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張黎（1979－）
女，碩士研究生，從事電力系統自動化運行管理工作。
摘要：本文通過對地區級電力調度SCADA系統結構和自動化運行工作的簡單介紹，分析了在自動化運行工作中存在的一些問題，并針對這些問題提出幾點建議和意見。
關鍵詞：電力；自動化；SCADA系統；運行
Abstract: This paper briefly introduced the SCADA system of the electric power distribution center and the automation operation, analysed some questions of automation in applications, and gave some comments about these questions.
Key words: Electric；automation；SCADA system；run
隨著社會經濟的發展，電力在社會生活中占有舉足輕重的位置，關系到人們工作、生活等各方面。電力調度SCADA系統起著對電力系統的遠程監控和數據采集作用，隨著保證電力系統正常、經濟、穩定運行的電力調度SCADA系統的不斷發展，電力調度自動化的運行工作也越來越突顯其重要性。
圖1 系統配置圖
1 地區級電力調度自動化的結構配置
1.1 SCADA系統
SCADA實時數據將通過RTU/計算機監控系統等方式進行采集處理、實現對電力系統信息的監視、告警、儲存和打印輸出。為保證電力系統安全、可靠運行，SCADA系統采用雙網雙機冗余配置。
（1） 廠站端信息采集
廠站端的實時數據通過RTU（Remote Terminal Unit）/計算機監控系統采集。
（2） RTU通道
RTU通道將廠站端采集的實時數據送到主站。每一個變電站采用主備2M的模擬通道。在主站端通過MODEN將模擬信號解調為數字信號送到前置機、通過CAHSE進行以太網設置，并將SCADA服務器中的熟數據提供給各臺工作站使用。
（3）主站端信息傳輸（如圖2所示）
圖2 主站端信息傳輸示意圖
（4） 調制解調器
調制解調器由調制器和解調器組成，廠站端的調制器將數字信號轉換成模擬信號，通過RTU通道將信號送到主站端，主站端的解調器將信號解調為數字信號送到前置機處理。DF8002TJ智能MODEN系統由TJ板和QH板組成。TJ板采用的調制方式為移頻鍵控FSK方式。TJ適用于300、600、1200等多種波特率，每種波特率又支持多種FSK頻率。QH板采用光電隔離技術，并通過隔離電源對雙方信號及邏輯地進行隔離，適用于所有RS232C通信口的設備或裝置，防止設備或裝置間接地電位不等或不當的電器操作所造成的損害，具有強抗干擾能力。同時，具有對數字通信串口的切換來完成主備前置機互相切換功能。
①前置機
在SCADA系統中，前置機起著最基本最重要的作用，它的作用是采集各個遠方終端的實時信息，同時下發調度工作站的遠方控制操作命令。現杭調轄區內共有前置機20臺，其中包括主站2臺、蕭山2臺、余杭2臺、富陽2臺、白洋操作中心2臺、候潮操作中心2臺、中心操作中心2臺、慶豐操作中心2臺、霞灣操作中心2臺、運河操作中心2臺。
②CHASE
CHASE IOLAN+是一個專用的以太網TCP/IP通訊/終端服務器，允許串行設備直接連接到LAN和WAN上，具有4，8或16個串行端口的IOLAN+，可以連接各種設備，如MODEM，ISDN適配器，UNIX系統終端，數據采集設備等，并且可以在WINDOWS NT和SUNSOLARIS，HP-UX等各種UNIX操作系統下運行。支持TCP/IP協議，包括TELNET和RLOGIN；支持遠程訪問，包括PPP，SLIP和CSLIP；CHASE實用程序為UNIX系統提供“固定的TTY“支持；支持WINDOWS環境的WINS。
③SCADA服務器
④歷史服務器
⑤工作站（workstation）
⑥Web服務器
通過Web服務器，授權用戶可進入SCADA系統，瀏覽系統運行工況，不同類別用戶瀏覽相應范圍內的信息內容。Web服務器提供防火墻功能，以防止外部系統非法侵入。
1.2 以太網結構
以太網是當今現有局域網采用的通信協議標準，組建于七十年代早期。Ethernet(以太網）是一種傳輸速率為10Mbps的常用局域網（LAN）標準。在以太網中，所有計算機被連接一條同軸電纜上，采用具有沖突檢測的載波感應多處訪問（CSMA/CD）方法，采用競爭機制和總線拓樸結構。
2 電力調度自動化運行的主要工作
2.1 新站調試工作
2.1.1功能調試
（1）主、備通道
通道是否具備是自動化信息調試的基礎，在調試工作開始之前應先與通信和廠站管理人員一起調通通道。只要主站收到任意一個廠站發出的信息量即可表示通道的正確性。
（2） SOE功能
事件順序記錄SOE(Sequence Of Event)系統是根據數據量輸入(DI)電平變化的記錄時間(精度為0.7ms)來判斷被監控設備開關動作的時序，主要用于事故的事后分析，查找事故第一原因。由于SOE功能及下面將要介紹的三項功能是遠動模塊功能是否可靠運行的必要條件，所以應先調試其功能，調試誤差在毫秒級。
（3）遙控功能
對于廠站的一些開關量應具備遙控功能，以實現廠站的無人值班制度，對于遙控功能也應在大批量的信息調試之前保證其正確性。
（4）RTU站址功能
RTU站址功能為在主站和廠站同時設置一個RTU站址號，相當于一個門檻，其主要作用是確保廠站與RTU通道的一一對應。
2.1.2信息量調試
（1）遙信量
遙信量主要包括開關、閘刀的位置信號和保護信號。信息量調試的工作量主要集中在遙信量的調試上，而且遙信量的正確性也是遙控調試的基礎，為了防止事故的發生，遙控調試要在遙信量調試正確的基礎上，核對YK號和代碼后才能進行YK試驗。
（2）遙測量
遙測量主要采集的是廠站開關的有功、無功和電流量，廠站母線的電壓量。
（3）遙控量
遙控量主要遠方控制廠站的開關和閘刀，以實現廠站的無人值班制度，遙控開關與安全的電力生產調度緊密相關，所以在做任何的遙控試驗時都應做好相應的安全工作，以確保遙控試驗的安全性。
（4）ERTU系統信息量
ERTU（energy remote terminal units）為電能量數據采集終端器系統，主要采集廠站開關的有功、無功信號。
2.2 日常設備巡視
為了保證自動化系統的正常運行，對于設備的巡視工作必不可少，每天應至少一次總巡視，其中包括以下六項：
（1） SCADA / EMS系統
（2） 電能量系統
（3） 機房環境溫度
（4） PAS高級應用
（5） VQC系統
（6） 存儲備份系統
對于SCADA系統，考慮到其重要性，應早、中、晚三次巡視。
2.3 電力調度自動化運行中的主要故障及缺陷處理
2.3.1 RTU通道停止
RUT通道停止時第一步應切換通道，了解是否主備通道都停止；第二步應切到前置機了解信息碼是否正常上傳；第三步通過示波器了解通道上行信號是否正常，通過此三步來判斷故障源。
2.3.2 SCADA畫面死數據
發現SCADA畫面上有死數據，首先應找到該死數據的相應“代碼”，然后根據“代碼”在前置機上查找相應數據是否為死數據，據此來判定故障源。
2.3.3YK功能失敗
（1）返校超時
變電站YK功能出現返校超時應根據其規約類型來劃分其缺陷歸屬，如果為循環規約，則應同時告知通信和變電檢修人員分別檢查RUT通道及變電站RTU設備；如果為問答式規約就報缺陷于變電檢修。
3 對于電力調度自動化運行的幾點意見
（1）新站信息量核對工作過于繁重，特別是新上集控站之后，兩套系統DF8002、DF8003的全部信息量都需要人工分別核對，從而會顯現出人員不足。
變電站自動化系統的傳輸規約和傳輸網絡,是實現變電站自動化達到標準化的重大問題，只有實現傳輸規約的標準化和傳輸網絡的標準化，做到傳輸規約和網絡的統一，才能實現變電站自動化系統內設備的互換性，做到這一點對于變電站自動化技術的發展也是非常重要的。在TCP/IP框架內，可以運用不同的網絡類型，包括X.25，FR(幀中繼)，ATM(異步傳輸模式)和ISDN(綜合服務數據網絡). 根據相同的定義，不同的ASDU，包括IEC 60870-5全部配套標準(例如IEC 60870-5-102)所定義的ASDU，可以與TCP/IP相結合。
現在使用的自動化規約主要包括CDT、IEC 104、IEC61870-5-101等，規約為兩個具有永久連接電路的主站與子站間傳輸基本遠動信息提供了一套通信協議集。在某些應用中，可能需要在通過數據網絡連接的遠動站之間傳輸相同類型的信息。
遠動信息量核對是一個將廠站通過RTU通道上送主站的信息量與廠站實際信息量核對的一個過程，上送信息量通過RTU通道到主站的前置機送到SCADA服務器，SCADA服務器中的數據供工作機提取和使用，自動化運行人員通過工作機中的信息量和廠站的信息量比較來完成信息核對工作。這樣一個過程雖然比較直觀，但工作效率比較低，而且由于信息量大，工作強度也很大。更重要的是，廠站工作人員在工期緊，工作量大的情況下還必須配合主站人員的工作周期，雙方在時間上也較為被動。如果能夠通過規約的上行和下行信號，依靠自動化工作機自動進行信息量核對的話，既能夠很好的自由調節現場人員的工作進程，在主站側在保證正確性的條件下，提高工作效率。
（2）應加強操作中心運行人員的自動化培訓。如缺陷處理流程，缺陷處理責任歸屬，簡單的缺陷處理等，這樣可以提高生產管理系統流程中各環節的工作效率。
（3）對于調度工作人員也存在同樣的問題，應對其進行必要的自動化知識培訓，使其能處理一些簡單的自動化缺陷（例如mmi界面的進入，鼠標KVM的修復等）。使其對于缺陷處理流程、缺陷處理責任歸屬清楚明了，以便提高工作效率。
（4）對于DBMS數據庫以下幾個信息表按序排列，以減少查詢的工作量，提高工作效率：電度參數表、多態參數表、開關保護關系表、開關保護模塊關系表、開關替代關系表、量測映射表、間隔參數表、遙測表、遙信表、狀態控制條件表、計算變量表。
（5） 對于SCADA上的死數據的自動報警功能：為了排除各種不穩定因素的干擾，可對SCADA上的死數據設置一個時間限制，過了一個單位時間后發出自動告警，以提高工作效率。
（6）對于RTU通道停止的報警功能：RTU通道也存在一個自動告警問題，對于RTU通道停止時間過長的情況也應設置一個自動告警功能。
（7）對于YC量的尖刺的報警功能，對于冒尖刺的YC量，可能會影響負荷曲線：當YC量超出其范圍時，將其鎖定為超量的前一個存庫點量，并具備提示功能，如此在提高負荷預測的正確性的同時可減少工作量、提高工作效率。
4 結束語
隨著電力網架結構的不斷發展，杭州地區的變電站越來越多，各種信息量也越來越多，隨之而來電力調度自動化運行帶來的工作量也越來越大，處理自動化的各種缺陷也變得越來越紛繁復雜。本文僅針對自動化運行工作中的一些故障和缺陷處理的歸屬做了簡要的歸類，以確保SCADA系統的安全、穩定的運行。
參考文獻：
[1] 謝希仁. 計算機網絡[M]. 大連：大連理工大學出版社.
[2] 龔強, 王津. 地區電網調度自動化技術與應用[M]. 北京：中國電力出版社.
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號