SCADA系统在地铁供电中的作用及价值浅析

2015-10-31张春霞

建材与装饰 2015年18期

关键词：实时性变电所调度

张春霞

（南京地铁运营有限责任公司江苏南京 210012）

SCADA系统在地铁供电中的作用及价值浅析

张春霞

（南京地铁运营有限责任公司江苏南京 210012）

SCADA系统作为控制技术在供电系统的应用形式，贯穿于供电系统中的监视部分及控制部分，而地铁供电中的SCADA系统在确保地铁供电系统的安全运转方面起到重要作用。本文简要介绍SCADA系统的构成，结合相关实例，分析其在地铁供电中的作用及价值。

SCADA系统；地铁供电；作用

1　SCADA系统的特点及构成

1.1SCADA系统的基本特征

1.1.1实时性

实时性是SCADA系统的主要特征之一，能够实现灵活的监控，地铁供电系统对SCADA系统的实时性有着较高的要求。

1.1.2开放性

SCADA系统在技术标准上较为统一，具有较好的开放性。SCADA系统在软件研发上采用开放式的结构方式，利于扩展，便于与其他系统的交互。

1.1.3安全可靠性

SCADA系统在系统的重要功能节点采用更加可靠的冗余配置形式，具备故障隔离功能，在出现单点故障时能保障系统的整体可靠性，此外在重要的部件，如上位机及下位机，SCADA系统采用UNIX及Linux操作平台，有效隔绝了病毒入侵途径。

1.2SCADA系统的主要构成

SCADA系统主要由运行控制中心系统，通信系统和被控线路设备系统构成，从而做到对变电站的全线供电设施进行监视、控制及测量。控制中心系统由通信前置机、工作站、可视化显示系统构成，做到对数据加以分析计算，并监视设备的运行状态，随时发出控制命令。被控线路设备系统，一般由下位机、通信通道、后台计算机及PLC构成，做到对地铁的设备状态、数据信号的收集、整理及计算功能（如图1）。

图1　SCADA系统的硬件结构示意图

SCADA软件系统包含了数据采集、分析处理、分布控制、实时数据库、数据报表、监控界面及系统接口等（见图2）。

图2　SCADA软件系统示意图

具体到地铁SCADA系统，可以系统运行较为成熟的沙特地铁SCADA系统为例。车站的PLC与控制中心相连接并加以读数据取，SCADA及时加以故障分析，并将其传输至数据库；在门禁方面，报警信号与SCADA系统相连接，并可以遥控控制；收费系统方面，SCADA做到对车站收费系统的全面监督，同时与售票机和闭路电视相连接；通信设备上，SCADA能够实现全面监控，并及时检查通信状况；时钟系统上，SCADA能够有效监测故障状况，保持时钟的同步性；消防系统上，SCADA与控制中心及保安室相连，便于及时传送各类消防信息。

国内的地铁SCADA系统主要是PSCAD系统，但在功能上与SCADA系统基本保持一致[2]。

2　SCADA系统在地铁供电系统中的作用及价值

2.1实现无人值班，提高地铁经济效益

如深圳地铁二号线，拥有1座主变电所，配备了29座车站变电所，车辆变电所及停车场变电所各1个，相加就有32个变电所。假设没有SCADA系统，每个变电所留守8人，则需要值班人员共计256人次。采用SCADA系统，则可以解放256人次的劳动力，每人次如年薪6万元，每年可以节省工资1536万元。随着线路增多，经济效益将更加明显。基于SCADA系统的巨大价值，北京地铁14号线，也适时与和利时自动化签订了近1875万美元的SCADA供应合同。

2.2提高了电力调度的效率，做到停送电的高效化

没有采用SCADA系统前，地铁的停送电工作采用人工调度的方式，致使工作效率降低，停送电时间动辄超过90min，完整的停送电流程需要耗时3h左右，停送电难以做到高效率。与此同时，停送电的耗时过长，会对检修过程中的“天窗”时间加以缩短，直接影响到了变电站检修等作业。而SCADA系统的采用，则可以通过其具备的程控功能，采用程控卡实现停送电的高效化，停送电时间能所缩减到30min之内，从而有效提高了电力调度的效率。

2.3缩短故障解决时间，优化电力使用

地铁发生运行故障时，调度人员可以借助SCADA系统具备的遥控功能，实现地铁运行方式的快速切换，有效缩短了故障中断时间，避免了地铁晚点的现象。此外，SCADA系统能够做到对电力的实时监控，对收集的各种数据，如电量数值、负荷比例、电压数值、功率大小等加以分析整理，从而方便电力单位作出优化决策，向地铁运营方提出一些科学的改进建议，如根据运行规律，规避用电高峰，减少电力损耗，最终能够使地铁运行达到效益和经济的有机结合。