220kV升压站计算机监控系统（NCS）及远动RTU改造可行性方案

220kV升压站计算机监控系统（NCS）及远动RTU改造可行性方案

刘立中

刘立中

（浙江浙能镇海发电有限责任公司浙江镇海315200）

摘要：220kV网络监控系统发展迅速，更新迭代较快。目前其新产品均已采用WINDOWS系统或改良的UNIX系统。老旧的NCS系统由于硬件设备老化、维护人员流失、故障频发、备品缺乏等原因，存在较大的安全隐患，系统改造升级迫在眉睫。本论文通过对浙江某电厂220kV升压站计算机监控系统（NCS）及远动RTU改造工程可行性方案的介绍，详细阐述了220kV升压站计算机监控系统整体改造升级的方案与实现，以期达到拓展思路与借鉴的目的。

关键词：计算机监控系统；掏屏法；通信规约

一、改造前系统介绍

浙江某电厂220kV升压站计算机监控系统（NCS），采用了ABB的REC561测控装置+COM610前置机+RTU560远动通信装置+COM200装置和南瑞BSJ-2200后台监控系统+RTU560远动I/O装置的方式配置。间隔层测控装置REC561通过光口LON总线（ABB公司内部协议）连接到COM610前置机，COM610前置机通过104分组转发实时数据至后台监控系统和远动装置RTU560。远动通信装置RTU560通过101协议与浙江省调主站系统进行实时数据交互，远动通信装置RTU560通过104协议转发实时数据至COM200，COM200通过104协议与浙江省调主站系统进行实时数据交互。

图1改造前220kV升压站计算机监控系统网络结构示意图

AVC系统与远动装置RTU560通过101协议进行数据交互。因AVC系统只有一路101协议接口，所以正常运行状态时，AVC系统只与一台远动装置RTU560进行通信，当通信链路发生故障时，可通过人工切换通道的方式，与另一台远动装置RTU560重新进行通信。保护信息管理机的功能是接入所有保护装置的保护信息，并通过104协议转发至后台监控系统，供运行人员监视和查看。

二、必要性分析

1、设备老化，应急响应欠缺

220kV网络监控系统2005年投运，至今14年，后台软件为南瑞科技公司基于UNIX平台开发的BSJ-2200，属于南瑞科技公司的早期产品。对早期基于UNIX的系统，南瑞科技公司具备维护能力的技术人员不多，应急响应能力欠缺，目前其新产品均已采用WINDOWS系统或改良的UNIX系统。ABB的REC561测控装置、COM610前置机、RTU560远动装置有浙江创维自动化工程有限公司成套组装，现在该公司业务已整体转型，已无专业人员对上述设备进行维护。

2、故障频发、备品缺乏、安全隐患高

近几年NCS系统发生多次故障。SIS网关机故障，交换机故障、前置机故障、测控装置电源板故障、操作员站故障、远动RTU故障等缺陷多次发生，严重影响220kV网络监控系统的安全稳定运行。现在220kV网络监控系统除我公司内部还有极少量备品外，原厂家已无备品。除后台厂家南瑞科技提供技术服务外，间隔层、远动系统厂家浙江创维自动化工程有限公司、ABB公司已无备品且不提供技术服务。

3、系统存在缺陷，故障影响巨大。

一旦发生系统性故障将造成很大的经济损失，特别是两台前置机或后台发生故障，在操作员站、值长台、工程师站将都无法进行机组、备变、线路的远控操作，机组、备变、线路的所有模拟量、开关量信号都无法显示。更重要的是省调也无法收到这些遥信量，AGC、AVC势必退出运行，根据《华东区域发电厂辅助服务管理实施细则》第11条中明确规定发电厂因自身原因有偿辅助服务不能调用或达不到预定调用标准时需接受考核。

三、改造方案分析

1、总体思路

鉴于以上设备老化、无备品、厂家无服务等原因，本次220kV升压站计算机监控系统（NCS）及远动RTU软、硬件进行整体改造。整个升压站监控系统采用渐进式柔性过渡的切改方案，在不影响站内一次设备安全运行的条件下，针对升压站自动化的智能需求分别就站控层、间隔层、远动系统在线监测及网络进行整体技改。

2、方案实现

间隔层测控装置的改造使用“掏屏法”进行实施。“掏屏法”是间隔层测控装置改造常用的一个改造方式，特点是保持柜体、外部电缆及屏柜内端子排外侧接线不改变，屏柜端子牌内侧线、测控装置本体及所有其他附件将进行拆除，重新设计后进行安装、调试等【1】。

远动装置的改造方式为仍使用远动装置屏柜，仅更换远动装置的改造方式。目前使用的远动装置为ABB公司的RTU560+COM200两种装置，由于装置本身的功能不完善，只有这样的配置才能满足浙江省调的104/101协议的要求。改造后采用南自远动装置PSX610G，其既可以提供104协议接口，也可以提供101协议接口，完全满足浙江省调的要求。

后台监控系统的改造将增加一块屏，用于安放2个主机服务器。后台监控系统包含主机服务器2台、工程师站1台（主机和工程师站均安装在工程师站小室内）、操作员站3台（其中2台安装在集控室，1台安装在值长台，集控室双屏显示，值长台单屏显示）。改造完成后将取消南瑞后台监控系统。

SIS网关机用PSX820B通信服务器进行替换，即通过104规约把NCS站内相关电气量信息转发SIS系统。

3、系统改造后

改造后的NCS监控系统后台监控系统增加一面服务器屏，安装在工程师站，可共享一台显示器。其他操作员站可按上述改造后的拓扑图进行安装和放置。增加两台交换机于工程师站内的交换机屏，用于监控系统主机、工程师站、监控操作员站以及至网络继电器楼测控装置的通信。增加一台通信服务器于交换机屏，用于把站内电气量转发至SIS系统的通信转换。现场网络系统搭建。工程师站增加两台交换机、网络继电器室增加两台交换机、两台AGC测控屏分别增加两个光电转换器、两台老厂I/O采集单元分别增加两台光电转换器，完成后即可进行组网。工程师站的交换机主要功能是后台监控系统两台主机、2台操作员站、1台工程师站、通信管理机和到网络继电器室的两台交换机等的网络连接。

改造后的NCS监控系统间隔层测控装置退出原有的两台前置机COM610装置，REC561测控装置进行拆除。对新测控装置的上屏工作，增加新上间隔层交换机的安装工作及网络线的布置工作，同时对测控装置的参数设置及后台、远动的数据库切换工作。完成全站安措的制作，并完成三遥信号核对工作。

图2改造后220kV升压站计算机监控系统网络结构示意图

四、结束语

当前，220kV网络监控系统发展迅速，由传统的监视、测量和控制系统，升级为计算机监测及控制阶段，更新迭代较快【2】。随着技术的发展，原有220kV网络监控系统面临着硬件老化，软件面临淘汰，系统维护及问题响应不及时等安全隐患，鉴于以上问题及适应未来变电站数字化发展趋势及电力行业标准需要，设备亟需更新换代，本论文通过实例，探讨设备升级方法，为220kV系统更新换代提供借鉴。

参考文献：

［1］江军1，张俊伟2，变电站综自系统数字化掏屏改造的方案应用东北电力技术2017，38（1）：32-33.

［2］奚占新，张家口发电厂升压站计算机监控系统方案设计与实施华北电力大学工程硕士论文摘要