利用SCADA系统实现电网载波设备的监测龚强　张森　孙建国　毕道华关键词　电力系统　通信　载波机　监测
分类号　TM764MONITORINGTOPOWERNETWORKCARRIERUSINGSCADASYSTEMGongQiang,ZhangSen,SunJianguo
(CangzhouElectricPowerBureau,061001,Cangzhou,China)
BiDaohua
(HefeiUniversityofTechnology,230009,Hefei,China)Keywords　powersystems　communication　carrier　monitoring0　引言
　　随着电力系统规模的不断扩大，电力专用通信网的迅速发展，通信业务也越来越多。通信网监测系统已成为通信网建设中不可缺少的组成部分。沧州电业局根据实际情况，从1990年开始对所属变电站载波设备进行监测。经验表明，载波监测系统的建立应符合以下2个原则：一是监测系统的成本造价必须低于被监测设备；二是监测设备的运行可靠性必须远大于被监测系统的可靠性。在建立监测系统时，对于载波设备相对较集中的220kV站一般容易解决，但对于分散在各地的载波设备进行全方位地监测，则有一定难度。而利用现有成熟的SCADA系统对载波设备进行监测，可以很好地解决问题。1　沧州电网及电网SCADA系统
　　沧州电业局担负着沧州市区和所辖14个县（市）、中捷农场和华北油田的供电任务。到目前为止，共有220kV变电站6座，主变容量1320MVA，110kV变电站31座，主变容量1448.5MVA。共有220kV输电线路568.11km，110kV输电线路724.58km。电力最高负荷达934MW，年售电量达4.97TW^.h。
　　沧州电网调度自动化系统^［1，2］为双主机、双前置机、多工作站的开放式Client/Server网络结构，目前主要为SCADA功能也称为SCADA系统。它覆盖了沧州电网管辖的所有变电站，并于1995年8月顺利通过了实用化验收，为在此基础上开发载波监测功能打下了良好的基础。
　　SCADA系统采用以太网结构，主机、工作站、前置机和网络服务器均通过各自所配网卡的RJ—45插座，连至网络集线器(Hub)上。双机切换柜分别与两台前置机中的多口智能接口相连。Modem与双机切换柜线路一对一相连。2　利用SCADA系统实现电网载波设备监测的原理
　　根据载波监测系统建立时应遵循的“投资少、可靠性高”原则，把载波监测系统分为3部分，即分散载波设备的监测、相对较集中载波设备的监测和主站通信监测专用设备。在监测设备的数据采集上，遵循以采集遥信量为主、遥测量为辅的原则。这样，简单易行，投资少，设备简单，可靠性高。
2.1　分散载波设备的监测
　　对于110kV变电站，载波机的配置一般为1台～2台。单独为其配置复杂的监测设备，经济上显然不合算，但不进行监测，显然也不对。而110kV变电站的RTU的遥测和遥信大部分均有富裕，因此可以利用RTU对载波设备进行监测。根据各种载波机的具体情况，可在载波机的告警点接入RTU的遥信采集系统，对载波机的中振、发导、收导、高振发、高振收和发铃等电平及电源工作电压进行遥测采集。这样，一方面充分利用了现有RTU等设备的资源，另一方面也可在投资很少的情况下实现分散载波设备的监测，并且可靠性也相对较高。这样，通过RTU可以实时地将信息传送至调度端主站系统。
2.2　相对较集中载波设备的监测
　　对于载波机相对较集中的变电站，由于变电站数据量较大，且RTU容量有限，所以不能采用复用RTU的方案，可采用专用RTU实现对载波设备的遥测、遥信，还可利用RTU的遥控功能对机房空调、电源等设备进行遥控。由于RTU现有产品一般较成熟，遥测、遥信的数量可根据载波设备的数量及信息采集量来配置。虽然专用RTU投资较大，但分摊在每套载波机上，监测成本仍相对较低。为保证传送载波监测信息的RTU可靠运行，对传送RTU的通道可采用两种不同的方式互为备用。
2.3　主站设备
　　沧州电业局载波监测系统主站端采用SCADA系统的工作站(MMI)来实现。各种数据通过SCADA系统前置机传送至主机，经主机处理后完成各项功能。当人机工作站联机时，系统自动建立一条点对点的逻辑/链路，这时，主机和MMI构成典型的Client/Server结构模式。MMI根据用户操作向主机发出数据请求，由主机的数据通信子系统从各数据库中读取相应值发回MMI，当MMI根据用户请求对数据库写操作时，也由数据通信子系统将数据写入相应数据库。为实现监测功能，在SCADA系统中设立了专用监测工作站。图1为利用SCADA系统实现载波设备监测示意图。图1　载波监测系统网络结构图
Fig.1　ConfigurationofCangzhou
carriermonitoringsystem　　监测工作站对各监测设备建立了数据库，将各监测点定义在其中，主要包括以下2个数据库。
　　a.模拟量数据库，定义现场采集的各点模拟量及其相关属性，主要有：点名、点标识、原值、工程值、值状态、比例因子、偏移量、死区、变化时间、报警上下限、合理值上下限、是否追忆、是否打印、是否上模拟盘、全天最大最小值及发生时刻等。
　　b.开关量数据库，定义各设备告警点采集的数字量及相关属性，主要有：点名、点标识、点状态、开合状态、变位时间、报警追忆状态、是否报警、是否追忆、是否打印、变位时间记录、事故状态等。
　　通过计算机串口将各台载波机的状态送上模拟盘。当载波机故障时，指示载波机状态的总告警信号告警，模拟盘上该台设备的指示灯由“绿”变“红”。3　载波监测系统实现的功能
　　a.可实时调看通信主系统网络图，主要包括沧州地区通信系统的一些内容，如沧州电网地理图、沧州通信系统示意图等。
　　b.监视各通信集中站的机房状态，主要包括沧州电网各220kV变电站载波机房状态图，可对机房电源、空调等设备进行遥控。
　　c.显示各遥测点及计算点的曲线，如电平曲线等。
　　d.打印通信系统运行报表（日报、月报等）。
　　e.以棒图形式显示各遥测点，如电平棒图等。
　　f.显示单台载波机运行状态图，包括显示各告警点状态（遥信量）及部分监测点如中振、发导、收导、高振发、高振收和发铃等电平及电源工作电压的实时数据显示。
　　g.将报警内容列表，包括报警点、报警时间和报警内容。
　　h.可向上级系统转发监测系统数据。
　　i.可在线查看载波设备的参数。4　结语
　　载波机设备自动监测系统应用以来，对我局电力通信网发挥了很大作用，主要表现有以下优越性：
　　a.加强了通信调度的指挥能力，能及时发现通信线路或设备故障，以利及时处理，缩短维修停运时间，保证电力通信正常运行，提高其可靠性。
　　b.可以将目前按年、季、月的检修制度变为按需检修，使通信设备工作在最佳状态，提高通信的传输质量。
　　c.改善了维护工作条件，并提高了维护管理水平。
　　d.减少了通信站值守的维护费用，提高了经济效益。作者简介：龚　强，男，1966年生，工程师，长期从事电力调度自动化系统的开发、应用和管理工作。
作者单位：龚　强　张　森　孙建国(河北省沧州电业局调度所　061001　河北沧州)
　　　　　毕道华(合肥工业大学微机所　230009　合肥)参考文献1　龚　强.Alpha小型机在沧洲电网SCADA系统中的应用.电力系统自动化，1998，22(5)
2　黄　梅，龚　强.利用SCADA系统实时数据进行电网无功优化计算.电力系统自动化，1998，22(8)1999-01-08收稿。