摘要：本文簡(jiǎn)要的介紹了寧淮高速公路工程概況，給出了寧淮高速公路（南京段）及其電力監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)，并根據(jù)實(shí)際需求，給出了寧淮高速公路電力監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)方案。
關(guān)鍵詞：高速公路、電力監(jiān)控系統(tǒng)、ON2000系統(tǒng)
The Designing and Implementation of Power SCADA for Express-way
Author：Wangwengong
Abstract: This paper briefly introduces us the project of Ninghuai Express-way, gives us the total frameworks of Ninghuai Express-way Power and its PSCADA，and，on the basis of factual requirements，an specific application scheme is provided to verify the implementation of the Express-way `s PSCADA .
Key words:  Express-way、PSCADA（Power SCADA）、ON2000 System
1寧淮高速公路工程概述
      寧淮高速公路是國(guó)家重點(diǎn)規(guī)劃建設(shè)的“十三縱、十五橫”公路網(wǎng)中“縱四”(天津至汕尾公路)的重要組成部分，是江蘇規(guī)劃建設(shè)的“四縱四橫四聯(lián)”高速公路主骨架中“縱三”的重要組成部分。寧淮高速投資約87.72億元，全線(xiàn)長(zhǎng)183.45公里（不含安徽天長(zhǎng)段14公里），為雙向六車(chē)道高速公路，計(jì)算行車(chē)速度120公里每小時(shí)。寧淮高速被譽(yù)為蘇北“滬寧高速公路”，是江蘇省會(huì)南京連接蘇北腹地最重要的交通干線(xiàn)，蘇北的淮安、宿遷、連云港等五個(gè)城市將會(huì)因這條快速通道的建設(shè)而邁上新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展跑道。這條大動(dòng)脈的建設(shè)將使兩市的環(huán)城高速得以形成。對(duì)于南京，它將直接串起南京二橋和三橋，完善了南京的高速環(huán)線(xiàn)。寧淮高速于2003年開(kāi)工 ，計(jì)劃于2007年全線(xiàn)建成通車(chē)，屆時(shí)將被打造成生態(tài)環(huán)保型與國(guó)際先進(jìn)水平接軌的一流品牌工程。

2寧淮高速公路（南京段）電力監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案
       寧淮高速公路(南京段)工程資資約40億元, 路線(xiàn)全長(zhǎng)約70.6km，計(jì)算行車(chē)速度120km／h，雙向六車(chē)道，路基寬度35米。寧淮高速公路(南京段)起自實(shí)施中的南京長(zhǎng)江三橋北接線(xiàn)的張店互通，止于六合區(qū)竹鎮(zhèn)鎮(zhèn)烏石村草塘附近，沿途穿越老山山脈，經(jīng)珠江鎮(zhèn)、永寧、盤(pán)城、葛塘、新集、程橋、竹鎮(zhèn)等集鎮(zhèn)。為保護(hù)生態(tài)環(huán)境，寧淮高速公路穿越老山山脈段采用隧道方式，隧道寬度14米、長(zhǎng)3.6公里，為目前江蘇省最長(zhǎng)，跨徑最大的高速公路隧道，也是寧淮高速公路的重點(diǎn)工程及亮點(diǎn)工程。
電力監(jiān)控系統(tǒng)是寧淮高速公路（南京段）建設(shè)的一個(gè)配套系統(tǒng)，包括電力運(yùn)行參數(shù)監(jiān)控、各種供配電設(shè)備（含發(fā)電機(jī)）的監(jiān)控、變電所視頻監(jiān)控（含環(huán)境檢測(cè)）等功能，并具有與高速公路管理系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)的能力。
       寧淮高速公路（南京段）電力監(jiān)控系統(tǒng)工程的工作內(nèi)容為：2個(gè)道路照明配電箱、9個(gè)無(wú)人值班監(jiān)控子站（包括老山隧道監(jiān)控子站及隧道內(nèi)16個(gè)低壓配電總箱），1個(gè)有人值班監(jiān)控子站、1個(gè)電力監(jiān)控管理所，1個(gè)寧淮高速公路南京段電力監(jiān)測(cè)分中心等。
      寧淮高速公路在淮安段馬壩西互通收費(fèi)站與南京段永寧服務(wù)區(qū)分別設(shè)置兩個(gè)電力監(jiān)控管理所負(fù)責(zé)對(duì)各自管轄區(qū)域內(nèi)的變電所實(shí)施監(jiān)控、管理及維護(hù)功能。監(jiān)測(cè)分中心只對(duì)全線(xiàn)各變電所的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，不進(jìn)行控制。
      電力監(jiān)控系統(tǒng)包括系統(tǒng)的硬件設(shè)備、軟件、系統(tǒng)接口及附屬材料，保持正常運(yùn)營(yíng)所需的備品備件及專(zhuān)用工具等，并滿(mǎn)足與寧淮高速公路（南京段）其他相關(guān)系統(tǒng)的接口與通信功能，并能達(dá)到業(yè)主對(duì)系統(tǒng)維護(hù)的要求。系統(tǒng)總體目標(biāo)是在貫徹安全、可靠、實(shí)用、先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)的原則前提下，建設(shè)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化、多層次、全方位和集成化的高速公路無(wú)人值守配電自動(dòng)化系統(tǒng)。
 

圖1寧淮高速公路（南京段）江浦變電所電力監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案
        通信管理機(jī)采用C300系列通信控制器，是南瑞自主研制開(kāi)發(fā)的基于PC104主板的工控通信控制系統(tǒng)，采用嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)Vxworks，可以提供2～4個(gè)以太網(wǎng)絡(luò)端口，5～18個(gè)串行通信端口。

3寧淮高速公路（南京段）電力監(jiān)控系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)方案
        寧淮高速公路（南京段）電力監(jiān)控系統(tǒng)采用的是新一代電網(wǎng)綜合監(jiān)控調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)ON2000，電力監(jiān)控系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)方案主要包括三個(gè)方面：電力監(jiān)控管理所系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案 、監(jiān)測(cè)分中心實(shí)現(xiàn)方案、變電站系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案，下面將逐一進(jìn)行介紹。
① 電力監(jiān)控管理所配置2臺(tái)電力監(jiān)控主機(jī)（采用工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)）對(duì)各變電站的負(fù)荷狀況、負(fù)荷分布曲線(xiàn)、重要報(bào)警、事故統(tǒng)計(jì)、工作狀態(tài)等電力監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)用與監(jiān)控，完成管轄段內(nèi)10個(gè)監(jiān)控子站（即變電所）及2個(gè)道路照明配電箱的日常監(jiān)控、管理及維護(hù)。電力監(jiān)控管理所配置1套視頻主機(jī)，對(duì)全線(xiàn)各變電所視頻圖像進(jìn)行選擇性調(diào)用，并對(duì)變電站視頻攝像機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控。電力監(jiān)控管理所還另設(shè)1臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器完成歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。電力監(jiān)控管理所電力監(jiān)控系統(tǒng)主要是采集各監(jiān)控子站內(nèi)各監(jiān)控設(shè)備信息等數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、處理，并以此為依據(jù)制定相應(yīng)的控制方案，同時(shí)向變電站內(nèi)設(shè)備發(fā)送各種數(shù)據(jù)信息或控制命令，以保證整個(gè)沿線(xiàn)各變電站供配電系統(tǒng)安全、可靠地運(yùn)行。
② 南京段管理處監(jiān)測(cè)分中心設(shè)置1臺(tái)電力監(jiān)控主機(jī)（采用工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)）對(duì)南京段全線(xiàn)各監(jiān)控子站及道路照明配電箱的運(yùn)行及負(fù)荷分布狀況、重要報(bào)警、事故統(tǒng)計(jì)、工作狀態(tài)等電力監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)視，監(jiān)測(cè)分中心對(duì)各監(jiān)控子站及道路照明配電箱的電力設(shè)備只進(jìn)行監(jiān)視，不進(jìn)行控制。監(jiān)測(cè)分中心的電力監(jiān)控主機(jī)相當(dāng)于電力監(jiān)控管理所電力監(jiān)控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程終端，所有數(shù)據(jù)可與電力監(jiān)控管理所系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步，數(shù)據(jù)的處理和存貯均由設(shè)在電力監(jiān)控管理所的電力數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器來(lái)完成。
③ 每個(gè)變電站為一個(gè)監(jiān)控子站，監(jiān)控子站對(duì)變電站內(nèi)的變壓器、高低壓設(shè)備、發(fā)電機(jī)組、變電站環(huán)境等進(jìn)行監(jiān)視與控制?，F(xiàn)場(chǎng)電力設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)采用RS485總線(xiàn)連接，RS485總線(xiàn)通過(guò)通信管理機(jī)完成規(guī)約及接口轉(zhuǎn)換接入光纖工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，視頻和控制信號(hào)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器轉(zhuǎn)換后接入光纖工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，各子站通過(guò)光纖工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)構(gòu)成光纖環(huán)網(wǎng)，將視頻和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)送至相應(yīng)的電力監(jiān)控管理所。
      電力監(jiān)控系統(tǒng)總體功能結(jié)構(gòu)可以劃分為：電力參數(shù)監(jiān)控子系統(tǒng)和變電站視頻監(jiān)視子系統(tǒng)兩部分。如圖2所示：
 

圖2 寧淮高速公路（南京段）電力監(jiān)控系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)組成圖

（1）電力參數(shù)監(jiān)控子系統(tǒng)
        電力參數(shù)監(jiān)控子系統(tǒng)主要是電力監(jiān)控主機(jī)（電力監(jiān)控管理所）采集各變電所（監(jiān)控子站）內(nèi)各監(jiān)控設(shè)備電力參數(shù)信息等數(shù)據(jù)，以圖形的方式進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示各監(jiān)控子站的工作狀態(tài)，對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、處理，并以此為依據(jù)制定相應(yīng)的控制方案，然后向變電站內(nèi)各監(jiān)控設(shè)備發(fā)送各種數(shù)據(jù)信息或控制命令，以保證整個(gè)沿線(xiàn)各變電站供配電系統(tǒng)安全、可靠地運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)各監(jiān)控子站的遙測(cè)、遙信、遙控等功能，同時(shí)也可以對(duì)沿線(xiàn)設(shè)有室外照明的互通路燈進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，并把監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)程操作指令等以數(shù)據(jù)庫(kù)形式存放在計(jì)算機(jī)中，以備日后查詢(xún)時(shí)調(diào)用，同時(shí)形成日?qǐng)?bào)表，月報(bào)表及年報(bào)表等。電力監(jiān)控管理所的電力監(jiān)控主機(jī)直接負(fù)責(zé)監(jiān)視和控制各監(jiān)控子站的供配電及照明情況，同時(shí)將管轄內(nèi)的各變電站的運(yùn)行情況（包括歷史數(shù)據(jù)等必要信息）上傳至南京管理處監(jiān)控分中心。監(jiān)控分中心則不直接對(duì)電力監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行操作。
       該子系統(tǒng)主要由通信管理機(jī)、測(cè)控單元等以及數(shù)據(jù)傳輸通道（冗余光纖以太環(huán)網(wǎng)，和變電站視頻監(jiān)視子系統(tǒng)共用）等共同組成。其中：
1) 各監(jiān)控子站（老山隧道變電所監(jiān)控子站除外）的電力參數(shù)監(jiān)控子系統(tǒng)設(shè)備有：通信管理機(jī)、高低壓測(cè)控單元、多回路監(jiān)控單元、工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)及UPS等；
2) 老山隧道變電所監(jiān)控子站的電力參數(shù)監(jiān)控子系統(tǒng)設(shè)備有：通信管理機(jī)、高低壓測(cè)控單元、多回路監(jiān)控單元、視頻數(shù)據(jù)光端機(jī)1套（與視頻監(jiān)視子系統(tǒng)合用）及UPS等；
3) 各道路照明配電箱電力參數(shù)監(jiān)控子系統(tǒng)設(shè)備有：低壓測(cè)控單元、數(shù)據(jù)光端機(jī)1套等；
4) 電力監(jiān)控管理所設(shè)有電力監(jiān)控主機(jī)2臺(tái)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器1臺(tái)、以太網(wǎng)交換機(jī)1臺(tái)、打印機(jī)及大屏幕投影機(jī)等。
（2）變電站視頻監(jiān)視子系統(tǒng)
      變電站視頻監(jiān)控子系統(tǒng)則是對(duì)變電站內(nèi)部的變壓器、發(fā)電機(jī)、高低壓開(kāi)關(guān)柜等設(shè)備及變電站的運(yùn)行環(huán)境（防火、防盜、溫度）等進(jìn)行視頻圖像監(jiān)控并能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況自動(dòng)報(bào)警和自動(dòng)錄像等，實(shí)現(xiàn)對(duì)其的遙控功能。
      變電站視頻監(jiān)視子系統(tǒng)主要用于變電站環(huán)境狀況（防火、防盜）的監(jiān)視，同時(shí)對(duì)電力參數(shù)監(jiān)控子系統(tǒng)的控制操作進(jìn)行確認(rèn)（通過(guò)監(jiān)視變電站現(xiàn)地電力儀表讀數(shù)），緊急時(shí)用于事件、事故等上傳信息的確認(rèn)，為選擇電力控制方案提供依據(jù)，是電力參數(shù)監(jiān)控子系統(tǒng)的輔助工具，并可以對(duì)必要的視頻圖像進(jìn)行錄像，以便分析及取證。