1系統結構

電力監控系統主要分布于控制中心、車站、變電所，系統采用熱備冗余的方式，保證系統有高度的可用性通常是集成在綜合監控（ISCS）系統之內，由控制中心調度系統、各變電所綜合自動化系統、系統骨干網絡共同構成全線完整的電力遠程監控系統。系統按照集中調度、分散后備的原則來設計，這種工作模式保證站級可以完全獨立于級，并在降級模式下接管中心級的絕大部分功能。

1.1控制中心系統結構

控制中心電力監控系統的設備由服務器、存儲、三層工業級以太網核心交換機、工業級網絡拓展交換機、信息安全設備、調度員雙屏工作站、打印機及大屏幕系統（OPS）等組成。控制中心服務器部署全線電力監控數據庫副本，通過系統骨干網絡與全線變電所通信控制器設備通信，然后將收到的信息加工處理后在工作站上顯示。

調度大廳設備：行調輔助工作站2套；環調工作站2套；電調工作站2套；維調工作站1套；總調工作站1套；交換機1套（冗余）；事件打印機3臺；報表打印機1臺；彩色打印機1臺；中心機房設備：區域實時服務器7套（冗余）；中心歷史服務器1套（冗余）；區域實時服務器2套（冗余）；可視化數據分析服務器1臺；中心FEP1套（冗余）；磁盤陣列2套。

1.2系統骨干網

控制中心與全線各個車站骨干網交換機組成電力監控系統內部的局域網，骨干網絡采用雙環型結構，通過通信系統提供的1000Mbps單模光纖實現連接，交換機為工業級的以太網交換機。當其中一條環路有一個斷點時，網絡仍可正常運行，當一條環路中有2個斷點時，網絡自動切換到另一條熱備網絡。中心級局域網：由2臺千兆工業以太網交換機搭建，兩臺交換機互為冗余，采用TCP/IP協議并，符合IEEE802.3標準；車站級局域網。每個車站局域網也由2臺千兆工業以太網交換機搭建，兩臺交換機互為冗余，采用TCP/IP協議并，符合IEEE802.3標準。

1.3變電所綜合自動化系統

變電所綜合自動化系統分布于全線各變電所，對本所電力設備進行的控制、監視（可以監視臨站環網設備）；可獨立運行，無人值守。系統由一個監控工作站、2個冗余通信控制器、間隔層設備組成。監控工作站部署本所數據庫正本，通過所內管理層網絡與通信控制器通信，通信控制器通過變電所內現場總線將所內的間隔層設備連接起來。

2 系統功能

2.1 控制及操作功能

電調可以在控制指揮中心調度工作站上，對全線變電所設備進行集中控制，包括單獨控制、程序控制、遠方復歸等。遙控權限默認在控制中心，變電所無控制權限，變電所可以向中心請求設備控制權限，經中心電力調取確認后，移交到變電所。中心和變電所可以通過遙控權限移交功能實現遙控權移交管理，設備控制權限可通過權限移交和強制取回實現在中心調度員和其他級別操作員之間傳遞；另外，特殊情況時（中心服務器宕機、中心與變電所通訊中斷）中心的遙控權限自動下放至變電所，此時變電所也具備遙控功能，待故障恢復后，經過中心調度人員確認，權限重新移交回控制中心。

2.2 數據采集與處理功能

遙信。電力監控系統采集變電所內各種裝置的遙信信息，包括位置遙信（雙位置）和保護遙信（單位置）。根據采用的通訊協議的不同，設備的狀態通過主動上送或是輪詢的方式發送給電力監控系統，實時的顯示在人機界面。位置遙信包括各種開關的分位、合位，開關柜手車的工作位、試驗位、退出位，各個設備的啟動、停止狀態、接觸網帶電狀態等。保護遙信包括過流保護、零序過流保護、過負荷報警、重合閘失敗報警、變壓器超溫跳閘、整流器超溫跳閘，以及系統過電壓、失壓報警、裝置異常報警信號。

遙測。電力監控系統采集35kV系統、1500V系統、變壓器、400V系統、能饋逆變裝置等的三相電流、零序電流、三相電壓、線電壓、系統功率、頻率、功率因數、電度、設備溫度等遙測信息。遙測以周期掃描的方式進行采集，采集周期可設置，長不得小于60s，遙測數據以周期的方式保存在歷史服務器中。根據采集電度信息可以生成用電量日報表、周報表、月報表、年報表；根據采集的電壓、電流、溫度等可以棒圖、圖形列表的方式展現出來；根據保存的遙測信息可以在趨勢圖形中打開，了解設備在任何一段時間的工作狀態。

2.3 顯示及操作功能

中心電力調度、變電所值班人員通過監控工作站的畫面對變電所設備進行監視。監控工作站實現的主要功能有：用戶登、錄注銷功能；對開關設備進行遙控、程控操作功能；對開關設備進行遙信、遙測監視功能；對開關設備進行權限移交操作功能；歷史事件、報警查詢及打印功能；電量報表統計功能；定值組投退功能。

中心電力調度工作站圖形畫面。系統根據用戶權限的不同，為OCC操作員提供對PSCADA全線設備的不同監視畫面。主要畫面有：全線一次系統圖；全線供電分區系統圖；全線35kV系統圖；全線1500V系統圖；全線35kV母線電壓柱形圖；全線1500V母線電壓柱形圖；全線1500V開關饋出電流柱形圖；全線1500V程控送電；全線1500V程控停電；全線1500V接觸網狀態圖；全線35KV系統、1500V系統、400V系統模擬量顯示圖；趨勢、報表顯示圖；控制權限移交圖。

變電所圖形畫面。變電所一次系統圖；10kV系統圖；1500V系統圖；400V系統圖；信號光字牌圖；通訊結構圖；變電所平面布置圖；模擬量圖；電能表圖；有源濾波信息圖；交直流屏信息圖；溫控器信息圖；整流柜信息圖；負柜信息圖；接口柜信息圖；鋼軌電位信息圖；自動化屏圖；排流柜圖；雜散電流圖；控制權限移交圖；遙控組屏蔽。

參考文獻

[1] 黃昱旻 . 地鐵綜合監控系統的構成及優化 [J]. 城市軌道交通研究 ,2010,10.

[2] 駱漢賓 , 宮培松 , 等 . 地鐵設計管理系統的研究與應用 [J]. 鐵道工程學報 ,2013,9.

[3] 李 鵬.城市軌道交通電力監控系統的應用

[4] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2022.05版

審核編輯 黃宇