许 炜

（贵州拓视实业有限公司，贵州 贵阳 550001）

0 引 言

随着新能源的快速建设发展，发电企业管理运行发电厂的数量逐年增加增加。为了加强区域范围中的发电厂集中监控，减少发电厂现场监控运行人员，实现少人值守，将集控中心设置在部分发电企业区域范围中，实现区域内管辖风电场、火电厂、水电站的统一化集中监控[1]。

1 系统的设计原则

系统使用分层分布式、广域型、开放式的结构，通过集控中心、光伏子站构成，利用不同的软件和硬件实现网络通信，实时监控主控级。利用千兆以太网实现主控级站的创建，和光伏电站、子网相互连接。子网通过全冗余双网结构设置子网交换机，使光伏子站接入需求得到满足。集控中心通信网络具有较强的可靠性，并且单点链路故障并不会影响到系统的运行[2]。系统的设计原则分为4 点。

（1）系统使用开放式、分布结构，方便硬件与功能的扩充，使多个光伏子站接入需求得到满足，使用可靠、标准化、成熟的软硬件系统；

（2）系统的权限划分机制详细，能够以实际需求进行调整，实现访问用户的分级处理，并且支持多用户能够同时登录；

（3）系统使用全冗余双网结构，高度可靠，不会由于系统故障或者个别设备问题导致系统功能性确实或者崩溃；

（4）各个光伏子站开展无人值班运行模式，各个子站的信息能够利用专网在地调调度中心上传；

（5）系统具有良好的实时性，并且抗干扰能力较强，人机界面友好，操作较方便。

2 系统的详细设计

2.1 通信传输路由组织

利用不同通信传输的方式与电网接入网实现集控中心的连接，充分使用电网通信资源。110 kV 系统变电站集中，数量多，缩短通信链路的长度，可以节约电路专线建设成本。集控中心实现2 条通信专用电缆的创建，利用地埋方式实现变电站的设置。此光缆能够利用集控中心实现独立光纤通信的创建，然后通过系统变电站通信光缆的线路资源，连通电网系统和集控中心。

集控中心的路由通道与新能源厂站能够租用已经创建的专用电缆，以不同发电企业需求。企业上级结构和集控中心通信路由通道能够全面利用自检光缆[3]。

2.2 自制系统划分

自制系统是指相似路由策略的共享，在运行路由器中结合，在相同自制系统中实现路由算法的选择，对彼此信息进行共享。由于新能源集控中心安全区并没有联系互联网，设置AS 号为1 ～65535。另外，自制系统推荐是以省区作为单位进行划分的。

自制系统内部能够实现多个Area 区域的划分，普通区域为Area1-Arean，骨干区域网络为Area0，通过骨干区域进行连接。在划分区域之后，通过区域边界路由器聚合路由，降低了链路状态通告的数量和网络拓扑的变化，进一步提高整体网络的稳定性，以便后续网络横向扩容。为了方便管理，Area 能够通过电站建设期数、电站类型和电站数量进行综合划分。如使项目一期风电场、其他类型电站、光伏电站划分为3 个区域。使全部光伏电站划分成为1 个区域，全部风电场划分成为1 个区域等。另外，每个区域内部的路由器都要在500 个以内，否则就会使路由收敛比较慢，图1 为Area 划分示例[4]。

图1 Area 划分示例

2.3 RD 与RT 值规划

路由目标（Route Target，RT）值指的是用户A在PE-1 交换机下连的网段是192.168.1.0/24。用户B在交换机PE-1 下连网段同样为192.168.1.0/24。在交换机内部，可以通过虚拟专用网络（Virtual Private Network，VPN）（虚拟路由转发（Virtual Routing Forwarding，VRF）隔离2 个路由域，保证即使不同用户创建了重叠的网段，也不会发生网络冲突。在传统的边界网关路由（Border Gateway Protocol，BGP）-4 中并没有字段可以存储路由所处的VPN 信息。这对在当前场景下如何存储、传递不同租户的拥有相同网际互连协议（Internet Protocol，IP）网段的路由信息，如何保证路由信息的唯一性带来了瓶颈。扩展的MP-BGP 协议则引入了“路由标识（Route Distinguisher，RD）”，与网际协议版本4（Internet Protocol Version4，IPv4）地址共同构成VPN-IPv4 地址解决该瓶颈。

RD 有3 种编码方式：

（1）2 字节自治系统号（Autonomous System Number，ASN）与4 字节自定义数值。若使用的是公开的ASN，建议该ASN 已获得授权许可，且自定义的数值应由该ASN 的拥有方分配。使用的是私有的ASN，则无特殊限制。

（2）4 字节IP 与4 字节自定义数值。若使用的是公网IP，建议该IP 已获得授权许可，且自定义的数值应由该IP 的拥有方分配。若使用的是私网IP，则无特殊限制。

（3）4 字节ASN 与2 字节自定义数值。限制同类型（1）[5]。

2.4 实时监控功能

（1）设备的接入与转发信息。该功能不仅能够实现光伏电站、风机、变电站等设备的接入与监控，还能够支持标准的通信协议；针对集中控制信息转发实时数据，转发列表能够通过接收方的需求设置。

（2）级联监控和分级监控。该功能不仅能够支持区域中心、风电场与单台设备的分级监控，还能够梳理每级监控信息，并且分层显示[6]。

（3）查询电厂历史事件与多维度告警事件。该功能可对于接入设备能够实现多维度的事件告警，如设备异常、故障告警与遥信变位等。故障频发报警指的是对单台设备故障进行计算，在设备故障的某阶段如果次数超过设定阈值时，那么就能够自动发送报警，与系统集成，自动触发缺陷单。对于报警事件，能够查询历史事件，设置多个查询模板，并且支持用户对报警模板自定义；针对全部告警来说，能够根据字段排序[7]。

（4）设备复位权限管控。该功能可实现各接入设备复位规范的集成，通过系统能够规范区域中心运行值班人员操作习惯。此系统能够对单台设备的故障复位次数进行规定，在进行远程控制的过程中，运行人员要对其权限进行掌握，如故障的复位等。该功能可实现操作记录功能，针对每次复位操作系统都能够对时间点、操作主机、用户、操作对象等进行详细的记录。

（5）设备远程控制模块。对设备进行远程控制，在设备厂家数据采集与监视控制系统（Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA）开放控制点实现各个机组的复位、启动与停机，还能够实现风场群光伏电站的设备复位、停机等操作[8]。

（6）电厂数据预处理。数据预处理能够对采集量格式进行调整，包括模拟量数据、脉冲量数据、状态量数据等。测点历史趋势与越线报警等功能，针对接入监控点系统的测点，分析测点历史数据时间序列。设置管理类报表，包括风速报表、生产综合报表、可利用率报表、发电量报表等文件的打印[9]。

2.5 电厂业务分析功能

（1）绩效仪表盘。通过图表的方式实时展现关键绩效指标（Key Performance Indicator，KPI），便于运行管理人员能够及时发现问题，并且抓住问题重点。常用关键业务指标包括时间可利用率、设备停机时间、发电量等。

（2）KPI 数据图表。逐层分析管理人员所重视的业绩指标KPI，对问题的原因进行分析，从而为下一步提供科学指导。常用KPI 数据分析类型包括运维成本、收入损失原因等。

（3）查询报表。满足运行人员制作报表的需求，在系统数据库中以特定查询得到需要的数据，实现下一步数据分析和制作报表。常用查询报表包括损失电量、综合电量、设备状态、检修记录等。

（4）定制化报告工具。使用户能够在短时间内生成定制化报告，包括系统基于模板的快速生成报告的初稿，使报表制作人员核对并且手工添加，以此构成最终报告。

（5）日月报表的数据上传。能够实现运行报表、生产报表的电场级填报，电场管理定制化报表，导出可利用、发电量等分析报表等功能。

2.6 能量管理集控版

实现调度对于电场指令的接收，能够以指令设定值设置电场限功率。根据各并网点设置功率控制节点，以调度命令对接入同个并网点各个电厂出力进行管理[10]。

3 系统的应用效果

将系统应用在新能源板块中，能够实现区域资源结构的整合，提高现场办公效率，从而为新能源区域疾控工作提供数据保证。

（1）整合新能源区域机构。使用系统后，能够有效整合区域内相关厂站和资源，从而优化调整区域机构，利用集中统采模式降低采购成本和整体区域管理成本，平衡集控区域中的资源。

（2）提高新能源区域办公效率。利用区域集控联动系统移动办公，能够对现场人员及时反馈信息，从而协助现场人员对设备缺陷等问题及时处理，并且针对性使结果在区域集控中心反馈。验证区域集控中心检测的结果，不仅能提高现场设备运行状态跟踪处理能力，还能够及时派工和处理任务，保证设备能够正常的运行。

（3）管控新能源区域设备。得到区域内设备整体的运行情况，利用设备信息资源共享，能够在集控中心配置专业人员，并且在区域集控中心实现现场设备运行参数的管控，使区域范围中人工和维护成本得到降低。

4 结 论

设计的通信系统能够全面保证发电企业集控中心的内部通信效率，提高电网企业调控通信的的可靠性。利用集约化角度全面分析，电网企业设计了规模化的专用通信网络资源，对通信系统安全可靠性进行保证，使发电企业通信建设投资得到降低，并且为发电厂少人值守、集中监控、无人值守等需求提供了基础。