调控一体化下调度自动化系统的研究与实施

兰文锐

甘肃白银供电公司　甘肃白银　730900

调控一体化下调度自动化系统的研究与实施

兰文锐

甘肃白银供电公司甘肃白银730900

介绍了白银供电公司调度自动化现状，从硬件配置、网络通信、病毒防护等方面论述了调控一体化模式下白银供电公司调度自动化系统的实施方案。这一系统能够实现自动化信息的共享，提高了电网调度自动化运行的整体水平。

电力系统；调度；自动化

1　研究背景

按照国家电网公司三集五大战略部署，为推动生产组织模式重构和运行机制创新，完善运行组织架构，转变调度运行模式，提高集约化管理水平，白银供电公司实施了调控一体化大运行模式的建设[1]。

白银电网原有的调度管理模式是，白银地调负责全网的调度和指挥，白银集控、靖远集控、景泰集控负责所辖变电站的遥控操作和运行监视。单一的开关操作由地调向集控下令，集控人员通过集控自动化系统进行遥控操作。大型复杂的操作由地调向集控下令，再由集控向运维班下令，由运维班到变电站现场进行操作。

调控一体化模式实施后，撤销了白银、靖远、景泰三个集控中心，将监控功能合并至地调，电网的遥控操作和运行监视由地调中心统一负责[2]。

建设调控一体化模式，需要有调度自动化系统强有力的技术支持，因此，要求地调自动化系统与集控自动化系统实现互联，保证整个自动化信息网络的坚强，进而保证自动化信息的正确、可靠。

2　调度自动化现状

白银供电公司有一套地调自动化系统和白银、靖远、景泰三套集控自动化系统。根据电网调度和监控的需要，地调自动化系统具有监控与数据采集(SCADA)、高级应用软件(PAS)、调度员培训仿真系统(DTS)、网络浏览等功能模块，三套集控自动化系统只有SCADA功能模块。白银电网变电站分片向三个集控中心和白银地调上传电网运行实时信息。调控一体化模式实施前，三个集控中心通过各自集控自动化系统对所辖县区电网实施监控，白银地调通过地调自动化系统对白银地区全网进行调度和指挥，地调自动化系统与三套集控自动化系统之间无连接，信息不能共享和互备。

3　调控一体化模式下调度自动化系统方案

由于原有三个集控中心的自动化系统运行稳定、功能完备、信息正确，因此在实施调控一体化后，集控自动化系统可以作为地调自动化系统的分散式备用系统。一旦地调自动化系统故障或瘫痪导致功能失效，三个集控自动化系统可以立即担负监控和指挥电网的重任，有利于构建坚强的白银电网自动化网络。保留三个集控自动化系统，还可以帮助自动化人员对比和分析变电站上传的电网实时信息，有利于自动化信息的调试和自动化系统的维护[3]。

地调自动化系统和集控自动化系统目前只是一个个信息孤岛，迫切需要实现互联，以利于自动化信息的整合和共享，实现调度、集控、运行的分级管理。当地调自动化系统上传的电网实时信息中断时，通过转发三个集控自动化系统的信息，可以保证地调的调度、集控人员对电网不间断监控，在目前白银供电公司已全部实现无人值守变电站的情况下，有利于电网的安全、稳定运行[4]。

白银地调与三个集控中心已经实现了光纤通信，因此可通过光纤通信网络实现地调自动化系统与集控自动化系统的互联，同时，应满足电力二次系统安全防护的要求[5]。在甘肃省调已经建设调度数据网络而白银地调尚未建设调度数据网络的情况下，可以借鉴调度数据网络的模式，实现地调自动化系统与集控自动化系统的互联[6]，如图1所示。

图1　调度自动化系统示意图

4　硬件配置

在白银集控、靖远集控、景泰集控分别部署路由器、纵向加密认证装置、实时交换机各一台。由于地调自动化系统与集控自动化系统互联只有自动化信息这一实时业务，无非实时业务，因此不需要部署非实时交换机[7]。

省调数据网络在白银地调设有骨干节点，地调自动化系统与集控自动化系统的互联可以利用省调在白银地调的网络设备，不必重新部署新网络设备。由于省调路由器的接口不足，需要在省调路由器上增加一块具有8个以太网口的接口板[8]。

5　网络通信

地调自动化系统与集控自动化系统互联，数据通信量大，为了组网灵活，方便后续扩充网络带宽，考虑在各个节点路由器与通信光端机之间采用以太网方式连接。

地调自动化系统和三个集控自动化系统都是独立的局域网，分属不同的子网，且靖远集控和景泰集控的网络地址完全相同，各个系统均有若干服务器和工作站，网络地址不能更改。

通过省调在白银地调的骨干节点进行通信，地调自动化系统和三个集控自动化系统必须采用省调分配的网际协议(IP)地址。地调自动化系统与集控自动化系统互联，只是地调前置机与集控前置机通信，于是向省调申请，为地调自动化系统和三个集控自动化系统各分配了两个IP地址，具体见表1。

地调自动化系统与集控自动化系统通信，可以采用两种方式，一种是在路由器或纵向加密认证装置中进行网络地址转换，另一种是在前置机网口上绑定第二个IP地址。为了利于网络的统一管理和增加网络的灵活性，采用第二种方式[9]。

6　方案实施

在省调的调度数据网络中建有实时和非实时虚拟专用网(VPN)，地调自动化系统与集控自动化系统的通信纳入省调实时VPN中。

省调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

……

以靖远集控为例，集控msr5040路由器配置如下：

表1　调度自动化系统网络配置

……

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

……

白银地调自动化系统和三个集控自动化系统均为A、B双网结构，而地调自动化系统与集控自动化系统互联是单网通信，因此统一在各个前置机的A网网口绑定第二个IP地址。靖远集控和景泰集控自动化系统是Windows操作系统，绑定第二个IP地址很容易。白银地调和白银集控自动化系统是Unix操作系统，绑定第二个IP地址稍显复杂，以地调为例，方法如下。

以root用户登录，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，定义第二个IP地址对应的计算机名byqz2d，新建/etc/defaultrouter文件，定义路由器网关地址10.62.37.1。

地调自动化系统和集控自动化系统的自动化信息量非常大，因此需要采用传输控制协议和IP通信方式，以及IEC 104规约，实现地调自动化系统与集控自动化系统的数据转发和自动化信息共享。需要转发的每个厂站，在两系统均建立接收和发送两个通道，即采用非平衡方式。多个通道在两端转发节点对应相同的IP地址与不同的端口号。遥测转发原始值，方便信息的接收处理、查看，也方便后续信息的增加和修改。基于安全考虑，数据转发中只转发遥信和遥测，不转发遥控，并采取全信息量转发，即遥信和遥测的全部信息同时转发。在每个系统中，所辖厂站的自动化信息有两个来源，为直采和转发，以厂站直采为主用，以系统转发为备用[10]。

实现地调自动化系统与集控自动化系统数据转发后，地调自动化系统与集控自动化系统的自动化信息将变为三角环网模式传送，变电站两路通道同时分别向地调自动化系统和集控自动化系统直送数据，地调自动化系统与集控自动化系统之间进行数据转发。若变电站的一路通道中断，不会影响地调和集控站的信息采集和对变电站的监控，同时满足变电站到任一自动化主站不同路由双通道的要求。调度自动化系统信息传送如图2所示。

图2　调度自动化系统信息传送示意图

在进行互联的两个自动化系统数据库中修改通道参数表，为每个变电站增加一个转入通道和一个转出通道，见表2。

修改远程终端单元(RTU)路径参数表，为每个变电站增加一个转入通道，这样每个变电站将有两个通道，其中直采通道优先级设为1，转入通道优先级设为0，即以直采通道为主用，以转入通道为备用，见表3。

表2　通道参数表

表3　RTU路径参数表

7　病毒防护

实现地调自动化系统与集控自动化系统互联后，可以使白银集控、靖远集控、景泰集控基于Windows操作系统的计算机连接到设在地调的防病毒服务器，实现网络方式的病毒防护和病毒库自动更新。

地调自动化系统的防病毒服务器由省调统一部署，并由省调进行病毒库定时更新。连接到地调防病毒服务器的Windows操作系统，可以安装由省调统一购置的网络版病毒防护软件，并进行病毒库自动更新。

每个集控自动化系统只有两台前置机能够与地调自动化系统直接连接，其它计算机无法直接与地调自动化系统连接。采用Windows操作系统中Internet连接共享方法，实现其它计算机与地调自动化系统的连接。

首先在每个集控自动化系统第二台前置机的B网卡属性对话框共享页中设置将此网卡共享，即选取允许其它网络用户通过此计算机的Internet连接来连接复选框，此时系统会自动将A网卡IP地址设为192.168.0.1，打开A网卡的属性对话框，将192.168.0.1改为原来的IP地址。

然后在其它计算机的B网卡属性对话框中将网关设置成第二台前置机B网卡的IP地址，这样就实现了其它计算机与地调自动化系统防病毒服务器的连接。

8　结论

白银地调自动化系统与三个集控自动化系统互联后，能够实现自动化信息的共享。对地调而言，厂站直采和系统转发两个不同途径的数据源可以互为备用，提高了自动化信息的可靠性，并提高了电网调度自动化运行的整体水平，对地区电网的安全、优质、经济运行是极大的技术支持，能够更好地实现调度、集控、运行的分级管理。

[1] 罗涛，何海英，吕洪波，等.基于全寿命周期理论的电网调控一体化管理模式评价[J].华东电力，2011,39(2)： 172-175.

[2] 李功新，黄文英，任晓辉，等.调控一体化系统防误校核研究[J].电力系统保护与控制，2015，43(7)： 97-99.

[3] 彭晖，葛以踊，吴庆曦，等.地县调控一体化系统分区解并列机制的设计与实现[J].电力系统自动化，2014(6)： 75-77.

[4] 邓小珍.地区电网调控一体化系统建设的研究与分析[D].保定： 华北电力大学，2013.

[5] 金双喜，裘峰源，宣跃.地区电网调控一体化系统建设的研究与分析[J].陕西电力，2011(1)： 49-52.

[6] 张道杰，王广民，慕宗君，等.网络保护调控一体化的研究与应用[J]. 电力系统保护与控制，2013,41(14)： 149-153.

[7] 刘晴.地区电力调度数据网建设模式研究[J].电力系统通信，2013,34(1)： 11-15.

[8] 刘丽榕，王玉东，肖智宏，等.国家电网调度数据网建设方案研究[J].电力系统通信，2011,32(2)： 18-21.

[9] 吴丹，吴昊.电力调度数据网结构特性探究[J].中国高新技术企业，2015(5)： 150-151.

[10] 丁鹏.地区电网自动化系统数据采集整体方案的设计[D].杭州： 浙江大学，2008.

(编辑： 启德)

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

兰文锐(1968—)，男，本科，高级工程师，主要从事电网调度自动化管理工作，E-mail: lanwr@126.com