一种高压直流输电集中监控中心的设计与实施

文/刘翼 周玉勇 邵瑞博

按照建设坚强智能电网的战略目标和实施“三集五大”的工作部署，结合跨区直流输电工程的发展规律，本文章介绍了开展直流输电区域集控化试点研究和建设工作。在目前换流站“运检一体化、机构扁平化、职责矩阵化”的基础上，围绕国家电网公司“大运行、大生产”体系进一步推进“区域集控化”工作，逐步实现换流站“集中监控、少人值守”管理方式，内部挖潜，流程再造，提高直流输电运行管理的生产效率，为“人、财、物”的集约化管理奠定基础，实现生产管理上的创新突破。

下面就对本直流输电系统的集控中心做相应的论述。

1 集控中心建设的必要性

1.1 直流集控中心建设符合电网事业的发展要求

建设统一坚强智能电网对换流站运行管理提出新的挑战。实施人财物集约化管理对换流站运行管理提出新的要求。集中监控是电网运行管理的发展趋势。当前，随着国家电网投资建设和运行规模逐步扩大，同时，设备制造水平不断发展、自动化程度飞速提高，电网装备水平、设备可靠性也大幅提升，国内变电运行管理逐步向“集中监控、无人值守”方式转变，取得了集中监控的成熟经验，并建立了相应的集中监控生产管理标准。目前，集中监控、调控一体的运行管理模式在发达国家已经大规模使用，生产效率得到幅提高，因此集中监控已成为电网运行管理的发展趋势。结合跨区直流输电工程的发展规律，大力推进换流站区域集控化，是顺应电网发展趋势的必然选择。

1.2 集控中心建设是直流输电事业发展的内在需求

集控中心建设能实现资源的有效整合。从集控中心建设能优化生产管理模式。集控中心建设为安全生产提供技术保障。集控中心是以人为本的具体体现。

2 直流集中监控中心建设方案概述

这种实现模式是把换流站的工作站“搬”到集中监控中心，如图1，该种模式下，直流集中控制中心LAN网铺设到了换流站内，相应的运行人员工作站在集控中心也配置并连到换流站的LAN网，集控中心的工作站和换流站内部的运行人员工作站一样，监视和控制功能都能够在集控中心同样完成。该方案的优点是不需要对各个换流站的监控系统增加远动通信设备，只需要增加站LAN网与光纤通道之间的光电转换设备即可；换流站内的配置更改后，集中监控中心不需要修改。

3 具体实现方式

3.1 监控系统结构设计及配置

对每个换流站而言，直流集控中心都独立配置一套运行人员监控系统对各个换流站进行监视和控制。

以一个换流站为例，直流集控中心监控系统及其与单个换流站的通信网络示意图如图2。图中监控中心虚框内除了PCM及光端机之外为监控中心监控系统的整体配置。

每套监控系统采用双局域网结构，通过光纤与对应换流站的站LAN互联。局域网采用100Mbit/s的冗余以太网结构，运行人员工作站、SER工作站、站长工作站等换流站的运行人员工作站一样采用网卡绑定技术（Teaming）接入双网。

每套监控系统人机系统主要由运行人员工作站、SER工作站、站长工作站及其它外围设备等组成。其中运行人员工作站监视各自换流站的运行工况、事件报警显示、发送控制命令，与换流站的运行人员工作站功能完全相同。

3.2 保护与故障录波信息系统

图1：集控中心设计图

图2：直流集控中心监控系统与受控换流站的通信网络示意图

为了处理好各个换流站保护与故障录波管理信息子站上传的信息，集控中新也配置了一套保护与故障录波系统。在集控中心配置了一台保护与故障录波工作，来完成相关工作。换流站的保护信息子站直接通过独立的网络通道和集控中心的保护与故障录波信息系统通讯，用来保证监控数据的快速性和可靠性。换流站保护信息子站和集控中心保护与故障录波系统之间采用专线网络方式。如图3所示。

保护与故障录波信息系统的功能是：实时查询换流站保护装置信息，并且对各装置的相关信息，包含自检信息、保护事件及相关的波形及时收集并按照重要性分级记录，并给出相关的报警提示。该系统还能对换流站的保护装置及保护定制进行整定（在调度中心批准的情况下），并且对于具有软压板的保护装置，还能在集控中心远方投退压板的功能，

4 方案的详细特点

站LAN网延伸集控模式在监视信息的全面性高，监控功能以及其它功能等同于换流站运行人员；可靠性强，监控中心工作站通过站LAN直接与各个换流站控制保护系统通讯，其可靠性高。除去通讯通道环节之外，其可靠性等同于换流站运行人员工作站。

监控的快速性几乎同于换流站运行人员工作站；系统硬件扩展性比较容易；系统规模扩展（接入其它换流站），可以比较方便的接入其它换流站，扩展时，若对新接入的换流站配置独立的网络设备及运行人员工作站；从实施难度上，较为容易实现，且成本较低，建设周期主要取决与网络通道建设，只要网络通道建设好，监控系统就可以在较短的时间内实现，且不用进行大规模试验及调试，直接使用即可。

图3：保护与故障录波信息系统接入图