蘭文銳

甘肅白銀供電公司　甘肅白銀　730900

調(diào)控一體化下調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的研究與實(shí)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(diào)度自動(dòng)化現(xiàn)狀，從硬件配置、網(wǎng)絡(luò)通信、病毒防護(hù)等方面論述了調(diào)控一體化模式下白銀供電公司調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)施方案。這一系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化信息的共享，提高了電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化運(yùn)行的整體水平。

電力系統(tǒng)；調(diào)度；自動(dòng)化

1　研究背景

按照國(guó)家電網(wǎng)公司三集五大戰(zhàn)略部署，為推動(dòng)生產(chǎn)組織模式重構(gòu)和運(yùn)行機(jī)制創(chuàng)新，完善運(yùn)行組織架構(gòu)，轉(zhuǎn)變調(diào)度運(yùn)行模式，提高集約化管理水平，白銀供電公司實(shí)施了調(diào)控一體化大運(yùn)行模式的建設(shè)[1]。

白銀電網(wǎng)原有的調(diào)度管理模式是，白銀地調(diào)負(fù)責(zé)全網(wǎng)的調(diào)度和指揮，白銀集控、靖遠(yuǎn)集控、景泰集控負(fù)責(zé)所轄變電站的遙控操作和運(yùn)行監(jiān)視。單一的開關(guān)操作由地調(diào)向集控下令，集控人員通過集控自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行遙控操作。大型復(fù)雜的操作由地調(diào)向集控下令，再由集控向運(yùn)維班下令，由運(yùn)維班到變電站現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行操作。

調(diào)控一體化模式實(shí)施后，撤銷了白銀、靖遠(yuǎn)、景泰三個(gè)集控中心，將監(jiān)控功能合并至地調(diào)，電網(wǎng)的遙控操作和運(yùn)行監(jiān)視由地調(diào)中心統(tǒng)一負(fù)責(zé)[2]。

建設(shè)調(diào)控一體化模式，需要有調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)強(qiáng)有力的技術(shù)支持，因此，要求地調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)與集控自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，保證整個(gè)自動(dòng)化信息網(wǎng)絡(luò)的堅(jiān)強(qiáng)，進(jìn)而保證自動(dòng)化信息的正確、可靠。

2　調(diào)度自動(dòng)化現(xiàn)狀

白銀供電公司有一套地調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)和白銀、靖遠(yuǎn)、景泰三套集控自動(dòng)化系統(tǒng)。根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度和監(jiān)控的需要，地調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)具有監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集(SCADA)、高級(jí)應(yīng)用軟件(PAS)、調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)(DTS)、網(wǎng)絡(luò)瀏覽等功能模塊，三套集控自動(dòng)化系統(tǒng)只有SCADA功能模塊。白銀電網(wǎng)變電站分片向三個(gè)集控中心和白銀地調(diào)上傳電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)時(shí)信息。調(diào)控一體化模式實(shí)施前，三個(gè)集控中心通過各自集控自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)所轄縣區(qū)電網(wǎng)實(shí)施監(jiān)控，白銀地調(diào)通過地調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)白銀地區(qū)全網(wǎng)進(jìn)行調(diào)度和指揮，地調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)與三套集控自動(dòng)化系統(tǒng)之間無連接，信息不能共享和互備。

3　調(diào)控一體化模式下調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)方案

由于原有三個(gè)集控中心的自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、功能完備、信息正確，因此在實(shí)施調(diào)控一體化后，集控自動(dòng)化系統(tǒng)可以作為地調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)的分散式備用系統(tǒng)。一旦地調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)故障或癱瘓導(dǎo)致功能失效，三個(gè)集控自動(dòng)化系統(tǒng)可以立即擔(dān)負(fù)監(jiān)控和指揮電網(wǎng)的重任，有利于構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)的白銀電網(wǎng)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)。保留三個(gè)集控自動(dòng)化系統(tǒng)，還可以幫助自動(dòng)化人員對(duì)比和分析變電站上傳的電網(wǎng)實(shí)時(shí)信息，有利于自動(dòng)化信息的調(diào)試和自動(dòng)化系統(tǒng)的維護(hù)[3]。

地調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)和集控自動(dòng)化系統(tǒng)目前只是一個(gè)個(gè)信息孤島，迫切需要實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，以利于自動(dòng)化信息的整合和共享，實(shí)現(xiàn)調(diào)度、集控、運(yùn)行的分級(jí)管理。當(dāng)?shù)卣{(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)上傳的電網(wǎng)實(shí)時(shí)信息中斷時(shí)，通過轉(zhuǎn)發(fā)三個(gè)集控自動(dòng)化系統(tǒng)的信息，可以保證地調(diào)的調(diào)度、集控人員對(duì)電網(wǎng)不間斷監(jiān)控，在目前白銀供電公司已全部實(shí)現(xiàn)無人值守變電站的情況下，有利于電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行[4]。

白銀地調(diào)與三個(gè)集控中心已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了光纖通信，因此可通過光纖通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)地調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)與集控自動(dòng)化系統(tǒng)的互聯(lián)，同時(shí)，應(yīng)滿足電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)的要求[5]。在甘肅省調(diào)已經(jīng)建設(shè)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)而白銀地調(diào)尚未建設(shè)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的情況下，可以借鑒調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的模式，實(shí)現(xiàn)地調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)與集控自動(dòng)化系統(tǒng)的互聯(lián)[6]，如圖1所示。

圖1　調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)示意圖

4　硬件配置

在白銀集控、靖遠(yuǎn)集控、景泰集控分別部署路由器、縱向加密認(rèn)證裝置、實(shí)時(shí)交換機(jī)各一臺(tái)。由于地調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)與集控自動(dòng)化系統(tǒng)互聯(lián)只有自動(dòng)化信息這一實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，無非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，因此不需要部署非實(shí)時(shí)交換機(jī)[7]。

省調(diào)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)在白銀地調(diào)設(shè)有骨干節(jié)點(diǎn)，地調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)與集控自動(dòng)化系統(tǒng)的互聯(lián)可以利用省調(diào)在白銀地調(diào)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，不必重新部署新網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。由于省調(diào)路由器的接口不足，需要在省調(diào)路由器上增加一塊具有8個(gè)以太網(wǎng)口的接口板[8]。

5　網(wǎng)絡(luò)通信

地調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)與集控自動(dòng)化系統(tǒng)互聯(lián)，數(shù)據(jù)通信量大，為了組網(wǎng)靈活，方便后續(xù)擴(kuò)充網(wǎng)絡(luò)帶寬，考慮在各個(gè)節(jié)點(diǎn)路由器與通信光端機(jī)之間采用以太網(wǎng)方式連接。

地調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)和三個(gè)集控自動(dòng)化系統(tǒng)都是獨(dú)立的局域網(wǎng)，分屬不同的子網(wǎng)，且靖遠(yuǎn)集控和景泰集控的網(wǎng)絡(luò)地址完全相同，各個(gè)系統(tǒng)均有若干服務(wù)器和工作站，網(wǎng)絡(luò)地址不能更改。

通過省調(diào)在白銀地調(diào)的骨干節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，地調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)和三個(gè)集控自動(dòng)化系統(tǒng)必須采用省調(diào)分配的網(wǎng)際協(xié)議(IP)地址。地調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)與集控自動(dòng)化系統(tǒng)互聯(lián)，只是地調(diào)前置機(jī)與集控前置機(jī)通信，于是向省調(diào)申請(qǐng)，為地調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)和三個(gè)集控自動(dòng)化系統(tǒng)各分配了兩個(gè)IP地址，具體見表1。

地調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)與集控自動(dòng)化系統(tǒng)通信，可以采用兩種方式，一種是在路由器或縱向加密認(rèn)證裝置中進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換，另一種是在前置機(jī)網(wǎng)口上綁定第二個(gè)IP地址。為了利于網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一管理和增加網(wǎng)絡(luò)的靈活性，采用第二種方式[9]。

6　方案實(shí)施

在省調(diào)的調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中建有實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)虛擬專用網(wǎng)(VPN)，地調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)與集控自動(dòng)化系統(tǒng)的通信納入省調(diào)實(shí)時(shí)VPN中。

省調(diào)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(yuǎn)集控為例，集控msr5040路由器配置如下：

表1　調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)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(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)和三個(gè)集控自動(dòng)化系統(tǒng)均為A、B雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)，而地調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)與集控自動(dòng)化系統(tǒng)互聯(lián)是單網(wǎng)通信，因此統(tǒng)一在各個(gè)前置機(jī)的A網(wǎng)網(wǎng)口綁定第二個(gè)IP地址。靖遠(yuǎn)集控和景泰集控自動(dòng)化系統(tǒng)是Windows操作系統(tǒng)，綁定第二個(gè)IP地址很容易。白銀地調(diào)和白銀集控自動(dòng)化系統(tǒng)是Unix操作系統(tǒng)，綁定第二個(gè)IP地址稍顯復(fù)雜，以地調(diào)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(gè)IP地址對(duì)應(yīng)的計(jì)算機(jī)名byqz2d，新建/etc/defaultrouter文件，定義路由器網(wǎng)關(guān)地址10.62.37.1。

地調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)和集控自動(dòng)化系統(tǒng)的自動(dòng)化信息量非常大，因此需要采用傳輸控制協(xié)議和IP通信方式，以及IEC 104規(guī)約，實(shí)現(xiàn)地調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)與集控自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和自動(dòng)化信息共享。需要轉(zhuǎn)發(fā)的每個(gè)廠站，在兩系統(tǒng)均建立接收和發(fā)送兩個(gè)通道，即采用非平衡方式。多個(gè)通道在兩端轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)相同的IP地址與不同的端口號(hào)。遙測(cè)轉(zhuǎn)發(fā)原始值，方便信息的接收處理、查看，也方便后續(xù)信息的增加和修改?；诎踩紤]，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)中只轉(zhuǎn)發(fā)遙信和遙測(cè)，不轉(zhuǎn)發(fā)遙控，并采取全信息量轉(zhuǎn)發(fā)，即遙信和遙測(cè)的全部信息同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)。在每個(gè)系統(tǒng)中，所轄廠站的自動(dòng)化信息有兩個(gè)來源，為直采和轉(zhuǎn)發(fā)，以廠站直采為主用，以系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)為備用[10]。

實(shí)現(xiàn)地調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)與集控自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)后，地調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)與集控自動(dòng)化系統(tǒng)的自動(dòng)化信息將變?yōu)槿黔h(huán)網(wǎng)模式傳送，變電站兩路通道同時(shí)分別向地調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)和集控自動(dòng)化系統(tǒng)直送數(shù)據(jù)，地調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)與集控自動(dòng)化系統(tǒng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。若變電站的一路通道中斷，不會(huì)影響地調(diào)和集控站的信息采集和對(duì)變電站的監(jiān)控，同時(shí)滿足變電站到任一自動(dòng)化主站不同路由雙通道的要求。調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)信息傳送如圖2所示。

圖2　調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)信息傳送示意圖

在進(jìn)行互聯(lián)的兩個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中修改通道參數(shù)表，為每個(gè)變電站增加一個(gè)轉(zhuǎn)入通道和一個(gè)轉(zhuǎn)出通道，見表2。

修改遠(yuǎn)程終端單元(RTU)路徑參數(shù)表，為每個(gè)變電站增加一個(gè)轉(zhuǎn)入通道，這樣每個(gè)變電站將有兩個(gè)通道，其中直采通道優(yōu)先級(jí)設(shè)為1，轉(zhuǎn)入通道優(yōu)先級(jí)設(shè)為0，即以直采通道為主用，以轉(zhuǎn)入通道為備用，見表3。

表2　通道參數(shù)表

表3　RTU路徑參數(shù)表

7　病毒防護(hù)

實(shí)現(xiàn)地調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)與集控自動(dòng)化系統(tǒng)互聯(lián)后，可以使白銀集控、靖遠(yuǎn)集控、景泰集控基于Windows操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)連接到設(shè)在地調(diào)的防病毒服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)方式的病毒防護(hù)和病毒庫(kù)自動(dòng)更新。

地調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)的防病毒服務(wù)器由省調(diào)統(tǒng)一部署，并由省調(diào)進(jìn)行病毒庫(kù)定時(shí)更新。連接到地調(diào)防病毒服務(wù)器的Windows操作系統(tǒng)，可以安裝由省調(diào)統(tǒng)一購(gòu)置的網(wǎng)絡(luò)版病毒防護(hù)軟件，并進(jìn)行病毒庫(kù)自動(dòng)更新。

每個(gè)集控自動(dòng)化系統(tǒng)只有兩臺(tái)前置機(jī)能夠與地調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)直接連接，其它計(jì)算機(jī)無法直接與地調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)連接。采用Windows操作系統(tǒng)中Internet連接共享方法，實(shí)現(xiàn)其它計(jì)算機(jī)與地調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)的連接。

首先在每個(gè)集控自動(dòng)化系統(tǒng)第二臺(tái)前置機(jī)的B網(wǎng)卡屬性對(duì)話框共享頁(yè)中設(shè)置將此網(wǎng)卡共享，即選取允許其它網(wǎng)絡(luò)用戶通過此計(jì)算機(jī)的Internet連接來連接復(fù)選框，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將A網(wǎng)卡IP地址設(shè)為192.168.0.1，打開A網(wǎng)卡的屬性對(duì)話框，將192.168.0.1改為原來的IP地址。

然后在其它計(jì)算機(jī)的B網(wǎng)卡屬性對(duì)話框中將網(wǎng)關(guān)設(shè)置成第二臺(tái)前置機(jī)B網(wǎng)卡的IP地址，這樣就實(shí)現(xiàn)了其它計(jì)算機(jī)與地調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)防病毒服務(wù)器的連接。

8　結(jié)論

白銀地調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)與三個(gè)集控自動(dòng)化系統(tǒng)互聯(lián)后，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化信息的共享。對(duì)地調(diào)而言，廠站直采和系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)兩個(gè)不同途徑的數(shù)據(jù)源可以互為備用，提高了自動(dòng)化信息的可靠性，并提高了電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化運(yùn)行的整體水平，對(duì)地區(qū)電網(wǎng)的安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是極大的技術(shù)支持，能夠更好地實(shí)現(xiàn)調(diào)度、集控、運(yùn)行的分級(jí)管理。

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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(jí)工程師，主要從事電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化管理工作，E-mail: lanwr@126.com