變電站的中心議題
??? * KU-600綜合自動(dòng)化系統(tǒng)
??? * KU-600監(jiān)控系統(tǒng)

第一部分： KU-600綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

一、概述

KU-600變電站自動(dòng)化系統(tǒng)是西安亞奇電力科技開發(fā)有限公司在總結(jié)了國內(nèi)外該領(lǐng)域的多年應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上研制的新一代產(chǎn)品。?

KU-600著眼于當(dāng)前的國際發(fā)展趨勢，廣泛吸取了國內(nèi)外現(xiàn)有的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，并在技術(shù)上進(jìn)行了創(chuàng)新，其產(chǎn)品(系列)涵蓋了10kV～220kV及以上電壓等級(jí)的輸配電線路保護(hù)、主設(shè)備保護(hù)和測量控制系統(tǒng)，并提供了各個(gè)電壓等級(jí)的變電站自動(dòng)化的完整解決方案。?

二、系統(tǒng)特點(diǎn)

KU-600變電站自動(dòng)化系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，除了具有一般分布式系統(tǒng)所具備的高可靠性、靈活性和可擴(kuò)展性以及系統(tǒng)構(gòu)成和維護(hù)的簡易性外，還具有下述特點(diǎn)：?

1.? 完整的變電站自動(dòng)化解決方案?

KU-600的產(chǎn)品(系列)涵蓋了10kV～220kV及以上電壓等級(jí)的輸配電線路保護(hù)、主設(shè)備保護(hù)及測量控制系統(tǒng)，并提供了各個(gè)電壓等級(jí)的變電站自動(dòng)化的完整解決方案。?

KU-600從方案設(shè)計(jì)開始，始終貫徹的設(shè)計(jì)思想，“以高性能的子系統(tǒng)構(gòu)筑優(yōu)異的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)”，避免以往采用拼湊式構(gòu)成的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)從單元設(shè)備、通信網(wǎng)絡(luò)到監(jiān)控系統(tǒng)等諸方面給整個(gè)系統(tǒng)帶來的限制，以減少從工程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)行到維護(hù)以及系統(tǒng)擴(kuò)展等各個(gè)環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)工作量，從而使系統(tǒng)構(gòu)成的方式更加清晰，使系統(tǒng)信息的獲得更加快捷，使系統(tǒng)維護(hù)的工作更加簡單，使系統(tǒng)擴(kuò)展更加方便。?

2.? 全以太網(wǎng)無瓶頸的快速響應(yīng)系統(tǒng)?

嵌入式以太網(wǎng)的應(yīng)用無疑是飛躍式的。在以太網(wǎng)出現(xiàn)之前，無論是RS-232C、EIA-422/485都無法避免通信系統(tǒng)繁瑣、通信速度緩慢的缺陷，這使得在以往的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中，通信問題始終沒有一個(gè)理想的解決方案，現(xiàn)場總線的應(yīng)用部分地緩解了變電站自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)通信的需求，但在系統(tǒng)容量較大時(shí)依然顯得捉襟見肘，以太網(wǎng)及其嵌入式應(yīng)用，使這一問題的解決變得豁然開朗，因?yàn)橐蕴W(wǎng)的通信速度比此前的任何一種通信方式提高了幾個(gè)數(shù)量級(jí)。?

KU-600系統(tǒng)從間隔層的單元設(shè)備即采用以太網(wǎng)的通信方式，加之單元設(shè)備內(nèi)部采用了高效率的平衡式通信方式，從根本上克服了以往設(shè)備內(nèi)部采用問答式通信導(dǎo)致的傳輸效率低、對(duì)外通信帶寬不夠等矛盾，使得信息的采集、傳輸、響應(yīng)等各個(gè)環(huán)節(jié)都較以往的分布式系統(tǒng)有了質(zhì)的飛躍。?

3.? 開放性設(shè)計(jì)思想?

在從單元設(shè)備到監(jiān)控系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)中，KU-600除了都保持其自身的系統(tǒng)性和完整性以外，還非常強(qiáng)調(diào)與其他智能設(shè)備的互相連接和可互操作性。在單元設(shè)備的接口設(shè)計(jì)中，除了上述以太網(wǎng)通信接口?

4.? 高性能、可信賴的通用平臺(tái)?

適應(yīng)系統(tǒng)發(fā)展的需要，KU-600單元設(shè)備的核心模件采用了32位微處理器，配置以大容量的RAM和Flash Memory，并進(jìn)行了全方位的可靠性設(shè)計(jì)，從而使單元設(shè)備在提高了可靠性的同時(shí)又具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理、邏輯運(yùn)算和信息存儲(chǔ)能力。此舉不僅是提高了產(chǎn)品的性能，更重要的意義在于使產(chǎn)品設(shè)計(jì)不僅在硬件上，而且在軟件上徹底通用化。?

5.? 高標(biāo)準(zhǔn)的電磁兼容性能?

KU-600對(duì)提高產(chǎn)品的整體電磁兼容性能給予了前所未有的重視。單元設(shè)備設(shè)計(jì)不再局限于某些部分滿足某些抗干擾標(biāo)準(zhǔn)，而是從單元設(shè)備的交流輸入、直流電源、開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出以及通信等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)。?

KU-600的單元設(shè)備通過了國家級(jí)電磁兼容實(shí)驗(yàn)室電磁輻射、瞬變干擾等9個(gè)項(xiàng)目的試驗(yàn)，全部的試驗(yàn)結(jié)果證明其電磁兼容性能指標(biāo)大大高于國家標(biāo)準(zhǔn)，從而為單元設(shè)備徹底下放提供了可靠保障。

三、系統(tǒng)構(gòu)成

KU-600變電站自動(dòng)化系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，按縱向分為變電站層和間隔層。?

KU-600的間隔層在站內(nèi)按間隔分布式配置。間隔層的設(shè)備均可直接下放至開關(guān)場就地，減少大量的二次接線。各間隔設(shè)備相對(duì)獨(dú)立，僅通過通信網(wǎng)互聯(lián)，并同變電站層的設(shè)備通信，取消了原本大量引入主控室的信號(hào)、測量、控制、保護(hù)等使用的電纜，節(jié)省投資，提高系統(tǒng)可靠性。?

KU-600的變電站層設(shè)備也采用分布式、開放式的設(shè)計(jì)，組態(tài)完成站內(nèi)監(jiān)控功能，全面提供設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視及控制、保護(hù)信息記錄與分析等功能。變電站層設(shè)備采用此種配置模式，一方面保證了系統(tǒng)整體的可靠性，另一方面，也使得功能選擇、配置更靈活、更合理。?

KU-600變電站自動(dòng)化系統(tǒng)從功能上可以分為變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、通信子系統(tǒng)、保護(hù)與控制子系統(tǒng)以及測控子系統(tǒng)等若干部分。

四、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

變電站自動(dòng)化系統(tǒng)要求站內(nèi)設(shè)備的信息可充分共享，并通過遠(yuǎn)動(dòng)通信接口實(shí)現(xiàn)與外部系統(tǒng)的信息共享。構(gòu)建一個(gè)快速、穩(wěn)定、可靠和富有彈性的通信網(wǎng)絡(luò)是變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的基本要求，也是整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行管理自動(dòng)化的根本前提。?

KU-600的通信子系統(tǒng)由站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)動(dòng)通信接口以及與其他智能設(shè)備接口等三個(gè)部分組成。?

站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)?

KU-600變電站自動(dòng)化系統(tǒng)選用以太網(wǎng)為基礎(chǔ)構(gòu)建通信網(wǎng)絡(luò)。?

KU-600采用分層分布的體系，變電站層使用100M以太網(wǎng)，間隔層使用10M以太網(wǎng)。均采用基于集線器的星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，傳輸介質(zhì)根據(jù)需要選擇雙絞線或光纖。?

間隔層的保護(hù)裝置、測控裝置、自動(dòng)裝置等具備以太網(wǎng)接口的設(shè)備直接接入間隔層以太網(wǎng)，其它分布布置的智能設(shè)備通過規(guī)約轉(zhuǎn)換器、測控裝置或低壓保護(hù)裝置轉(zhuǎn)接入間隔層以太網(wǎng)。根據(jù)設(shè)備所屬間隔和物理位置連接到適當(dāng)?shù)拈g隔層集線器，然后再將所有間隔層集線器接入變電站層集線器。?

對(duì)于可靠性要求很高的220kV及以上變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，則采用雙重化以太網(wǎng)來確保單一故障時(shí)不損失任何功能。對(duì)于站點(diǎn)較多的變電站，變電站層集線器選用交換型集線器，將間隔層分成若干子網(wǎng)，限制每個(gè)沖突域的站點(diǎn)數(shù)量不致過多以確保系統(tǒng)響應(yīng)速率。?

遠(yuǎn)動(dòng)通信接口?

由于電力信息分層管理的需要，KU-600站內(nèi)網(wǎng)上流通的各種數(shù)據(jù)還需要根據(jù)使用者需要傳遞至各級(jí)調(diào)度系統(tǒng)，即實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)意義上的遠(yuǎn)動(dòng)功能。?

KU-600變電站自動(dòng)化系統(tǒng)利用專門的KU-601X通信服務(wù)器完成變電站自動(dòng)化系統(tǒng)(運(yùn)行TCP/IP的10M以太網(wǎng))和各種外部網(wǎng)絡(luò)的互連，可以收集變電站內(nèi)所有保護(hù)、測控、IED裝置的信息，使用各種標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)約以一對(duì)多的方式進(jìn)行發(fā)送，并對(duì)各上位機(jī)下達(dá)的各種控制命令進(jìn)行分析后發(fā)往對(duì)應(yīng)的設(shè)備正確執(zhí)行。?

KU-601X通信服務(wù)器在軟件上兼容多種廠商/國家/國際的遠(yuǎn)動(dòng)通信規(guī)約，也能在較短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)使用者特殊的規(guī)約要求。另外KU-601X在硬件上提供多種通信接口方式，不僅兼容目前各種調(diào)制解調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的模擬信道，還能以高達(dá)64Kbps的通信速率接入各種數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)，也可通過標(biāo)準(zhǔn)10M以太網(wǎng)口和外部通信。?

考慮到遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)需要配置的硬件和數(shù)據(jù)庫參數(shù)特別多，并且在日常維護(hù)中還需要在遠(yuǎn)動(dòng)接口處觀察到匯總了的各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，因而除了面板上提供漢字液晶顯示和操作鍵盤外，KU-600變電站自動(dòng)化系統(tǒng)還提供了Windows下圖形化的遠(yuǎn)動(dòng)接口調(diào)試配置軟件。該軟件采用友好的Windows程序界面來管理裝置的各種硬件和數(shù)據(jù)庫的參數(shù)，并能在運(yùn)行過程中隨時(shí)監(jiān)視變電站內(nèi)的各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，還可以將數(shù)據(jù)庫的配置、遠(yuǎn)傳接口參數(shù)等內(nèi)容隨時(shí)打印出來，省卻了手工維護(hù)的種種煩惱。?

同時(shí)，遠(yuǎn)動(dòng)接口裝置還提供豐富的遠(yuǎn)程維護(hù)功能。我們可根據(jù)您的要求通過遠(yuǎn)程撥號(hào)連接來運(yùn)行裝置的調(diào)試配置軟件，在遠(yuǎn)離現(xiàn)場的情況下KU-600系統(tǒng)的專家也同樣能正確地分析和處理裝置的各種異常。甚至，即便需要修改遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約或者升級(jí)程序，您都不需要廠家技術(shù)人員奔赴現(xiàn)場，所要做的也同樣只是將電話線插上Modem，輕輕撥動(dòng)允許遠(yuǎn)方升級(jí)的開關(guān)，稍候片刻，您就會(huì)如愿以償?shù)乜吹阶钚碌能浖姹疽呀?jīng)下載到裝置上運(yùn)行如飛。?

其它智能設(shè)備接口?

KU-600變電站自動(dòng)化系統(tǒng)采用了開放式設(shè)計(jì)思想，因而在站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)的各層都采用了標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)，其它廠家的設(shè)備完全可以使用通用的技術(shù)直接接入KU-600的站內(nèi)網(wǎng)。為了更多地兼容已有設(shè)備，KU-600也專門設(shè)計(jì)了實(shí)現(xiàn)異種網(wǎng)絡(luò)互連的規(guī)約轉(zhuǎn)換器。KU-602X智能通信接口就可以方便地將不提供以太網(wǎng)的微機(jī)化設(shè)備連接進(jìn)KU-600變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的站內(nèi)骨干網(wǎng)。

第二部分：KU-600監(jiān)控系統(tǒng)?

一、概述

KU-600監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)是不依賴于硬件系統(tǒng)、獨(dú)立于硬件平臺(tái)的，系統(tǒng)構(gòu)成支持基于冗余雙網(wǎng)的分布式體系結(jié)構(gòu)，采用對(duì)象化的設(shè)備描述方法，系統(tǒng)的描述由傳統(tǒng)的面向遠(yuǎn)動(dòng)的數(shù)據(jù)列表方式變?yōu)閷哟畏绞?，?duì)象層次可以任意嵌套，能夠更直觀、更方便地反映電力系統(tǒng)的構(gòu)成。?

監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能模塊?
(1) 數(shù)據(jù)采集處理（SCADA）模塊。?
(2) 事件顯示/打印/報(bào)警模塊。?
(3) 圖形畫面、歷史報(bào)表顯示、打印模塊。?
(4) 圖形編輯器模塊。?
(5) 數(shù)據(jù)庫定義模塊。?
(6) 報(bào)表編輯器模塊。?
(7) 規(guī)約管理器模塊。?
(8) 歷史存檔模塊。?

二、監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)

嵌入式實(shí)時(shí)庫與商用庫MS SQL?

Server的無縫連接方式，以實(shí)時(shí)庫為核心，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的讀寫完全從內(nèi)存獲得，系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是層次半關(guān)系型結(jié)構(gòu)，滿足變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性的要求。數(shù)據(jù)及進(jìn)程可動(dòng)態(tài)遷移，保證系統(tǒng)負(fù)載的動(dòng)態(tài)平衡，提高了系統(tǒng)的可靠性，優(yōu)化了系統(tǒng)性能。

采用獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)事件驅(qū)動(dòng)技術(shù)，在TCP/IP協(xié)議之上建立有用于網(wǎng)絡(luò)消息傳送的SoftBus通道。系統(tǒng)中各網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)均可通過它傳送和接收消息，從而擴(kuò)充了Windows事件驅(qū)動(dòng)的技術(shù)，使系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)分布的形式下更好的遵守面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思想，結(jié)構(gòu)更加清晰。?

1. 系統(tǒng)可根據(jù)不同的行政管理劃分、地理位置、信息傳輸量及實(shí)時(shí)性要求，提供多種手段和方法，構(gòu)筑一個(gè)完善的分布式應(yīng)用拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)體系。?

采用組件對(duì)象模型的系統(tǒng)架構(gòu)，其規(guī)范為IEC61970、IEC61968。其中IEC61970為SCADA/EMS組件架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，基礎(chǔ)是美國電科院的CCAPI；IEC61968為 DMS/LMS（配網(wǎng)、電能計(jì)量、負(fù)荷管理）的組件架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，它們均是CORBA在電力系統(tǒng)自動(dòng)化領(lǐng)域的實(shí)現(xiàn)，此實(shí)現(xiàn)的組成包括：ACE（自適應(yīng)的分布式異構(gòu)平臺(tái)上中間件），TAO（分布式組

首次提出并建立了在以太網(wǎng)TCP/IP和UDP協(xié)議基礎(chǔ)上的IEC870-5-103平衡式傳輸方式。加上以太網(wǎng)的帶寬較傳統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)有本質(zhì)的提高，根本解決了變電站的間隔層與變電站層之間的數(shù)據(jù)流瓶頸效應(yīng)，為做到真正意義上的實(shí)時(shí)監(jiān)控提供了必要手段。?

系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程維護(hù)、系統(tǒng)調(diào)試、軟件更新、故障排除等功能。?

基于SVG圖形標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一界面。SVG圖形標(biāo)準(zhǔn)被AUTOCAD、IE等支持，各種ActiveX控件能夠?qū)⑺度氲狡渌膽?yīng)用中，可以通過Web向Internet發(fā)布。界面與應(yīng)用系統(tǒng)的無關(guān)，僅僅是工程畫面、操作界面的制作，便于統(tǒng)一管理。?

在采用雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)時(shí)，不單純完成雙機(jī)熱備用的目的，還增加了平衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的功能。在進(jìn)行擾動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，此功能能更好地保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。?

提供一種功能強(qiáng)大、直觀的高級(jí)計(jì)算處理語言，它所計(jì)算處理的對(duì)象直接選自實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，計(jì)算結(jié)果可帶時(shí)標(biāo)存入數(shù)據(jù)庫，使用戶能方便靈活地增加新功能。高級(jí)計(jì)算處理環(huán)境提供的語言主要包括：加、減、乘、除、冪運(yùn)算、三角

三、系統(tǒng)軟件模塊構(gòu)成

軟件系統(tǒng)采用微內(nèi)核設(shè)計(jì)，各功能模塊可以分布于多個(gè)計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，通過網(wǎng)絡(luò)通訊機(jī)制來完成各模塊間的數(shù)據(jù)共享和交換，并且在系統(tǒng)內(nèi)在管理中可實(shí)現(xiàn)各功能進(jìn)程在各節(jié)點(diǎn)機(jī)之間的“動(dòng)態(tài)遷移”。KU-600系統(tǒng)的軟件模塊結(jié)構(gòu)如下圖所示。

四、系統(tǒng)功能及技術(shù)指標(biāo)

4.1? 數(shù)據(jù)處理速度?

從數(shù)據(jù)采集到主站顯示≤3秒?
二次設(shè)備全部掃描一次≤6秒?
遙調(diào)下發(fā)≤4秒?
遙控下發(fā)≤3秒?

4.2? 畫面顯示速度?

畫面調(diào)入≤3秒?
數(shù)據(jù)刷新≤3秒?

4.3??進(jìn)程切換或恢復(fù)?
進(jìn)程切換≤20秒?
進(jìn)程恢復(fù)≤30秒?

4.4? 系統(tǒng)可用率99.9%