标准化集控站通信网络建设

摘要：随着无人值班变电所管理方式的不断深入，浙江电力开始建设标准化集控站，进一步提高对所辖变电所监视、控制和管理能力，在通信上，变电所RTU装置或综合自动化变电站远动工作站的自动化数据要求直接传送到集控站。该文主要介绍了嘉善县供电局在建设标准化集控站通信网络过程中的技术经验和节约投资的办法。

关键词：标准化集控站；通信网络；建设

1 现状和要求

2005年，根据《浙江省电力公司无人值班变电所集控中心（站）运行管理规定》等上级文件要求，嘉善县供电局在浙江电力范围内率先进行建设110 kV标准化集控站的工作，对无人值守变电所集控站的人事管理、办公环境、运行管理、设备管理等按照规定进行标准化建设，使得变电运行工作在“统一技术标准、统一建设模式、统一规范制度、统一管理方式”下开展，以提高电网的运行管理水平，保证电网安全稳定运行。省公司对县局110 kV及以下电压等级变电所设置集控站的原则为：“集中监控、无人值班模式，一个集控站管辖范围以7～8座110 kV变电所，3～5座35 kV变电所为宜”，对电网实行分层、分区监控管理。集控站具有遥控、遥调、遥信、遥测等功能，自动化信息直接采集和处理，下设操作班，对所管辖的变电所进行监视、控制和管理。

目前，对变电所监控以调度自动化系统为中心，集控站以工作站的方式连接到调度自动化系统，实现监控变电所设备。随着管辖变电所的增多和城网、农网建设的扩大，调度自动化系统数据业务负担越来越重。本次标准化建设，其中一项核心的工作是集控站电网监控系统和原来的调度自动化主站系统分开，调度自动化主站系统主要为整个电网调度的合理、正确安排和电网的安全经济运行提供服务,如提供电网结构、电网负荷、电网潮流、负荷预测、调度报表等调度工作所需要的数据。集控站自动化主站系统的主要功能是监视所管辖变电所设备运行情况、接受调度命令对管辖变电所的设备进行操作和调整，所有的功能针对所辖变电所的安全运行情况，功能专一。这样就将电网生产调度和电网监控功能分开，按照各自的工作特点，把电网的数据分流、分类处理。同时两套系统相互备用，保证一套系统故障的情况下，对电网的监视不中断。

在通信上，变电所RTU装置或综合自动化变电所远动工作站的自动化数据分成二路，要求通过通信网络分别直接和集控站、调度自动化系统主站连接，在现有调度自动化通信通道的基础上，集控站至所辖所有变电所要新增直接自动化数据通道，保证两套自动化主站系统的数据通道是独立、直接连接的，以提高整个系统的可靠性。

嘉善供电局光传输系统的现状是以局中心为汇聚点，组建了东西两个SDH相切环，整个变电所站点有13个，光传输网络到达所有的变电所，为电力调度、电力系统调度自动化、生产管理系统、电能量采集、变电所远程图像监控等系统提供可靠的综合传输平台。网络结构如图1所示。


图1　SDH光传输网络现状图
对于业务接入网，调度自动化数据、调度电话、内线电话等业务通过PCM设备，逻辑上以星型方式连接到局中心。网络结构如图2所示。


图2　 接入网PCM数据业务连接图
新建设的标准化集控站的位置在魏塘变电所内，从图1和图2中可以看出，当前通信网络从传输层到接入层全部以局中心为中心，变电所的数据全部直接送到局中心，适应当前的调度指挥和自动化系统。变电所没有到新建集控站的直接自动化数据通道，无法满足建设标准化集控站的要求，因此必须给予改造。

2 通信网络改造方案

2.1 方案一：自动化数据从局中心延伸

本方案保持现有通信网络不变，把各变电所的全部自动化数据传输到局中心，集控站需要的自动化数据，用PCM设备转接，延伸到集控站。这种方案的优点是实施简单，对现有的网络结构和数据业务没有影响；缺点是存在单个故障点，如果局中心通信设备发生故障，调度自动化和监控自动化系统同时要中断，网络结构如图3所示。


图3　方案一：自动化数据从局中心延伸
2.2 方案二：重新建设一套集控站通信系统

本方案考虑重新单独建立一套专门用于集控站自动化的通信系统，调度自动化和监控自动化分别使用不同的通信设备，达到物理通道上的分开。这种方案的优点是两套系统数据完全分开传输，系统可靠性高，真正做到两套自动化系统的通信通道相互独立，但其缺点也很明显，单独建设一套覆盖全部变电所的通信系统，一是投资巨大，需要几百万的资金，同时建设的周期也很长。


图4　方案二：重新建设一套集控站通信系统
2.3 方案三：改变传输网和接入网的网络结构

本方案将传输网从当前以局中心为切点的两个环网，改造成以局中心和集控站为交点的两个相交环，把各变电所到调度和集控站的数据业务在传输层分别从局中心和监控站直接下业务，对于接入层的自动化业务，根据变电所当前的PCM设备具有64 K时隙全交叉、16个E1接入能力，在现有的一个E1通道和局中心相连的基础上，再增加一个E1通道的接入，以一套PCM设备2个E1接口，分别和局中心和监控站的PCM连接，达到业务的直接传送。此方案利用现有设备，组建局大楼和集控站为中心的两个业务汇集中心，相交环加强通道保护能力，调度自动化和监控自动化的信号在通信通道上分开，直接传送到各自主站系统，满足标准化集控站通信的要求，同时投资很小。

3 通信网络改造的步骤

通过比较，采用方案三，并组织设施。

第一步，在集控站增加光板，调整光纤线路连接方式，改变传输数据配置，将传输网络从局中心为相切的网络结构，改成以局中心和集控站为交点的相交环，整个传输网络改为两个汇聚中心，网络结构如图5所示。


图5　改造后的传输网络结构图
第二步：改变接入网的组网结构。在光传输系统中新开各变电所到集控站的E1通道，用于连接PCM设备。把变电所的PCM设备和局中心、集控站的PCM设备通过E1通道分别直接连接，达到自动化业务的直接传送，从业务接入层也形成两个业务汇聚中心，同时互相备份连接，接入网的组成方式如图6所示。


图6　改造后的接入网PCM数据业务连接图
4 实际应用效果

目前整个通信系统经过网络结构改造，已经全部投入运行，调度自动化和集控站自动化系统的远动信号从变电所RTU设备处发出，分成两路，通过传输接入网络分别直接送到各自的主站系统，在通信通道上两套系统的数据完全分开。同时所有的业务通过相交自愈光传输环网，在光缆线路发生故障时，50 ms内就可以自动倒换业务，在通道上做到自动化业务的可靠传输，见图7。


图7　自动化系统组成结构图
5 结束语

县局标准化集控站通信网络的建设，还是一个新的课题，没有现成的样例。本文的应用，结合通信网络的现状，通过传输和接入网的组网方式的调整和数据业务的重新配置和调试，以一套光传输接入系统，达到调度自动化系统和集控站自动化系统的通信通道相互独立、直接连接。改造后通信网络结构合理、技术先进，自动化数据业务传送可靠，以最小的投资，满足了标准化集控站对通信系统提出的新要求，达到了很好的实际应用成果。