之间的安全。
通过三层交换机的路由和生成树协议，实现电信、移动双通道的热冗余，其中一条通道中断不影响网络通信。
通过交换机VLAN划分，将控制区域从公用的通道中隔离。
利用控制区域VLAN不设置访问网关、端口MAC地址绑定、空闲端口DOWN等设置，杜绝了从其它区域访问控制区域的技术方法。
对于部分变电站对上级只有一个串口通信的，优先满足集控站使用，然后通过计算机串口向调度SCADA系统单向转发数据（只发不收），以保证控制区域的安全。
1.4 集控站的配置
在保证了数据采集、数据传输及网络安全的基础上建成鹤峰公司的集控站，集控站的配置如下。
华为Quidview 3928SI三层交换机1台：利用三层交换机的路由及生成树协议，实现电信和移动双路专线热冗余，通过VLAN划分等技术实现安全的访问控制及防止网络风暴。西门子工控机2台：数据采集与通信，双机热备用。集控站软件：东方电子DF1800版本软件。其他NPORT、光纤收发器、机柜、KVM切换等必要设备。
通过以上的技术运用，便构成了目前变电站集中控制系统。
2 运行管理
2.1 管理职能与分工
巡操队负责所辖变电站的日常设备巡视、运行
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