調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)在供電系統(tǒng)中的應(yīng)用

調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)在供電系統(tǒng)中的應(yīng)用

0電網(wǎng)自動化水平不斷提高,電電網(wǎng)通信數(shù)據(jù)是電網(wǎng)自動化水平和電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)保證。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，電氣裝置的自動化水平不斷提高，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)數(shù)量也在增加。電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的深入應(yīng)用,要求電網(wǎng)數(shù)據(jù)能以大容量、高速度傳送。隨著通信技術(shù)的飛速發(fā)展,光纖通信已廣泛應(yīng)用,大部分地市供電公司已實現(xiàn)了光纖環(huán)網(wǎng)通信,利用光纖通信構(gòu)建高速調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)已具備一定條件。1高效低高速高效運行,系統(tǒng)運行難以滿足發(fā)展需求阜陽供電公司的變電站自動化設(shè)備有遠方數(shù)據(jù)采集終端(RTU,RemoteTerminalUnit)、電量采集裝置、微機保護管理系統(tǒng)、站內(nèi)微機五防系統(tǒng)等,各設(shè)備多以模擬通道、電話撥號、專線接入等方式與遠方系統(tǒng)通信,不僅傳輸速度、信息容量受限,而且每個設(shè)備需要有自己單獨的通道,通信設(shè)備維護工作量很大,系統(tǒng)運行可靠性不高。調(diào)度SCADA(SupervisorControlAndDataAcquidtion,數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控)系統(tǒng)在調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)應(yīng)用前,都采用2/4W模擬通道,速度最高只有1200bit/s。隨著綜合自動化系統(tǒng)的投入運行,變電站內(nèi)RTU采集的信息量大大增加,對于大型220kV變電站,在低速通道下主站數(shù)據(jù)刷新很慢,有些遙信變位傳送都超出了標準要求,遙測數(shù)據(jù)曲線也成了階梯形狀。電能量管理系統(tǒng)通過電話撥號方式采集電能量數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)傳輸速率最高只有64kbit/s,主站雖然配備了多路電話通道,但由于傳輸速度慢,經(jīng)常出現(xiàn)在一個采集周期內(nèi)無法采集完本時段電量數(shù)據(jù)的問題,造成數(shù)據(jù)丟失或系統(tǒng)出錯,只能采取減少采集數(shù)據(jù)點的方法縮短數(shù)據(jù)傳輸時間,使得系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實用性大大降低。保護信息管理系統(tǒng)采用電話撥號方式,傳輸速度慢,每次只能與一個站通信,只能讀取少量信息(如設(shè)備的定值信息等),對于事故報告信息、故障錄波裝置的波形則無法完整讀取,系統(tǒng)功能不能正常使用。集控站所轄無人值班站內(nèi)的微機五防與集控站沒有實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng),集控站內(nèi)人員對變電站內(nèi)的設(shè)備狀態(tài)只能通過SCADA系統(tǒng)監(jiān)視,而SCADA系統(tǒng)采集的信息并不完全,對一些設(shè)備狀態(tài)并不能如實了解。當前地區(qū)電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大,電網(wǎng)自動化水平不斷提高,集控站系統(tǒng)已全面應(yīng)用,電網(wǎng)需要傳送的數(shù)據(jù)量呈級數(shù)增長,同時要求寬帶寬、高速率、高可靠性。原有的數(shù)據(jù)傳輸方式已經(jīng)不能滿足電網(wǎng)發(fā)展及電網(wǎng)自動化的需要。隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展,光纖通信已成為主要傳輸通信方式,地區(qū)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)日趨完善,阜陽供電公司所轄變電站已全部實現(xiàn)光纖環(huán)網(wǎng)通信,利用光纖通信構(gòu)建高速調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)是建設(shè)電網(wǎng)的必然選擇。2調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方案2.1ip+sdh+fi布新特性e目前常用的調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)構(gòu)成有4種典型模式:IP+SDH+ATM+FIBRE,IP+ATM+FIBRE,IP+SDH+FIBRE和IP+FIBRE。從發(fā)展趨勢來看,IP+ATM+SDH+FIBRE和IP+SDH+FIBRE并存的時代已經(jīng)成為過去,現(xiàn)已逐步發(fā)展為以IP+SDH+FIBRE為主的局面。大部分供電公司已基本實現(xiàn)光纖環(huán)網(wǎng),從技術(shù)的成熟性和建網(wǎng)的經(jīng)濟性考慮,采用IP+SDH+FIBRE模式更適合調(diào)度業(yè)務(wù)的需求和電力通信的現(xiàn)狀,更有利于基于2M帶寬的擴充,使投入、產(chǎn)出比處于最佳狀態(tài)。2.2網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃調(diào)度中心配置2臺高檔路由器,作為公司調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的中心節(jié)點,負責與各子站通信,同時完成與省公司的數(shù)據(jù)網(wǎng)通信;變電站的路由設(shè)備采用普通的路由器,實現(xiàn)各個應(yīng)用設(shè)備的信息接入。路由設(shè)備可采用華為公司的系列路由器,中心路由器采用NE40,各子站采用AR4620。路由器之間采用E1接口通過SDH光纖環(huán)網(wǎng)相互通信,路由能夠自動迂回,可實現(xiàn)長距離通信,且抗干擾性好。路由器應(yīng)配置多個信息接入端口,可接入Ⅰ,Ⅱ區(qū)業(yè)務(wù)設(shè)備,Ⅰ,Ⅱ區(qū)業(yè)務(wù)在接入時實現(xiàn)邏輯隔離。2.3直接接入本機接入調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的設(shè)備均應(yīng)先接到交換機上,再由交換機接入相應(yīng)的端口,禁止應(yīng)用設(shè)備直接接入路由器端口。調(diào)度中心路由器采用高速通信,達到100M,各子站路由器與中心路由器采用2M或N×2M速率通信。2.4調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)接入的業(yè)務(wù)是關(guān)系到調(diào)度生產(chǎn)運行的重要業(yè)務(wù),網(wǎng)絡(luò)安全是必須考慮的一個重要因素。按照國家經(jīng)貿(mào)委30號令《電網(wǎng)和電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)及調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)安全防護規(guī)定》以及“全國電力二次系統(tǒng)安全防護總體方案”的要求,承載調(diào)度業(yè)務(wù)的調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)應(yīng)通過SDH/PDH的N×2Mbit/s專線組建,實現(xiàn)與其他網(wǎng)絡(luò)的物理隔離,成為調(diào)度業(yè)務(wù)可信賴的網(wǎng)絡(luò)。3連接到網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度方案和應(yīng)用程序系統(tǒng)的訪問方案3.1物理通道設(shè)置及接入各路由器都具有2個及以上接口,路由器的以太網(wǎng)口與接入系統(tǒng)的交換機連接,與通信設(shè)備直接通過2M物理端口進行連接,重要設(shè)備之間可采用多個2M物理通道增加數(shù)據(jù)通信容量及可靠性。對各路由器進行有關(guān)配置,網(wǎng)絡(luò)路由在域間采用穿越自治域+接入自治域模式,域內(nèi)采用鏈路狀態(tài)協(xié)議(OSPF,OpenShortestPathFirst),廠站路由器采用靜態(tài)路由方式以減小系統(tǒng)的開銷,使系統(tǒng)高效運行;網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)接入采用2個獨立的VPN方式,分別滿足不同等級安全區(qū)域系統(tǒng)的接入。路由器與通信設(shè)備的連接如圖1所示。3.2基于調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)各個設(shè)備的接入方式有2種,一是利用網(wǎng)線直接連接到路由器的接入交換機,這種接入方式適用于接入設(shè)備與路由器距離較近的情況;二是采用光纖+光電轉(zhuǎn)換器方式,這種方式適用于接入設(shè)備與路由器距離較遠(連接距離大于100m)的情況,從而能提供較好的通信效果,保證通信更加可靠。通過調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)將原先的各種通道組合到數(shù)據(jù)網(wǎng)中,各類設(shè)備接入時按安全等級分Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū),I區(qū)主要接入電網(wǎng)實時控制業(yè)務(wù),包括遠動實時采集控制系統(tǒng)(RTU/SCADA)、廣域相量測量系統(tǒng)(PMU/WAMAP)、微機五防系統(tǒng)等,Ⅱ區(qū)主要接入電網(wǎng)調(diào)度非實時業(yè)務(wù),包括電能量管理系統(tǒng)、微機保護信息管理系統(tǒng)、故障錄波器信息等。各應(yīng)用設(shè)備接入數(shù)據(jù)網(wǎng)的示意圖如圖2所示。3.2.1主站scad系統(tǒng)接入數(shù)據(jù)網(wǎng)變電站RTU數(shù)據(jù)的接入,對于綜合自動化系統(tǒng)而言,遠程通信控制器通常都具有網(wǎng)絡(luò)通信接口及通信規(guī)約,可以直接通過網(wǎng)線連接到Ⅰ區(qū)實時系統(tǒng)交換機上,再由交換機接入路由器。對于早期的集中式RTU,通信主機一般不具備網(wǎng)絡(luò)通信接口及網(wǎng)絡(luò)通信規(guī)約,需要對通信接口進行改造,加上MOXA卡,實現(xiàn)串行口轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)接口,傳輸速度可從600bit/s提高到9600bit/s,通信效果和數(shù)據(jù)質(zhì)量大大提高。主站SCADA系統(tǒng)接入數(shù)據(jù)網(wǎng)采用網(wǎng)絡(luò)方式,由前置機直接通過網(wǎng)線接入調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng),從而與各個RTU實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)運行后,大部分變電站的遠動主通道都改成了網(wǎng)絡(luò)104規(guī)約通信,模擬通道只作為備用通道,這樣遙測和遙信數(shù)據(jù)容量和實時性都能符合要求,各類遙控及變壓器調(diào)節(jié)也都能可靠進行,通信質(zhì)量和可靠性大大提高。微機五防系統(tǒng)可通過調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)交換,通常在集控站設(shè)五防主站系統(tǒng)并接入調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng),把所轄無人值班站內(nèi)的五防工作站也接入調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng),運行值班人員通過五防主站系統(tǒng)可以得到許多SCADA系統(tǒng)采集不到的數(shù)據(jù),包括刀閘、地刀、開關(guān)前后網(wǎng)門等狀態(tài)信息,能更好地把握現(xiàn)場情況,合理安排設(shè)備巡視。同樣,五防主站也可以對變電站內(nèi)的操作進行預(yù)演,然后下傳操作票,由變電站內(nèi)人員進行實際操作,從而實現(xiàn)操作的遠方指導(dǎo)監(jiān)護功能。3.2.2數(shù)據(jù)網(wǎng)對電網(wǎng)的影響Ⅱ區(qū)設(shè)備大多實時性要求不高,以前都是通過電話撥號實現(xiàn),傳輸速度很慢,數(shù)據(jù)傳輸過程中經(jīng)常出錯,系統(tǒng)實用性并不高。變電站內(nèi)的電量采集裝置具有網(wǎng)絡(luò)通信接口,可直接接入Ⅱ區(qū)交換機即可。電能量管理主站系統(tǒng),由前置機通過防火墻接入調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng),實現(xiàn)與子站設(shè)備網(wǎng)絡(luò)通信。應(yīng)用調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)后,傳輸速度可達2048kbit/s,數(shù)據(jù)傳輸速度提高了十幾倍,電量系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)及時準確。根據(jù)需要也可增加許多數(shù)據(jù),包括電表凍結(jié)值、分時電量、PT失壓記錄等,全面準確的電網(wǎng)數(shù)據(jù)可為更多的部門提供有用信息,使電能量管理系統(tǒng)更好地為電網(wǎng)生產(chǎn)運行服務(wù)。變電站內(nèi)的微機保護裝置通過各種通信方式接入保護管理機,由保護管理機通過網(wǎng)絡(luò)接口接入調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng),保護信息主站系統(tǒng)通過防火墻接入數(shù)據(jù)網(wǎng),實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸。使用調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)后,把變電站內(nèi)的保護信息管理機進行改造,采用網(wǎng)絡(luò)接口通信,改造后傳輸速度大大提高,提高了保護信息管理系統(tǒng)的實用性,正常的保護信息都能及時傳送到系統(tǒng)主機,各種定值信息都能正常傳送,對于故障波形數(shù)據(jù)也能正常讀取。4調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)建設(shè)為調(diào)度自動化系統(tǒng)提供了綜合的數(shù)據(jù)傳輸平臺,將調(diào)度SCADA系統(tǒng)、微機五防系統(tǒng)、WAMAP系統(tǒng)、電能量管理系統(tǒng)、保護信息管理系統(tǒng)等多種信息傳輸通道整合到調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)綜合傳輸平臺。調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)建設(shè)中充分利用了現(xiàn)有的光纖通信資源,依托于現(xiàn)有的SDH光纖通信網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點至少有2個方向的路由傳輸,形成網(wǎng)狀網(wǎng),建成后的調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)如圖3所示。調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的投入運行,克服了過去每個應(yīng)用系統(tǒng)采用單獨的傳輸通道造成的信息傳輸?shù)乃俾实?、可靠性差等固有缺?大大提高了信息傳輸通道的通信質(zhì)量及可靠性,提高了通信設(shè)備的利用率。并可以通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視系統(tǒng)實時監(jiān)測調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的運行情況,能夠及時發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運行故障信息,快速判斷故障點,及時處理故障,減少了通信及自動化專業(yè)人員的維護工作量,為保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行提供了技術(shù)保障,具有良好的經(jīng)濟性和社會效益。5提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸能力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)是電網(wǎng)調(diào)度自動化信息數(shù)據(jù)的綜合傳輸平