集控自动化系统存在问题浅析

1、集控自动化系统存在问题浅析摘要：文章介绍了集控自动化系统的结构形式、 功能和通讯网络等内容，从 技术、管理、运行维护、逻辑认证、防误闭锁和安全防护等多方面阐述了集控自 动化系统实际应用中存在的若干问题，针对其在应用中存在的问题进行了探讨， 并提出相应的理解及认识。关键词：集控自动化系统系统结构 控制1概述随着电网无人值守变电站的建设，主网控制的变电站数量大幅增加。“十一五”期间，仍有多座变电站将要建设。大量无人值守变电站投入运行将对变电运 行带来相当大的压力，当变电站发生突发性故障时，能否迅速采取措施，减少停 电时间并预防大面积系统灾害的发生是目前急于解决的问题。鉴于上述原因，并针对本地区电网

2、的实际运行情况，建设地区集控自动化系统是目前重点工作之一。集控自动化系统建设是将地区电网变电站的实时量测数据、保护动作数据、装置运行数据、一次设备本体状态数据、IED设备运行数据及对变电站的控制等 诸多信息进行综合处理和集成，构成功能完整的集中控制自动化系统。 集控自动 化系统监测控制范围包括主网 220kV、110kV变电站，其中主网变电站自动化系 统（常规自动化系统、综合自动化系统）采用模拟和网络结合方式与集控自动化系 统进行数据通讯。集控自动化系统主要包括：SCADA系统安全防护；数字大屏幕显示 系统；数据综合业务，AVC控制；五防闭锁；动力监控系统与安防联动； 与其他自动化系统接口功能

3、。通过合理功能配置，从变电运行方面使多个变电 站的监视控制信息得到了共享，从而提高了运行的可靠性，减少了人为误操作的 可能性。基于上述，集控自动化系统建设已由“热门话题”转向了实用化阶段。2集控自动化系统建设规模及技术方案建设集控自动化系统应在电网调度自动化、变电站自动化、电能计量、网络 安全等方面基础上，采用基于跨平台技术，采用SQL Server/Oracle/Sybas次型数 据库，基于一体化支撑平台，集SCADA/DA/NS?功能于一体的集控自动化系统。集控自动化系统主站软硬件配置选型及实现功能集控自动化系统是监测、控制电力系统运行的实时系统，要求系统具有很高 的实时性和可靠性。主站系

4、统服务器及工作站采用高性能的服务器和工作站，数 据服务器、前置数据处理工作站、控制工作站等关键节点采用冗余热备用技术， 满足电力系统高可靠性的要求。局域网设计采用快速以太网，星型拓扑结构。双网配置，双网即可热备用， 又可切流，这样可提高网络的可用性和安全性。与其他系统互连时，采用物理隔离装置以及综合业务服务器，进行合理分区， 在特定的情况下还可以考虑防火墙路由器等装置，以保证系统的安全性。分区集控中心自动化系统主站推荐配置： 数据服务器2台、综合业务平台服 务器1台、前置处理工作站2台、调度工作站2台、维护工作站1台、报表工作 站1台、SCADAS讯网关1台。SCADA务器：存贮、管理各种历史

5、数据、登录信息、用户信息、设备信息、 电网管理信息等。双机冗余热备份配置；数据采集服务器：将变电站自动化系统送来的实时数据进行处理，系统送到集控主站系统网络上，或将集控系统主站的命令通过规约转换发送到变电站自动 化系统。双机冗余热备份配置；控制工作站：用于集控运行人员对变电站的监视与控制调节操作，双机主备配置；综合业务服务器：提供集控自动化系统的数据浏览服务， 兼作同外部系统接 口网关用；工程师/维护工作站：用于完成整个系统的维护功能，并可对程序进行二次 开发；AVC服务器：用于对本集控系统监测控制范围的变电站进行电压、无功的自动闭环控制；网络光纤交换设备：实现系统的网络延伸。分区集控自动化系

6、统功能切区集控自动化系统用于电网内各 220kV、110kV变电站的安全运行监视和 集中操作控制，其主要功能为 SCADA功能，包括：数据采集和处理功能、画面 显示功能、遥控与操作闭锁功能、事件顺序记录 （SOE功能、事故追忆功能、计 算功能、报表打印功能、网络拓扑功能、系统故障诊断和维护、通道监视管理、 系统对时、无功优化、五防闭锁等，并具备与其它系统网络通讯的功能。3集控自动化系统存在的问题及对策目前，集控自动化系统的规划设计还没有统一的标准，因此标准问题（其中包括技术标准、自动化系统模式、管理标准等问题）是当前迫切需要解决的问题。系统开放性问题集控自动化系统实现与不同厂家生产的在系统前期

7、规划设计选型当中，存在着如：所选系统功能不够全面、接口设备质量不过关且通用性差、 系统性能指标 达不到要求等问题，这主要是由于系统集成商只重视经济成本， 而我们又过多追 求系统的技术含量，而不重视系统的性能以及实用性，因而一些技术含量虽较高， 但系统结构公共节点较多的系统却不能被采纳从而使得那些可靠性不高、功能缺乏实用性的系统被投入使用。从使用方来讲，没有切实可行的集控自动化系统建 设规范和设计标准，只是从思维惯性上遵循传统的调度自动化系统规划设计标准， 而对集控自动化系统在运行方面考虑的较少，导致系统功能臃月中，结构过于复杂， 缺乏针对性。从运行管理方面，在运行手段发生本质变化的情况下， 没

8、有制定与 之相适应的运行管理标准。设备的互操作性（互换性）；系统不仅能包容自动化技术新的发展要求，还必 须考虑和支持变电站运行功能的要求。而早期的集控自动化系统却不能满足这样 的条件，各变电站综自系统设备与集控中心设备之间通讯接口困难，甚至不能连接，从而造成各厂家各自为政，重复开发，浪费了大量的财力物力。另外，系统 设备的结构方式不尽相同，给维护和管理带来许多问题。随着通信技术和计算机 技术的迅猛发展，集控自动化系统的技术水平也有了很大的提高， 系统结构体系 不断完善，分布式的集控自动化系统的出现为系统的选型提供了一个更为广阔的 选择余地。经选用的集控自动化系统不仅要技术先进、 功能齐全、性能

9、价格比高， 还要保证系统的可扩展性和适用性强，而且要求生产厂家具有相当的技术实力和 前瞻性，且有一定的运行业绩和完整的质量保证体系、完善的售后服务体系。运行维护人员适应性问题在解决好现行的集控自动化系统管理体制和技术标准等问题的同时，还要培养出一批高素质的专业运行维护队伍。目前，集控自动化系统绝大部分设备的维 护还依靠厂家，在专业管理上几乎没有专业队伍，出现设备缺陷即通知相应的厂 家来处理，从而造成缺陷处理不及时等一系列问题。 要想维护、管理好集控自动 化系统，首先要成立一只专业化的队伍， 培养出一批能跨学科的复合型人才， 拓 宽相关专业之间的了解和认知，以利于集控自动化系统稳定、可靠运行。综

10、合自动化系统传输信息定义问题多年来，集控自动化系统与变电站综合自动化系统传输信息定义工作一直是工程建设中的难点。究其原因是我们对变电站运行管理的定位有一定偏差，从传统的常规变电站改造到综合自动化 变电站的新建都存在此问题，前者是为实现变电站的三遥，在两遥基础上接入了 光字牌信号和增设了遥控功能，没有对变电站现状进行通盘考虑，如因增设遥控 功能而导致相关回路不能满足运行要求而出现的相关问题等；后者在全站系统满足信息最大化的情况下，习惯上只认为传输到集控中心的信息量越多越好， 但目 前从已运行的综合自动化变电站情况看，首先是对集控中心系统的硬件资源开销 较大，降低了实时响应能力，其次是对集控运行而

11、言，缺乏有针对性的运行监视 和控制，再次是相关部门对定义信息内容的工作无所适从。对于上述问题应制定出台相关的信息传输标准，此标准对今后的变电站到集 控自动化系统的传输信息从定性和定量两方面都有严格的规定， 在今后实际操作 过程中，建议相关部门根据该标准提出信息需求， 自动化专业再从技术层面上对 相关需求依据现场实际情况进行整合来满足运行要求。集控自动化系统数据库逻辑认证和防误闭锁问题现有集控自动化系统在数据库录入逻辑认证方面考虑的不够全面， 如遥控参 数结构中没有建立厂站、遥控号、设备属性之间的逻辑关系，该问题会导致对系 统参数的修改、录入工作中出现遥控号的重复、 偏移等重大隐患，以至在运行过

12、 程中会发生误遥控以及保护信息误报等问题导致的事故。 为此，在新建集控自动 化系统设计中，从技术层面上需建立技术防范措施，健全安全逻辑验证功能。电气误操作是集控运行人员在遥控操作活动中的大忌， 为了有效防止误遥控 操作事故的发生，近年来，在加强集控运行人员安全意识教育、 安全技能培训和 不断完善有关规章制度的同时，还应积极努力地通过采用各种防误操作技术措施、 完善的软硬件设施来控制和规范集控运行人员的操作行为。集控自动化系统在提高防误管理系统的智能化功能设计中主要解决以下几个方面问题：(1)防误闭锁规则生成的智能化：根据不同结线方式、不同类型的设备，系 统能够自动生成相应的闭锁规则表，来避免集

13、控运行人员在遥控操作过程中的错 误。(2)系统执行操作开放的智能化：集控运行人员遥控操作执行时，不必过多 地先完成防误系统中的有关操作，由系统自动完成对操作过程的防误规则判断， 即可减少集控运行操作人员对防误系统的干预操作，甚至可做到零干预，使防误操作达到真正意义上的智能化。虽然近年来在集控自动化防误系统的设计中，也 出现“单元化防误”的防误形式，但该防误形式也存在一些固有的缺陷，特别在 防误的网络化、集控化方面也还需要一个管理平台来支撑，其网络型防误集控系 统的设计思想应是今后防误管理现代化的发展方向。集控自动化系统布点问题随着近几年电网投入的不断加大，具备无人值守条件的变电站已逐渐覆盖全

14、网，通讯的网络化，将加快集控中心的建设，集控自动化系统实现的方案也将会 随着变电站的规模、布点及在电网中的重要性、可靠性和系统与变电站过程层数 据流的不同而变化。如果一个集中控制自动化系统模式选择合适的话，不仅可以节省投资，而且由于系统功能全、可靠性高、可信度大，而更便于运行操作，因 此把握好集中控制自动化系统的规划布点的选择关，意义十分重大。目前，在应用较广泛的地区，集控自动化系统模式分为：中心集中控制和分区集中控制两种。中心集中控制系统是将全地区具备无人值守的变电站(包括：综合自动化变 电站、常规自动化变电站)进行接入，建设中心集中控制系统的前提：一是系统 功能和配置要求非常高，其建设规模

15、从某种程度上已超过现有地区调度自动化 (SCAD颂统；二是要求运行人员能够从大量的监测信息中综合分析系统的运行 情况，特别是在电网异常时，造成信息雪崩的情况下应如何应对， 这对运行人员 提出了更高的要求。分区集中控制系统是在先进的控制技术、 通讯技术等先进技术手段应用的前 提下，由传统的全地区单一控制的模式向建立分区控制系统的方向发展，分区集中控制系统建设原则是以220kV枢纽变电站为中心，监测控制范围为周边辐射的 110kV变电站，操作队设置在相应的分区集中控制中心。该模式从系统安全上实 现了在全地区层面上的风险承担，从监测范围的可观性上适应了运行人员的监控 范围，操作队维护响应时间得到了保

16、证，从系统功能上与中心集中控制中心相同。集控自动化系统安全防护问题集控自动化系统的运行管理不规范、 信息共享、缺少必要的系统安全防护措 施等方面将会给整个系统造成致命的威胁， 甚至给电网造成破坏，网络病毒和黑 客入侵将是两大主要隐患。为确保集控自动化系统安全稳定运行， 必须采取可靠的安全管理机制，采用 多层、分级的管理模式，主站系统的各个节点可设置不同的功能， 不同的人员配 置，即每台机器所能完成的任务、进行的操作可在线设置，每个值班员只能在自 己指定的机器上完成操作。针对系统互连，我们根据互联系统的不同安全等级提供不同的接口方式。同时在遵循保证安全可靠的前提下减少接口类型，做到接口标准化、统

17、一化、规范化，这样极大地减少了系统维护工作量，同时也提高了集控自动化系统与其他系 统进行数据交换的稳定性。(1)集控自动化系统与外部交互的数据通过 WEB代理进行数据中转，此 WEB 代理为逻辑功能模块，数据在系统内部传输和与 WEB交换数据采用不同的协议， 已达到进一步安全隔离的目的。(2)集控自动化系统与其他系统之间的安全防护措施通过安装在网关计算机 上的防火墙软件实现，防火墙软件可以保证正常的生产数据快速通过，但对于来自其他系统的病毒、攻击性程序可以有效的防范，不会使来自其他系统的不安全 因素进一步扩大。(3)集控自动化系统与数据中心之间经过专用的安全隔离设备进行隔离，以 达到安全防护的作用。(4)建立完善的安全措施，对