电力集中控制自动化特点分析

电力集中控制自动化特点分析

蔡坤城

蔡坤城（惠州供电局）

摘要：随着电网发展和无人值班变电站的推广，在对电网进行监测和调度的基础上，调度自动化系统中增加了控制功能，即由调度人员承担原来由变电站工作人员进行的设备监视和控制工作，这种运行模式既可减少运行人员，又可让调度人员熟悉电网及设备的运行情况，为正确处理事故打下基础。文章介绍了集控自动化系统的概念及电网中采用集控自动化系统的优越性，阐述了集控自动化系统的体系结构及系统特点，并对集控自动化系统和调度自动化系统之间的关系进行了分析。

关键词：集控自动化系统监控技术

0引言

随着电网发展和无人值班变电站的推广，在对电网进行监测和调度的基础上，调度自动化系统中增加了控制功能，即由调度人员承担原来由变电站工作人员进行的设备监视和控制工作，这种运行模式既可减少运行人员，又可让调度人员熟悉电网及设备的运行情况，为正确处理事故打下基础。但是，随着无人值班站的增多，仅仅依靠调度自动化系统来监控全网的运行模式遇到了不少问题：①随着无人值班站增多和站端自动化系统及通信手段的改善，调度自动化系统接收到的信息越来越多，将不断增加调度员的工作量；②目前，自动化设备的抗干扰能力尚有缺陷，误发信情况比较多，容易降低调度人员的警惕性，而且调度自动化系统在遥信处理方面手段不够完备，会导致“信息淹没”现象，即有些信息未经调度员处理便被忽视了，无形中降低了电网的安全运行水平。

集控自动化系统是集实时监控（SCADA）、运行管理、智能操作票等于一体的自动化系统，运行人员可通过该系统监测变电站设备运行情况和对设备进行控制。

1集控自动化系统的建立

建立集控自动化系统的优越性有：

1.1很好地满足大电网运行的需要。集控自动化系统是随着电网规模扩大，无人值班变电站增加而出现的。《广东省电力集团公司无人值班变电站管理规定（试行）》明确规定要建立集控中心。依照该规定，无人值班站的集控端原则上有以下三种方式：①集控端设在多个中心变电站，实现分片控制，有省中调调度的220kV变电站参与的无人值班变电站系统宜按此方式进行规划设计；②集控端设在集中控制中心，集中控制中心和相应的调度中心分开，集控员、调度员各负其责，可共用一套自动化主系统，但分用工作站；③集控端与调度中心设在一起，集控端的工作由调度员负责，但有省中调调度的220kV变电站参与的无人值班变电站系统，禁止采用这种方式，如果无人值班站数大于10座，也不宜采用这种方式。

笔者曾参与该规定的编制。在讨论时，与会者都认为以第一种方案为最优，建议各地区优先采用，而该方案就要求必须建立独立的集控自动化系统。

1.2可减轻调度员工作负担。由于集控自动化系统的建立，调度员可专注于电网调度，做好负荷预测、事故预想等工作，有利于保证电网的安全、经济运行。

1.3可提高设备运行水平。集控自动化系统从某个角度可理解为将运行人员集中在某个地点，同时对几个变电站设备进行监控的一种自动化手段。它为运行人员提供十分详细的设备运行信息，可方便地掌握设备各方面的状况，显著提高设备运行水平。

1.4集控自动化系统和调度自动化系统分开，有利于两个系统本身的设计和稳定运行。随着变电二次设备微机化和通道的改善，系统所采集的信息量比以前增加了许多，加上目前220kV变电站推广无人值班，所需采集的信息量也十分宠大，如果把这么大的信息量汇集到一个系统中，要求它既要有完善的调度功能（包括EMS等高级应用），又要有很好的监控设备能力，这将对调度自动化系统提出很高的要求。从国内有关自动化系统现状来看，笔者认为还是分成两个系统更能符合运行的要求。

2集控自动化系统组成

集控自动化系统组成基本与调度自动化系统相似，通常由以下子系统组成：

2.1数据处理子系统数据处理子系统由SCADA服务器和数据采集系统组成。该子系统提供与厂站端设备之间的通信链路，完成数据采集、处理、监视和控制功能。

2.2人机交互子系统人机交互子系统由操作员工作站、维护工作站和外围设备组成。其中操作员工作站可以监视电力系统的运行状态、越限报警、发送控制命令以及监视计算机系统的运行状态，并完成集控自动化系统的各种人机交互功能；而维护工作站除了具备操作员工作站各项功能外，还可以进行有关的程序开发和系统维护工作。

2.3局域网子系统系统具备双以太网作为局域网，以提高系统的可靠性。双以太网可工作在主/备方式或负载分流方式，当一条网段故障时，另一条网段应能自动承担所有网络负载。

2.4广域网子系统该系统用于与变电站自动化系统及调度自动化系统等远程计算机网的通信，通常采用路由器。路由器应能与双局域网连接，并且通过配置不同的网络通信接口卡，可实现不同协议和不同速率的连接。

2.5时钟子系统系统应具备一套有天线及计算机网络接口的全球定位系统（GPS）时钟，该时钟用于对集控自动化系统以及不具备GPS时钟的厂站端设备进行对时，并提供电网频率信号。

3集控自动化系统特点

对比调度自动化系统，集控自动化系统主要有如下特点：

3.1由于集控自动化系统的使用者是运行人员，故其总体设计思想都围绕运行人员的要求进行，包括功能模块的配置、人机界面的要求等。

3.2有完善的操作票编写系统。首先，操作票可根据运行人员在接线图上的模拟操作自动生成，并可在编写过程中检查各操作步骤是否正确，这里的接线图和实时监测的接线图是分开的，以保证安全，但两者画面应自动统一，以减少维护工作量；其次，如果操作票内容都是通过集控系统进行的，系统应能对照模拟操作，在实际操作时检查是否依照执行，这样可大大提高操作的安全性，可惜由于目前国内各集控系统的操作票系统都是纯粹的编写系统，和实时系统是分开的，未能实现这一点，希望有关厂家能加强这方面的开发，以满足运行的要求。

3.3集控自动化系统是运行人员监控设备的工具，对各设备的信息要求比较详尽，必然导致系统信息量大增，因此要求系统信息处理能力高，主要表现在：①可方便屏蔽无用的信息（如设备检修时送上来的信号）；②可对不同信息按重要等级进行分类，并可分类浏览，以便在发生事故时，运行人员可快速掌握情况，避免被大量的次要信息干扰，延误事故处理时间；③对各条信息应有确认功能，并对未确认信息数量进行统计，以保证所有信息都不会被忽视。

3.4遥控操作应安全、方便、快捷。与调度自动化系统相比，集控系统的遥控操作工作量会大为增多，因为它除了对开关进行遥控外，还要对刀闸进行遥控，因此在保证遥控操作安全基础上，应尽量减少环节，节省时间，提高效率。一般情况下，在进行遥控操作时，操作人员和监护人员都应输入密码，以避免无关人员误操作。但在很多操作须连续进行时，如果每次操作都要输密码，必然增加操作时间，但对保证安全却没有实质性作用。因此，应考虑在进行批量操作时，操作人和监护人只输入一次密码即可。当然，系统应有相应办法保证操作完成后，密码安全体系恢复作用。

3.5集控系统应与变电站MIS紧密联系，把MIS中的数据利用起来。