引言

    近几年，无人值班变电所在国内取得了成功的经验，对提高供电企业的劳动生产率，按现代企业的要求实现科学管理；对提高电网和变电所的安全运行水平；对降低变电所的建设成本，都有直接的经济效益和社会效益，是现代化电网建设的重要组成部分，也是调度管理的发展方向。根据省局和国调中心的有关文件精神，县级调度自动化工作应把变电所无人值班建设放在重要的位置。

　　电力部（原能源部）对县级调度自动化工作非常重视，曾先后几次发文对县调自动化的技术规范做了规定和要求（请参阅部颁有关文件）；在当时，这些技术规范是先进的、科学的，但是随着科学技术的迅猛发展，尤其是计算机及网络技术、软件技术和通讯技术近几年取得的突破性进展，供电企业计算机信息管理和生产自动化管理的观念已有革命性的变化，原有的技术规范已暴露出其明显的不合理性和局限性。

　　建立供电企业计算机管理网络已是大势所趋，硬件条件也已基本形成。用电管理系统、生产管理系统、人事管理系统、财务系统等已在许多县级供电局投入使用，MIS系统和EMS系统等也已提上议事日程，并已有成熟的产品出现。那么，如何看待和处理各计算机子系统尤其是调度自动化系统与企业管理网之间的关系，作出一个全面、完整、科学的规划和设计，是摆在我们面前的一个新课题。

　　从某种意义上说，调度自动化系统是企业管理网的基础，起着核心重要的作用。因为调度自动化系统所采集的数据是供电企业生产和用电管理的基础数据；建立一个通信网络，周期长、耗资巨大，不可能重复建设，所以为调度自动化系统所建立的通信网必将是企业计算机管理网的通信骨干网。我们必须全面、整体地考虑这些问题，利用最新科学技术，制定最佳方案，在不增加很大投资的前提下，充分发挥调度自动化系统的功能，并且为逐步实现一个性能完善、功能强大的企业管理网提供技术上的保证。

　　在调度自动化系统向实用化迈进的过程中，新生事物不断出现，MIS系统和EMS系统又成了人们议论的话题，如何看待和处理SCADA系统与MIS系统、EMS系统之间的关系，成为人们关注的焦点。这不仅对原已通过实用化验收的调度自动化系统提出了一个挑战，同时对那些正在考虑建设调度自动化系统的单位提供了一个机遇，也就是说，他们可以充分考虑MIS系统、EMS系统对调度自动化系统及通道的要求，在系统规划、通道规划、功能配置上可以更全面，起点更高，从而少走弯路，加速发展。

　　本规划设计方案全面分析了县级调度自动化系统在企业计算机管理网中的地位和作用，充分考虑了MIS系统、EMS系统等对调度自动化系统极其通道的要求和影响，系统规划设计在调度自动化系统功能一步到位的基础上，力求将整个电力企业的计算机都纳入整个企业网中，实现统一规划、分块工作、异地互联、整体管理，并为将来的应用扩展和系统的升级预留接口。

需求分析

　　随着瑞安市电网的不断发展和结构日益复杂，调度自动化已成为保证电网安全、优质、经济运行的重要手段，为了适应电力市场运转，确保瑞安市供电局电力调度满足本市的需要，进行电网调度自动化系统的规划设计。

现状与需求

　　瑞安市位于浙江省温州市的中部，幅员辽阔，人口众多，经济较为发达。在温州地区，瑞安市的经济占有重要的地位，其用电量和用电负荷也都名列前茅。但是瑞安市地形复杂，人口分布及经济发展很不平衡；在东部平原地区，人口密集，经济较为发达，而在西部丘陵地区，人口较少，经济较为落后，所以电网和供电量在瑞安市整个区域内亦很不平衡。

　　到1997年12月底止，瑞安市电网共有35KV及以上变电所14座，主变19 台，总容量400 MVA。其中220KV变电所1座，主变1台，容量为150 MVA；110KV变电所3座，主变4台，容量为110 MVA；35KV变电所10座，主变14台，容量为140 MVA。

　　瑞安市电网的远动建设目前才刚起步，已有几个变电所进行了调度自动化的继电保护二次部分改造工作；通道建设还未展开，基本上为载波通道；市供电局调度大楼已经建成，调度工作目前依*电话及手动模拟屏进行。

　　为了满足经济和社会发展的需要，瑞安市电网在今后几年将有更快的发展。随着用电量的迅速增长，电网不断扩大，结构日益复杂，数据信息大量增加，原有的调度管理方法已经不适应电网发展的形势，迫切需要实现电网调度自动化。

　　瑞安市供电局很早就应用了计算机系统，例如：用电管理系统、财务管理系统、物质管理系统、劳资人事和教育系统等,目前拟建成调度自动化系统、调度录音系统、故障查询处理系统等。但是一方面由于先前各个应用系统投产时间不一，采用的软件平台、硬件平台和网络结构各不相同，另一方面随着管理内容及业务的迅猛发展与新业务的增多，因此现有的调度通信网络通道需通过扩充以适应需求，主要表现在：

　　由于各应用系统是各主管部门根据本部门的需求组建的，因而各种信息既有大量的冗余，又有相互冲突。同时由于各系统的开发单位不同，技术水平参差不齐，因此信息的规范化程度低，各部门信息无法共享，交互操作的难度很大，无法统一管理。
各系统、各工作终端有自己的传输专线，传输速率不等，速率低且安全性、可*性差，不利于统一管理，随着工作终端的增多，此问题将日益突出。
　　由于引进应用系统时没有统一规划，各应用系统又是针对本专业开发，因此存在多种机型，多种操作系统，多种协议，网络异构等情况。所以很难实现资源共享、系统互访、统一管理，对于后期的开发难度很大，这将影响企业办公自动化的实现。
由于大部分系统没有实现客户/服务器模式。因此系统远程互访时，需要较大的带宽。
　　由于现有应用系统存在上述缺陷，而不可能在短时间内对所有应用系统进行更换，因此必须对目前的现状和需求进行科学的分析，制定出全局网络的规划，既能满足发展，又要容纳现有系统，具体要求如下：

　　以电网调度系统良好运行为前提，在现有调度通信网络基础上，兼顾目前已有的各应用系统，使几个应用系统不作大规模修改，各系统应能平滑地过渡到整个调度企业网中
提供各种灵活多变的连网方式，系统要有一定的可扩充性和可扩展性
　　提供高速平台与足够的带宽，为将来的OA系统、视频会议、Internet/Intranet等系统提供一条可*、健壮的“信息高速公路”
　　必须对整个企业网进行有效的集中的资源管理和网络管理
设计原则

在本系统设计中采用以下原则：

　　实用性：从保护用户原用的设备投资和能够完全满足现实需求的角度出发，充分集成现有的各种计算机和网络设备，使建设的系统适用、安全、可*且易管理、维护和扩展，具有最高的性价比。

　　开放性：构造一个开放的网络系统，是当前世界计算机技术发展的潮流，因此我们在整个系统的设计中采用的规范、设备与厂商无关，具有较强的兼容性，便于与外界异种机平滑互联。

　　先进性：当今的计算机网络技术发展日新月异，方向把握不准则可能导致在很短的时间内技术落伍，从而面临被淘汰的危险。因此在坚持实用性的前提下尽量采用国际先进成熟的网络技术和设备，适合未来的发展，做到一次规划长期受益。

　　可扩充性： 所选择的联网方案及设备要能适应网络规划的不断扩大的要求，以便于将来设备的扩充；要能适应信息技术不断发展的要求，平稳地向未来新技术过渡。

　　可*性：系统设计除采用信誉好，质量高的设备外，还采用一系列容错、冗余技术、提高整个系统的可*性。

　　安全性：安全性包括两个方面，一、网络用户级的安全性；二、数据传输级的安全性。网络用户级的安全性应在网络的操作系统中予考虑，而数据传输的安全性则必须在网络传输时解决。

规划目标及依据

　　正如上面所讲，在规划时不能以孤立的眼光看待调度自动化系统，应充分考虑它与MIS系统、EMS系统等之间的关系。并且调度自动化系统是一项涉及继电保护、远动、通讯、工业控制和计算机软硬件等学科的系统工程，是生产技术的重大改进，是减员增效的有力措施之一；调度自动化系统所引起的在管理方式上的改进，将会影响供电企业绝大多数部门的管理工作。做好调度自动化系统及企业网的规划设计工作，是最终可*、经济、全面地实现调度自动化功能和企业网的根本保证。

　　根据调度自动化系统的要求，结合瑞安局的实际情况，我们本着规划工作要求全面、系统，具体实施宜采用分期、逐步完善的原则，制定了如下工作目标：

　　1·所有变电所按照无人值班变电所的要求进行设计、改造，实现四遥功能。即使由于通道原因实现四遥功能暂时有困难的变电所（比如实现光纤、电缆及无线通信等通道有困难，而邮局又暂时不能提供数据服务接口的变电所），也要求二次的四遥功能一步到位，以节省投资，加快变电所无人值班工作的进行。

　　2·局调度自动化系统按部颁文件要求采用双通道，主通道力求以通讯容量大、频带宽的光纤技术实现，预留无人值班变电所图象、安防及环境监控系统的通信接口，并能为供电局与供电所、变电所之间实现完整的企业计算机管理网络提供性能卓越的骨干通信网；应绝对禁止电力通信网的重复建设工作，避免重大经济损失。在地理条件合适的地方，采用光纤环网方式；在光纤、无线通信等方式暂时难以实现的变电所，采用邮局提供的数据服务接口作为主通道。

　　3·主站系统必须满足部颁文件要求的调度自动化基本功能，具有高的可*性、安全性和实用性，还应该具有开放性、可扩充性。

制定本规划方案的依据主要有以下标准：

1·原能源部农电(1992)42号《县级电网调度自动化系统实用化验收细则》。

2·原能源部调自(1991)100号《电力调度系统计算机网络规划大纲》。

3·电力部行业标准DL 451-91《循环式远动规约》

4·原能源部农电(1989)1038号《县级电网电力调度自动化规范》。

5·原能源部《县级电网电力调度自动化系统实用化要求》。

6·浙电农(91)100号转发能源部《关于加强县级电网电力调度自动化管理》的通知。

7·浙电农(91)1507号关于贯彻能源部《县级电网调度自动化实用化要求》的通知。

8·瑞安市供电局1996年4月《瑞安市供电局电网调度自动化规划》

设计内容

　　1．针对瑞安供电局的电网调度自动化系统作出规划，考虑将要建设的系统以及已有的各种系统对通信网络的要求，列举相关网络、通信设备，线路状况，现有的通信手段，分析对应的性价比，提出可供选择的通道网络建设方案；

　　2．考虑瑞安供电局目前的建设状况，已有系统的情况，在提出通道网络建设方案的同时，兼顾考虑瑞安供电局新大楼的网络建设，并设计以小的代价将现有系统、资源并入新系统的方法；

　　3．分析现有各种主站系统、RTU系统的性价比，根据瑞安各个变电所、供电所对调度自动化不同的要求，重点针对瑞安供电局将有的电网调度自动化系统进行设计、选型；

　　4．考虑瑞安各变电所的特殊情况，进行变电所图象监控设计，提供图象监控方案与设备性价估计以供参考。

主干网架构

电力通信特点
　　随着现代电力的不断向前发展，电力通信也出现了一些新的特点和要求：

1．由于电网系统的调度自动化、四遥信号以及无人职守变电站的增多，要求通信设备能稳定地运行，系统能高可*地传输相互间的信息。

2．随着电力业务的增大和电力管理现代化的需要，系统组网容量要大，扩容要方便，设备在各站点上下信息要方便。

3．由于电力通信中信号较复杂，要求传输设备具有多种接口，以满足控制信息和反馈信息的顺利送达。

4．在电力系统，通信维护力量相对薄弱，因此要求设备可*性高，运行稳定，维护简单方便。

5．由于电力通信将朝综合业务数字网（ISDN）方向发展，并要求全网能接入其他大网，这要求设备技术上具有一定的先进性和强适应性。

通道方案设计
根据以上特点，以电网调度自动化系统为主，兼顾其他系统进行电力通信通道设计。

现有的系统对通道的要求
.电网调度自动化系统：由主站系统及RTU系统组成，数据多以RS232方式进行传送，一个RTU与主站的数据交换速率一般远小于32Kbps，主站与RTU间的数据交换方式采用主备用方式以提高系统的可*性；

.电费管理系统的数据一般基于以太网方式传输或基于拨号线方式交换数据；数据存在于中心数据库上，现有的数据库查询系统在线路上频繁进行数据交换，所以对数据流量要求较高；

.财务、人事以及物质等系统数据交换量相对比较有限，一般基于以太网方式操作。

应当被考虑的系统
.图象监控系统：系统的品质与传输通道直接有关，一般基于TCP/IP协议进行数据传输，数据的流量因对图象质量的要求不同可以选择64K-2M的数据通道；

.MIS系统：基于TCP/IP协议进行数据传输，数据传输量大，系统复杂，一般的数据交换量在兆的量级；

.Internet/Intranet系统：基于TCP/IP协议进行数据传输，数据传输量大，一般的内部数据交换量在兆至几十兆的量级，网间数据交换量在兆的量级。

通道技术状况
　　国内电力系统使用较多、较成熟的通道技术现有如下几种：

　　光纤技术：是今后普遍推广的一种组网方式。其主要特点有：高速，可提供133Mbps-1Gbps以上的带宽；通信可*，安全性好；传播距离长，总体性价比高。通过各种光端机提供各种用户需要的接口。通常的接口包括话务口、RS232口、RS422/485口、E1口，甚至可有标准图象接口、以太网口。国内普遍使用的光端机有UMC系列光端机、OTN系列光端机、OMUX系列光端机。

　　音频技术：是一种传统的通信方式。与光纤技术相比，其主要特点有：端设备费用低，可维护性较好，易被理解；但是存在缺点有：长距离通信需要中继，通信容量小，防雷击性能差等。

　　载波技术：电力载波通信是电力系统独有的一种通信方式。它以电力线为载体，以变电站为终端，载波机装在电力线的两端。具有通信距离长，设备离用户近，可*性高、工程施工简单的优点。与数字通信相比，数字通信往往需要较宽的频带，要求较高的信噪比。国内典型的载波设备有ZDD系列电力线载波机、SNC系列电力线载波机以及CZ系列程控电力载波机。

　　扩频技术：是在二战中产生的一种可*性很高、保密性很强的军事无线电通信技术，1985年起可在民用商业上使用。它的主要特点是抗干扰性能强、低功率工作、采用码分多址以及可精确定位和定时。采用扩频通信，可实现点-点、点-多点数据、话音和图象传输。传输距离无中继时可达50KM。扩频通信与无线接入网络结合可组成新型扩频无线用户环路，大大扩展其应用范围。国内普遍使用的扩频系统有DTS系列扩频微波系统、UTILICOM无线扩频系统。

　　数字数据网（DDN）：全称Digital Data Network。是以光缆为主体的数字电路，通过数字电路管理分配设备（DDN设备）构成的数字数据电路管理、分配网。与传统的电信网相比，DDN向用户提供具有全数字、高速率及灵活的交换复用功能的大容量数据通信平台。其显著特点具有规模大、覆盖面广、端口容量大、通信速率高、支持通信规程多、处理功能强、网络时延低的特点。通常DDN业务根据用户的需求向用户提供V.24或V.35的标准接口。DDN电信部门通过数字电路出租业务向用户提供DDN服务，典型的信道带宽9.6K/19.2K/64K/128K/256K/384K/521K/768K/1M/2M。

　　综合业务数字网（ISDN）：全称Integrated Services Digital Network。是以提供点-点的数字连接的综合数字电话网为基础发展而成的通信网，用以支持包括话音及非话音的多种业务。特点如下：通信业务的综合化，利用一条用户线就可以提供电话、传真、可视图文及数据通信等多种业务，同时也降低了通信费用；提高了通信质量；使用方便。常用的信道带宽64K/128K。至今邮电ISDN业务的正在加大覆盖面。

　　帧中继：是由X.25分组交换技术演变而来的宽带数据业务标准。帧中继网由帧中继接入设备（FRAD）、帧中继交换设备和公用帧中继业务组成。其特点如下：简化网络功能，提高网络性能，降低网络互连费用；不但网络时延小、通信成本低，还由于采用国际标准，使多厂家产品相互兼容。常用方式是利用帧中继进行LAN互连。

通信方式选用
　　根据以上的分析，光纤技术与音频电缆、载波技术以及扩频技术相比，有其明显的优越性：通信容量大，通信质量高，防雷击性能好。

　　光纤组成的通讯网络的容量很容易扩展到上百兆以上，而由音频电缆、载波技术以及扩频技术组成的通讯网络则很难达到高的通讯容量，一般最多在兆级。所以难以使用电管理系统的性能充分发挥，更不可能满足MIS系统，变电所图象监控系统以及企业INTRANET网对通讯容量的要求。所以我们认为在地理因素、经济条件等允许的情况下,应优先考虑光纤通信技术。

　　在瑞安市供电局的调度自动化通道规划中，我们主要采用了光纤通信技术。

　　网络拓扑设计
　　综合考虑上述特点，对瑞安供电局电网调度自动化系统中的通道网络进行设计。

　　根据瑞安各个变电所的地理位置分布的特殊情况，将现有的变电所、供电所分为左、右两个光纤环路，其中：

　　右环：马鞍山变、城关所、飞云变、塘下变、场桥变、前池变、汀田变、莘塍变、莘塍所、东山变以光纤网为通道形成环网，由于光纤网具有自愈特性，所以这些变电所无需为调度自动化系统提供备用通信通道。由于地理原因，丽岙变不能进入右光纤环网，采用DDN作为主通道，通过载波通道，途经慈湖变，转接到场桥变作为备用通道；塘下所通过高速数据线在塘下变与右环相连。网络拓扑参见图一。

　　左环：马鞍山变、仙降变、江南变、焦坑变、陶山变、桐蒲变、华瑞电厂、北门变以光纤为通道形成另一个环网，作为整个通信网络的左环。高楼变、湖岭变通过载波通道分别与焦坑变、陶山变相连；马屿所、仙降所通过高速数据线分别在焦坑变、仙降变与左环相连。网络拓扑参见图二。

    左右环网以马鞍山变作为公共点。