一.項目概述

        虹橋綜合交通樞紐交通中心配套工程（軌道交通2號線(xiàn)西西延伸段工程淞虹路站～諸光路站）由青浦區的諸光路至2號線(xiàn)已運營(yíng)的淞虹路站。線(xiàn)路走向為：諸光路站—徐民路—軸線(xiàn)大道—虹橋綜合交通樞紐虹橋西站—虹橋東站—天山路—淞虹路站。線(xiàn)路全長(cháng)8.58km，全部為地下線(xiàn)，共設3座車(chē)站。分別為：虹橋機場(chǎng)東站、虹橋機場(chǎng)西站和諸光路站。

       2號線(xiàn)西西延伸段工程共設置2座牽引降壓混合變電所分別在諸光路站、虹橋東站。2座降壓變電所位于虹橋西站、區間4號風(fēng)井。5座跟隨式降壓變電所位于虹橋東站、虹橋西站2座、諸光路站、區間2號風(fēng)井。

        本變電所綜合自動(dòng)化系統平臺要求實(shí)現變電所各種設備的控制、監視、聯(lián)動(dòng)、聯(lián)鎖、閉鎖功能，自動(dòng)投切、電流、電壓、功率、電度和其它各種信息量的采集功能。系統需要具備協(xié)議轉發(fā)功能，從而將各個(gè)變電站數據以統一的協(xié)議模式匯總到上級調度電力pSCADA系統。

二.系統設計

2號線(xiàn)西西延伸工程變電所綜合自動(dòng)化系統設計目標如下：

★ 各變電所內設備的控制、監視、聯(lián)動(dòng)、聯(lián)鎖、閉鎖功能，自動(dòng)投切、電流、電壓、功率、電度和其它各種信息量的采集功能；

★ 各變電所能動(dòng)態(tài)顯示變電所主接線(xiàn)畫(huà)面和接入綜合自動(dòng)化系統的微機測控、保護單元、信息采集單元等裝置的通信工況；

★ 各變電所采用窗口模式顯示所內事故、報警信息以及事故、報警發(fā)生的時(shí)間；

★ 各變電所主要參數的趨勢圖展示，以及主要參數的日報，月報，季報，年報展示；

★ 與調度中心pSCADA平臺 進(jìn)行通信，向pSCADA調度或當地維護計算機傳輸變電所操作、事故、預告等信息；接收pSCADA調度或當地維護計算機下發(fā)的控制命令。

2號線(xiàn)西西延伸工程變電所綜合自動(dòng)化系統設計原則如下：

★ 快速響應性

       從電力行業(yè)的要求來(lái)看，系統設計過(guò)程中應滿(mǎn)足快速響應性的要求，軟件畫(huà)面切換時(shí)間≤1s；變電所內網(wǎng)絡(luò )通信速率≥100Mbps；所內事件分辨率≤5ms。

★ 開(kāi)放性

        系統平臺模塊化分布式架構，具備良好的開(kāi)放性，支持用戶(hù)二次開(kāi)發(fā)，方便客戶(hù)依據現場(chǎng)需求進(jìn)行個(gè)性化設置。支持各種主流設備及實(shí)時(shí)數據庫的數據接口，并通過(guò)標準關(guān)系數據庫接口(如ODBC、OLE DB)實(shí)現與第三方系統的數據集成。

★ 安全穩定性

        軌道交通系統運行中，電力系統的安全穩定統對列車(chē)正常運行起著(zhù)至關(guān)重要的作用，系統平臺具備嚴格的權限管理機制，并且具備故障處理查詢(xún)、事件記錄查詢(xún)功能。

三．系統架構

根據上述功能需求，系統架構如下圖所示。


3.1 通信網(wǎng)絡(luò )

        變電所內綜合自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò )采用工業(yè)級光纖以太網(wǎng)，提高所內通信的帶寬和抗干擾能力。站級監控室內配置一臺工業(yè)級光纖以太網(wǎng)交換機，用于連接不同設備群的光纖以太網(wǎng)接口，滿(mǎn)足變電所綜合自動(dòng)化系統控制、測量、保護的通信技術(shù)要求，完全滿(mǎn)足全所自動(dòng)化要求。

        在每個(gè)變電所，為33kV、DC1500V 及0.4kV 開(kāi)關(guān)柜根據現場(chǎng)需要配備串口服務(wù)器設備，該設備安裝于開(kāi)關(guān)柜內，用于將柜內控制單位的RS485信號轉換為以太網(wǎng)信號匯總到站級監控室的監控平臺。

3.2 控制系統

       變電所內的控制信號屏配置ABB的AC500系列控制器，該設備不僅具有工業(yè)級的快速專(zhuān)用核心處理器和大容量的RAM，并且其系統提供可編程接口，利用簡(jiǎn)單的結構化Script語(yǔ)言，用戶(hù)可以完成數值計算功能、邏輯運算功能和控制輸出功能等。

3.3 站級監控

        每個(gè)變電站站級監控系統選用力控科技電力監控軟件作為系統平臺，可實(shí)時(shí)監控各開(kāi)關(guān)柜內監控單元的運行狀態(tài)，實(shí)現變電所各種設備的控制、監視、電流、電壓、功率、電度的采集等功能。

        力控電力監控軟件，完美的結合了通用組態(tài)軟件和電力專(zhuān)業(yè)技術(shù)，是使用先進(jìn)的計算機軟件編程技術(shù)開(kāi)發(fā)的專(zhuān)業(yè)電力系統自動(dòng)化的組態(tài)軟件，適用于縣級調度自動(dòng)化、集控站自動(dòng)化、變電站綜合自動(dòng)化、電廠(chǎng)電氣監控（ECS）、企業(yè)供配電自動(dòng)化、水電站綜合自動(dòng)化及樓宇配電自動(dòng)化等主站系統?！?br />
        由于每個(gè)變電站具備多種設備，各個(gè)設備的數據通信協(xié)議不同，為了實(shí)現數據的匯總統一，每個(gè)變電站配備一臺力控科技數據采集網(wǎng)關(guān)pFieldcomm。變電站數據通過(guò)pFieldcomm采集網(wǎng)關(guān)可統一轉為電力104規約方式傳送到中央調度室的中心調度系統pSCADA平臺。

        力控pFieldComm系列工業(yè)通訊網(wǎng)關(guān)采用高性能的嵌入式計算平臺，服務(wù)內核軟件可運行于桌面操作系統或嵌入式操作系統中，是一個(gè)脫離于具體硬件設備接口的通訊服務(wù)平臺。具有多種通訊采集和轉發(fā)規約庫，可以實(shí)現采集多個(gè)不同子系統的數據，進(jìn)行數據集中匯總、分類(lèi)和預處理，可以簡(jiǎn)化系統中異種協(xié)議的轉換和系統聯(lián)網(wǎng)過(guò)程，異種協(xié)議容易接入并可轉換為標準協(xié)議（如OPC方式）與其它系統聯(lián)網(wǎng)。

四．系統功能

4.1 實(shí)時(shí)全面性

        系統可以形象直觀(guān)的方式，實(shí)時(shí)動(dòng)畫(huà)顯示系統設備運行情況，變電站主接線(xiàn)圖可根據現場(chǎng)運行狀況動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示各個(gè)開(kāi)關(guān)狀態(tài)?？蓪?shí)時(shí)顯示電流、電壓、電能、功率、有功、無(wú)功、功率因數等數據，實(shí)現電力系統的四遙功能。




圖4 遙信狀態(tài)畫(huà)面

        強大的報表曲線(xiàn)功能：通過(guò)所存儲的歷史數據可以方便生成各種值班報表、操作報表、報警報表以及日月年報表。各種數據均可通過(guò)實(shí)時(shí)、歷史趨勢曲線(xiàn)方式進(jìn)行展示。

4.2 安全可靠性

       在操作上嚴格權限管理，運營(yíng)級操作員通過(guò)工作站訪(fǎng)問(wèn)本系統。無(wú)論工作站的初始啟動(dòng)或注銷(xiāo)，都將直接進(jìn)入本系統登陸畫(huà)面或徹底退出操作系統，一般用戶(hù)不允許接觸到任何操作系統命令。

         系統可提供審計跟蹤功能，記錄所有用戶(hù)操作過(guò)程，對出現的系統安全問(wèn)題提供調查的依據和手段；系統應具備事務(wù)日志功能。各種記錄（操作、警報）可根據用戶(hù)要求，按站名、對象、性質(zhì)、時(shí)間等項目進(jìn)行檢索。

         系統報警支持多種報警輸出方式，可通過(guò)音頻報警、手機短信、E-mail等方式輸出告警到手機、PDA、PC上。


4.3 集成開(kāi)放性

        本系統支持同時(shí)通過(guò)不同類(lèi)型的通信協(xié)議來(lái)采集多個(gè)現場(chǎng)設備的實(shí)時(shí)數據信息，并按預先的系統配置要求存放于系統實(shí)時(shí)數據和歷史數據庫中?？芍С蛛娏DT、DNP、標準Modbus協(xié)議、電力標準IEC 101、102、103、104規約，支持ABB的AC500設備自有協(xié)議和AVERA(ALSTOM)的Courier規約。

        具備Web Server功能，方便用戶(hù)遠程瀏覽系統內的各種實(shí)時(shí)、歷史數據，如主結線(xiàn)圖、系統圖、基于綜合保護裝置和間隔層的實(shí)時(shí)數據查詢(xún)，以及歷史SOE、操作事件和系統事件查詢(xún)，遙測歷史曲線(xiàn)和負荷曲線(xiàn)瀏覽等。

五．總結
 
       通過(guò)變電所綜合自動(dòng)化系統，重要設備之間不僅利用二次回路實(shí)現硬線(xiàn)的聯(lián)動(dòng)、聯(lián)鎖、閉鎖，同時(shí)在軟件上也實(shí)現了邏輯判斷、計算、繼電器等功能，在地鐵的安全穩定運行中起著(zhù)至關(guān)重要的作用。