城市軌道交通電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)通信
發(fā)布時(shí)間:2008/5/28 0:00:00 訪問(wèn)次數(shù):1227
1引言
目前我國(guó)城市軌道交通建設(shè)正在快速的發(fā)展，到2010年我國(guó)計(jì)劃新建城市軌道交通項(xiàng)目總長(zhǎng)度將近1300公里，總投資約5000億元。城市軌道交通系統(tǒng)是一種高密度、大運(yùn)量的交通系統(tǒng)，必須保證其高度的安全性和可靠性，而電力綜合監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)則為整個(gè)軌道交通的安全運(yùn)行提供了基礎(chǔ)保障。電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)稱scada 系統(tǒng)，它是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過(guò)程控制與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測(cè)量、參數(shù)調(diào)節(jié)及各類(lèi)信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)功能，使調(diào)度中心實(shí)時(shí)掌握各個(gè)變電所設(shè)備的運(yùn)行情況，直接對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作。
電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)早期廣泛應(yīng)用在鐵道電氣化遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)上，如今隨著城市軌道交通的迅猛發(fā)展，它走入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期，并逐漸形成了具有城市軌道交通特色的電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)，和以往的系統(tǒng)相比其具備以下特點(diǎn)：
（1）具有更強(qiáng)大的接口通訊處理能力；
（2）具有更快速準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)運(yùn)算和傳送功能；
（3）具有單控、程控、時(shí)間控制等更靈活多樣控制功能
（4）具有更強(qiáng)大集中的數(shù)據(jù)監(jiān)視平臺(tái)，提供更豐富的調(diào)度管理功能。
隨著計(jì)算機(jī)等通信技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，地鐵電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)及其通信協(xié)議正向著開(kāi)放、高速、綜合的網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，采用統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，提高所內(nèi)設(shè)備的互操作性，是今后電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)的方向，也是設(shè)計(jì)新的大型綜合監(jiān)控系統(tǒng)的出發(fā)點(diǎn)。
本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外城市軌道交通對(duì)電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)的功能需求和工程實(shí)際詳細(xì)分析和闡述了城市軌道交通電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)通信體系，分析了iec61850標(biāo)準(zhǔn)在城市軌道交通電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)上的良好應(yīng)用前景。
2電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)控制、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)、現(xiàn)代通信等技術(shù)將變電站所有二次設(shè)備（包括控制、信號(hào)、測(cè)量、保護(hù)、自動(dòng)裝置及遠(yuǎn)動(dòng)裝置等），經(jīng)過(guò)功能組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)變電站執(zhí)行自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、控制和協(xié)調(diào)來(lái)提高變電站運(yùn)行效率和管理水平的一種綜合性的自動(dòng)化系統(tǒng)。
電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)主要有集中式和分布式兩種結(jié)構(gòu)，集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)按信息類(lèi)型劃分功能。其信息是集中采集、處理和運(yùn)算的。此類(lèi)結(jié)構(gòu)對(duì)監(jiān)控主機(jī)的性能要求較高，且系統(tǒng)處理能力有限，開(kāi)發(fā)手段少，系統(tǒng)在開(kāi)放性、擴(kuò)展性和可維護(hù)性等方面較差，抗干擾能力不強(qiáng)。而分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)則按功能設(shè)計(jì)，如按保護(hù)和監(jiān)控等功能劃分單元，分布實(shí)施。其結(jié)構(gòu)采用主從 cpu協(xié)同工作方式，各功能模塊之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。分布式結(jié)構(gòu)有助于系統(tǒng)擴(kuò)展和維護(hù)，可靠性好，局部故障不影響系統(tǒng)其它模塊正常運(yùn)行。
以廣州地鐵為例，其供電系統(tǒng)主要由110 kv/33kv主變電所及分布于沿線各站的牽引降壓混合變電所、降壓變電所組成，各車(chē)站變電所進(jìn)線電源均采用33kv，地鐵內(nèi)部由33kv電壓組成一個(gè)獨(dú)立開(kāi)環(huán)供電網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)以雙回路饋電電纜向各牽引降壓混合變電所和降壓變電所供電。針對(duì)該供電系統(tǒng)特點(diǎn)，廣州地鐵電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)采用了集中管理，分散布置的模式，分層、分布式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)由管理層，網(wǎng)絡(luò)通信層、間隔層設(shè)備組成。變電所管理層通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)與所內(nèi)各供電系統(tǒng)智能設(shè)備進(jìn)行接口數(shù)據(jù)交互，完成數(shù)據(jù)采集與控制功能。其電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)全線上述各類(lèi)變電所的供電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視控制、數(shù)據(jù)采集以及對(duì)接觸網(wǎng)電動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視控制，負(fù)責(zé)全線牽引及電力供電系統(tǒng)的運(yùn)行管理、正常檢修及事故搶修的調(diào)度指揮，以確保整個(gè)供電系統(tǒng)及設(shè)備安全、可靠地運(yùn)行。其典型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，地鐵的間隔層設(shè)備接入系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)主要有三種方式：
（1）間隔層設(shè)備直接接入到變電站的管理層網(wǎng)絡(luò)中，如交直流屏、再生制動(dòng)裝置等間隔層設(shè)備。
（2）間隔層設(shè)備先聯(lián)網(wǎng)后再接入到管理層網(wǎng)絡(luò)中，如33kv保護(hù)測(cè)控單元、1500v保護(hù)測(cè)控單元、低壓智能測(cè)控單元等間隔層設(shè)備。
（3）通過(guò)轉(zhuǎn)換單元接入管理層網(wǎng)絡(luò)，如軌電位、上網(wǎng)隔離開(kāi)關(guān)、排流柜等間隔層設(shè)備。
目前我國(guó)城市軌道交通建設(shè)正在快速的發(fā)展，到2010年我國(guó)計(jì)劃新建城市軌道交通項(xiàng)目總長(zhǎng)度將近1300公里，總投資約5000億元。城市軌道交通系統(tǒng)是一種高密度、大運(yùn)量的交通系統(tǒng)，必須保證其高度的安全性和可靠性，而電力綜合監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)則為整個(gè)軌道交通的安全運(yùn)行提供了基礎(chǔ)保障。電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)稱scada 系統(tǒng)，它是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過(guò)程控制與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測(cè)量、參數(shù)調(diào)節(jié)及各類(lèi)信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)功能，使調(diào)度中心實(shí)時(shí)掌握各個(gè)變電所設(shè)備的運(yùn)行情況，直接對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作。
電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)早期廣泛應(yīng)用在鐵道電氣化遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)上，如今隨著城市軌道交通的迅猛發(fā)展，它走入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期，并逐漸形成了具有城市軌道交通特色的電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)，和以往的系統(tǒng)相比其具備以下特點(diǎn)：
（1）具有更強(qiáng)大的接口通訊處理能力；
（2）具有更快速準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)運(yùn)算和傳送功能；
（3）具有單控、程控、時(shí)間控制等更靈活多樣控制功能
（4）具有更強(qiáng)大集中的數(shù)據(jù)監(jiān)視平臺(tái)，提供更豐富的調(diào)度管理功能。
隨著計(jì)算機(jī)等通信技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，地鐵電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)及其通信協(xié)議正向著開(kāi)放、高速、綜合的網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，采用統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，提高所內(nèi)設(shè)備的互操作性，是今后電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)的方向，也是設(shè)計(jì)新的大型綜合監(jiān)控系統(tǒng)的出發(fā)點(diǎn)。
本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外城市軌道交通對(duì)電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)的功能需求和工程實(shí)際詳細(xì)分析和闡述了城市軌道交通電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)通信體系，分析了iec61850標(biāo)準(zhǔn)在城市軌道交通電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)上的良好應(yīng)用前景。
2電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)控制、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)、現(xiàn)代通信等技術(shù)將變電站所有二次設(shè)備（包括控制、信號(hào)、測(cè)量、保護(hù)、自動(dòng)裝置及遠(yuǎn)動(dòng)裝置等），經(jīng)過(guò)功能組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)變電站執(zhí)行自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、控制和協(xié)調(diào)來(lái)提高變電站運(yùn)行效率和管理水平的一種綜合性的自動(dòng)化系統(tǒng)。
電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)主要有集中式和分布式兩種結(jié)構(gòu)，集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)按信息類(lèi)型劃分功能。其信息是集中采集、處理和運(yùn)算的。此類(lèi)結(jié)構(gòu)對(duì)監(jiān)控主機(jī)的性能要求較高，且系統(tǒng)處理能力有限，開(kāi)發(fā)手段少，系統(tǒng)在開(kāi)放性、擴(kuò)展性和可維護(hù)性等方面較差，抗干擾能力不強(qiáng)。而分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)則按功能設(shè)計(jì)，如按保護(hù)和監(jiān)控等功能劃分單元，分布實(shí)施。其結(jié)構(gòu)采用主從 cpu協(xié)同工作方式，各功能模塊之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。分布式結(jié)構(gòu)有助于系統(tǒng)擴(kuò)展和維護(hù)，可靠性好，局部故障不影響系統(tǒng)其它模塊正常運(yùn)行。
以廣州地鐵為例，其供電系統(tǒng)主要由110 kv/33kv主變電所及分布于沿線各站的牽引降壓混合變電所、降壓變電所組成，各車(chē)站變電所進(jìn)線電源均采用33kv，地鐵內(nèi)部由33kv電壓組成一個(gè)獨(dú)立開(kāi)環(huán)供電網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)以雙回路饋電電纜向各牽引降壓混合變電所和降壓變電所供電。針對(duì)該供電系統(tǒng)特點(diǎn)，廣州地鐵電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)采用了集中管理，分散布置的模式，分層、分布式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)由管理層，網(wǎng)絡(luò)通信層、間隔層設(shè)備組成。變電所管理層通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)與所內(nèi)各供電系統(tǒng)智能設(shè)備進(jìn)行接口數(shù)據(jù)交互，完成數(shù)據(jù)采集與控制功能。其電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)全線上述各類(lèi)變電所的供電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視控制、數(shù)據(jù)采集以及對(duì)接觸網(wǎng)電動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視控制，負(fù)責(zé)全線牽引及電力供電系統(tǒng)的運(yùn)行管理、正常檢修及事故搶修的調(diào)度指揮，以確保整個(gè)供電系統(tǒng)及設(shè)備安全、可靠地運(yùn)行。其典型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，地鐵的間隔層設(shè)備接入系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)主要有三種方式：
（1）間隔層設(shè)備直接接入到變電站的管理層網(wǎng)絡(luò)中，如交直流屏、再生制動(dòng)裝置等間隔層設(shè)備。
（2）間隔層設(shè)備先聯(lián)網(wǎng)后再接入到管理層網(wǎng)絡(luò)中，如33kv保護(hù)測(cè)控單元、1500v保護(hù)測(cè)控單元、低壓智能測(cè)控單元等間隔層設(shè)備。
（3）通過(guò)轉(zhuǎn)換單元接入管理層網(wǎng)絡(luò)，如軌電位、上網(wǎng)隔離開(kāi)關(guān)、排流柜等間隔層設(shè)備。
圖1 典型城市軌道交通電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
該系統(tǒng)采用三級(jí)控制方式，即控制中心遠(yuǎn)方控制、所內(nèi)控制信號(hào)盤(pán)上集中控制、設(shè)備本體控制。三種控制方式互相閉鎖，以達(dá)到安全控制的目的。中央監(jiān)控中心主要有控制、數(shù)據(jù)采集處理、顯示、報(bào)警、維修及事故搶修調(diào)度等功能。調(diào)度人員在此進(jìn)行日常控制、監(jiān)視和調(diào)度管理等工作。設(shè)在變電所的就地監(jiān)控系統(tǒng)由控制信號(hào)盤(pán)（包括通迅控制器、測(cè)控單元、饋線隔離開(kāi)關(guān)控制回路、交換機(jī)等）、下位單元、維護(hù)機(jī)及所內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)等部
1引言
目前我國(guó)城市軌道交通建設(shè)正在快速的發(fā)展，到2010年我國(guó)計(jì)劃新建城市軌道交通項(xiàng)目總長(zhǎng)度將近1300公里，總投資約5000億元。城市軌道交通系統(tǒng)是一種高密度、大運(yùn)量的交通系統(tǒng)，必須保證其高度的安全性和可靠性，而電力綜合監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)則為整個(gè)軌道交通的安全運(yùn)行提供了基礎(chǔ)保障。電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)稱scada 系統(tǒng)，它是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過(guò)程控制與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測(cè)量、參數(shù)調(diào)節(jié)及各類(lèi)信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)功能，使調(diào)度中心實(shí)時(shí)掌握各個(gè)變電所設(shè)備的運(yùn)行情況，直接對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作。
電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)早期廣泛應(yīng)用在鐵道電氣化遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)上，如今隨著城市軌道交通的迅猛發(fā)展，它走入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期，并逐漸形成了具有城市軌道交通特色的電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)，和以往的系統(tǒng)相比其具備以下特點(diǎn)：
（1）具有更強(qiáng)大的接口通訊處理能力；
（2）具有更快速準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)運(yùn)算和傳送功能；
（3）具有單控、程控、時(shí)間控制等更靈活多樣控制功能
（4）具有更強(qiáng)大集中的數(shù)據(jù)監(jiān)視平臺(tái)，提供更豐富的調(diào)度管理功能。
隨著計(jì)算機(jī)等通信技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，地鐵電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)及其通信協(xié)議正向著開(kāi)放、高速、綜合的網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，采用統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，提高所內(nèi)設(shè)備的互操作性，是今后電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)的方向，也是設(shè)計(jì)新的大型綜合監(jiān)控系統(tǒng)的出發(fā)點(diǎn)。
本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外城市軌道交通對(duì)電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)的功能需求和工程實(shí)際詳細(xì)分析和闡述了城市軌道交通電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)通信體系，分析了iec61850標(biāo)準(zhǔn)在城市軌道交通電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)上的良好應(yīng)用前景。
2電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)控制、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)、現(xiàn)代通信等技術(shù)將變電站所有二次設(shè)備（包括控制、信號(hào)、測(cè)量、保護(hù)、自動(dòng)裝置及遠(yuǎn)動(dòng)裝置等），經(jīng)過(guò)功能組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)變電站執(zhí)行自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、控制和協(xié)調(diào)來(lái)提高變電站運(yùn)行效率和管理水平的一種綜合性的自動(dòng)化系統(tǒng)。
電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)主要有集中式和分布式兩種結(jié)構(gòu)，集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)按信息類(lèi)型劃分功能。其信息是集中采集、處理和運(yùn)算的。此類(lèi)結(jié)構(gòu)對(duì)監(jiān)控主機(jī)的性能要求較高，且系統(tǒng)處理能力有限，開(kāi)發(fā)手段少，系統(tǒng)在開(kāi)放性、擴(kuò)展性和可維護(hù)性等方面較差，抗干擾能力不強(qiáng)。而分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)則按功能設(shè)計(jì)，如按保護(hù)和監(jiān)控等功能劃分單元，分布實(shí)施。其結(jié)構(gòu)采用主從 cpu協(xié)同工作方式，各功能模塊之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。分布式結(jié)構(gòu)有助于系統(tǒng)擴(kuò)展和維護(hù)，可靠性好，局部故障不影響系統(tǒng)其它模塊正常運(yùn)行。
以廣州地鐵為例，其供電系統(tǒng)主要由110 kv/33kv主變電所及分布于沿線各站的牽引降壓混合變電所、降壓變電所組成，各車(chē)站變電所進(jìn)線電源均采用33kv，地鐵內(nèi)部由33kv電壓組成一個(gè)獨(dú)立開(kāi)環(huán)供電網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)以雙回路饋電電纜向各牽引降壓混合變電所和降壓變電所供電。針對(duì)該供電系統(tǒng)特點(diǎn)，廣州地鐵電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)采用了集中管理，分散布置的模式，分層、分布式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)由管理層，網(wǎng)絡(luò)通信層、間隔層設(shè)備組成。變電所管理層通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)與所內(nèi)各供電系統(tǒng)智能設(shè)備進(jìn)行接口數(shù)據(jù)交互，完成數(shù)據(jù)采集與控制功能。其電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)全線上述各類(lèi)變電所的供電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視控制、數(shù)據(jù)采集以及對(duì)接觸網(wǎng)電動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視控制，負(fù)責(zé)全線牽引及電力供電系統(tǒng)的運(yùn)行管理、正常檢修及事故搶修的調(diào)度指揮，以確保整個(gè)供電系統(tǒng)及設(shè)備安全、可靠地運(yùn)行。其典型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，地鐵的間隔層設(shè)備接入系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)主要有三種方式：
（1）間隔層設(shè)備直接接入到變電站的管理層網(wǎng)絡(luò)中，如交直流屏、再生制動(dòng)裝置等間隔層設(shè)備。
（2）間隔層設(shè)備先聯(lián)網(wǎng)后再接入到管理層網(wǎng)絡(luò)中，如33kv保護(hù)測(cè)控單元、1500v保護(hù)測(cè)控單元、低壓智能測(cè)控單元等間隔層設(shè)備。
（3）通過(guò)轉(zhuǎn)換單元接入管理層網(wǎng)絡(luò)，如軌電位、上網(wǎng)隔離開(kāi)關(guān)、排流柜等間隔層設(shè)備。
目前我國(guó)城市軌道交通建設(shè)正在快速的發(fā)展，到2010年我國(guó)計(jì)劃新建城市軌道交通項(xiàng)目總長(zhǎng)度將近1300公里，總投資約5000億元。城市軌道交通系統(tǒng)是一種高密度、大運(yùn)量的交通系統(tǒng)，必須保證其高度的安全性和可靠性，而電力綜合監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)則為整個(gè)軌道交通的安全運(yùn)行提供了基礎(chǔ)保障。電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)稱scada 系統(tǒng)，它是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過(guò)程控制與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測(cè)量、參數(shù)調(diào)節(jié)及各類(lèi)信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)功能，使調(diào)度中心實(shí)時(shí)掌握各個(gè)變電所設(shè)備的運(yùn)行情況，直接對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作。
電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)早期廣泛應(yīng)用在鐵道電氣化遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)上，如今隨著城市軌道交通的迅猛發(fā)展，它走入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期，并逐漸形成了具有城市軌道交通特色的電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)，和以往的系統(tǒng)相比其具備以下特點(diǎn)：
（1）具有更強(qiáng)大的接口通訊處理能力；
（2）具有更快速準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)運(yùn)算和傳送功能；
（3）具有單控、程控、時(shí)間控制等更靈活多樣控制功能
（4）具有更強(qiáng)大集中的數(shù)據(jù)監(jiān)視平臺(tái)，提供更豐富的調(diào)度管理功能。
隨著計(jì)算機(jī)等通信技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，地鐵電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)及其通信協(xié)議正向著開(kāi)放、高速、綜合的網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，采用統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，提高所內(nèi)設(shè)備的互操作性，是今后電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)的方向，也是設(shè)計(jì)新的大型綜合監(jiān)控系統(tǒng)的出發(fā)點(diǎn)。
本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外城市軌道交通對(duì)電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)的功能需求和工程實(shí)際詳細(xì)分析和闡述了城市軌道交通電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)通信體系，分析了iec61850標(biāo)準(zhǔn)在城市軌道交通電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)上的良好應(yīng)用前景。
2電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)控制、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)、現(xiàn)代通信等技術(shù)將變電站所有二次設(shè)備（包括控制、信號(hào)、測(cè)量、保護(hù)、自動(dòng)裝置及遠(yuǎn)動(dòng)裝置等），經(jīng)過(guò)功能組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)變電站執(zhí)行自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、控制和協(xié)調(diào)來(lái)提高變電站運(yùn)行效率和管理水平的一種綜合性的自動(dòng)化系統(tǒng)。
電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)主要有集中式和分布式兩種結(jié)構(gòu)，集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)按信息類(lèi)型劃分功能。其信息是集中采集、處理和運(yùn)算的。此類(lèi)結(jié)構(gòu)對(duì)監(jiān)控主機(jī)的性能要求較高，且系統(tǒng)處理能力有限，開(kāi)發(fā)手段少，系統(tǒng)在開(kāi)放性、擴(kuò)展性和可維護(hù)性等方面較差，抗干擾能力不強(qiáng)。而分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)則按功能設(shè)計(jì)，如按保護(hù)和監(jiān)控等功能劃分單元，分布實(shí)施。其結(jié)構(gòu)采用主從 cpu協(xié)同工作方式，各功能模塊之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。分布式結(jié)構(gòu)有助于系統(tǒng)擴(kuò)展和維護(hù)，可靠性好，局部故障不影響系統(tǒng)其它模塊正常運(yùn)行。
以廣州地鐵為例，其供電系統(tǒng)主要由110 kv/33kv主變電所及分布于沿線各站的牽引降壓混合變電所、降壓變電所組成，各車(chē)站變電所進(jìn)線電源均采用33kv，地鐵內(nèi)部由33kv電壓組成一個(gè)獨(dú)立開(kāi)環(huán)供電網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)以雙回路饋電電纜向各牽引降壓混合變電所和降壓變電所供電。針對(duì)該供電系統(tǒng)特點(diǎn)，廣州地鐵電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)采用了集中管理，分散布置的模式，分層、分布式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)由管理層，網(wǎng)絡(luò)通信層、間隔層設(shè)備組成。變電所管理層通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)與所內(nèi)各供電系統(tǒng)智能設(shè)備進(jìn)行接口數(shù)據(jù)交互，完成數(shù)據(jù)采集與控制功能。其電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)全線上述各類(lèi)變電所的供電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視控制、數(shù)據(jù)采集以及對(duì)接觸網(wǎng)電動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視控制，負(fù)責(zé)全線牽引及電力供電系統(tǒng)的運(yùn)行管理、正常檢修及事故搶修的調(diào)度指揮，以確保整個(gè)供電系統(tǒng)及設(shè)備安全、可靠地運(yùn)行。其典型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，地鐵的間隔層設(shè)備接入系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)主要有三種方式：
（1）間隔層設(shè)備直接接入到變電站的管理層網(wǎng)絡(luò)中，如交直流屏、再生制動(dòng)裝置等間隔層設(shè)備。
（2）間隔層設(shè)備先聯(lián)網(wǎng)后再接入到管理層網(wǎng)絡(luò)中，如33kv保護(hù)測(cè)控單元、1500v保護(hù)測(cè)控單元、低壓智能測(cè)控單元等間隔層設(shè)備。
（3）通過(guò)轉(zhuǎn)換單元接入管理層網(wǎng)絡(luò)，如軌電位、上網(wǎng)隔離開(kāi)關(guān)、排流柜等間隔層設(shè)備。
圖1 典型城市軌道交通電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
該系統(tǒng)采用三級(jí)控制方式，即控制中心遠(yuǎn)方控制、所內(nèi)控制信號(hào)盤(pán)上集中控制、設(shè)備本體控制。三種控制方式互相閉鎖，以達(dá)到安全控制的目的。中央監(jiān)控中心主要有控制、數(shù)據(jù)采集處理、顯示、報(bào)警、維修及事故搶修調(diào)度等功能。調(diào)度人員在此進(jìn)行日�？刂啤⒈O(jiān)視和調(diào)度管理等工作。設(shè)在變電所的就地監(jiān)控系統(tǒng)由控制信號(hào)盤(pán)（包括通迅控制器、測(cè)控單元、饋線隔離開(kāi)關(guān)控制回路、交換機(jī)等）、下位單元、維護(hù)機(jī)及所內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)等部
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