SCADA系統(tǒng)在地鐵供電中的作用及價值淺析

張春霞

（南京地鐵運營有限責任公司 江蘇 南京 210012）

SCADA系統(tǒng)在地鐵供電中的作用及價值淺析

張春霞

（南京地鐵運營有限責任公司 江蘇 南京 210012）

SCADA系統(tǒng)作為控制技術(shù)在供電系統(tǒng)的應(yīng)用形式，貫穿于供電系統(tǒng)中的監(jiān)視部分及控制部分，而地鐵供電中的SCADA系統(tǒng)在確保地鐵供電系統(tǒng)的安全運轉(zhuǎn)方面起到重要作用。本文簡要介紹SCADA系統(tǒng)的構(gòu)成，結(jié)合相關(guān)實例，分析其在地鐵供電中的作用及價值。

SCADA系統(tǒng)；地鐵供電；作用

1　SCADA系統(tǒng)的特點及構(gòu)成

1.1SCADA系統(tǒng)的基本特征

1.1.1實時性

實時性是SCADA系統(tǒng)的主要特征之一，能夠?qū)崿F(xiàn)靈活的監(jiān)控，地鐵供電系統(tǒng)對SCADA系統(tǒng)的實時性有著較高的要求。

1.1.2開放性

SCADA系統(tǒng)在技術(shù)標準上較為統(tǒng)一，具有較好的開放性。SCADA系統(tǒng)在軟件研發(fā)上采用開放式的結(jié)構(gòu)方式，利于擴展，便于與其他系統(tǒng)的交互。

1.1.3安全可靠性

SCADA系統(tǒng)在系統(tǒng)的重要功能節(jié)點采用更加可靠的冗余配置形式，具備故障隔離功能，在出現(xiàn)單點故障時能保障系統(tǒng)的整體可靠性，此外在重要的部件，如上位機及下位機，SCADA系統(tǒng)采用UNIX及Linux操作平臺，有效隔絕了病毒入侵途徑。

1.2SCADA系統(tǒng)的主要構(gòu)成

SCADA系統(tǒng)主要由運行控制中心系統(tǒng)，通信系統(tǒng)和被控線路設(shè)備系統(tǒng)構(gòu)成，從而做到對變電站的全線供電設(shè)施進行監(jiān)視、控制及測量。控制中心系統(tǒng)由通信前置機、工作站、可視化顯示系統(tǒng)構(gòu)成，做到對數(shù)據(jù)加以分析計算，并監(jiān)視設(shè)備的運行狀態(tài)，隨時發(fā)出控制命令。被控線路設(shè)備系統(tǒng)，一般由下位機、通信通道、后臺計算機及PLC構(gòu)成，做到對地鐵的設(shè)備狀態(tài)、數(shù)據(jù)信號的收集、整理及計算功能（如圖1）。

圖1　SCADA系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)示意圖

SCADA軟件系統(tǒng)包含了數(shù)據(jù)采集、分析處理、分布控制、實時數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)報表、監(jiān)控界面及系統(tǒng)接口等（見圖2）。

圖2　SCADA軟件系統(tǒng)示意圖

具體到地鐵SCADA系統(tǒng)，可以系統(tǒng)運行較為成熟的沙特地鐵SCADA系統(tǒng)為例。車站的PLC與控制中心相連接并加以讀數(shù)據(jù)取，SCADA及時加以故障分析，并將其傳輸至數(shù)據(jù)庫；在門禁方面，報警信號與SCADA系統(tǒng)相連接，并可以遙控控制；收費系統(tǒng)方面，SCADA做到對車站收費系統(tǒng)的全面監(jiān)督，同時與售票機和閉路電視相連接；通信設(shè)備上，SCADA能夠?qū)崿F(xiàn)全面監(jiān)控，并及時檢查通信狀況；時鐘系統(tǒng)上，SCADA能夠有效監(jiān)測故障狀況，保持時鐘的同步性；消防系統(tǒng)上，SCADA與控制中心及保安室相連，便于及時傳送各類消防信息。

國內(nèi)的地鐵SCADA系統(tǒng)主要是PSCAD系統(tǒng)，但在功能上與SCADA系統(tǒng)基本保持一致[2]。

2　SCADA系統(tǒng)在地鐵供電系統(tǒng)中的作用及價值

2.1實現(xiàn)無人值班，提高地鐵經(jīng)濟效益

如深圳地鐵二號線，擁有1座主變電所，配備了29座車站變電所，車輛變電所及停車場變電所各1個，相加就有32個變電所。假設(shè)沒有SCADA系統(tǒng)，每個變電所留守8人，則需要值班人員共計256人次。采用SCADA系統(tǒng)，則可以解放256人次的勞動力，每人次如年薪6萬元，每年可以節(jié)省工資1536萬元。隨著線路增多，經(jīng)濟效益將更加明顯。基于SCADA系統(tǒng)的巨大價值，北京地鐵14號線，也適時與和利時自動化簽訂了近1875萬美元的SCADA供應(yīng)合同。

2.2提高了電力調(diào)度的效率，做到停送電的高效化

沒有采用SCADA系統(tǒng)前，地鐵的停送電工作采用人工調(diào)度的方式，致使工作效率降低，停送電時間動輒超過90min，完整的停送電流程需要耗時3h左右，停送電難以做到高效率。與此同時，停送電的耗時過長，會對檢修過程中的“天窗”時間加以縮短，直接影響到了變電站檢修等作業(yè)。而SCADA系統(tǒng)的采用，則可以通過其具備的程控功能，采用程控卡實現(xiàn)停送電的高效化，停送電時間能所縮減到30min之內(nèi)，從而有效提高了電力調(diào)度的效率。

2.3縮短故障解決時間，優(yōu)化電力使用

地鐵發(fā)生運行故障時，調(diào)度人員可以借助SCADA系統(tǒng)具備的遙控功能，實現(xiàn)地鐵運行方式的快速切換，有效縮短了故障中斷時間，避免了地鐵晚點的現(xiàn)象。此外，SCADA系統(tǒng)能夠做到對電力的實時監(jiān)控，對收集的各種數(shù)據(jù)，如電量數(shù)值、負荷比例、電壓數(shù)值、功率大小等加以分析整理，從而方便電力單位作出優(yōu)化決策，向地鐵運營方提出一些科學(xué)的改進建議，如根據(jù)運行規(guī)律，規(guī)避用電高峰，減少電力損耗，最終能夠使地鐵運行達到效益和經(jīng)濟的有機結(jié)合。

3　結(jié)語

SCADA系統(tǒng)為安全生產(chǎn)、管理優(yōu)化、有效調(diào)度的實現(xiàn)提供了技術(shù)保障，SCADA系統(tǒng)的安全性、實時性確保地鐵供電系統(tǒng)可以實現(xiàn)值班人員的簡化、故障原件的及時切除及用電管理的優(yōu)化，在地鐵供電系統(tǒng)中發(fā)揮了極大的價值和作用。

U231.8

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1673-0038（2015）18-0243-02

2015-4-10