引言
近幾年，無人值班變電所在國內取得了成功的經驗，對提高供電企業的勞動生產率，按現代企業的要求實現科學管理；對提高電網和變電所的安全運行水平；對降低變電所的建設成本，都有直接的經濟效益和社會效益，是現代化電網建設的重要組成部分，也是調度管理的發展方向。根據省局和國調中心的有關文件精神，縣級調度自動化工作應把變電所無人值班建設放在重要的位置。
電力部（原能源部）對縣級調度自動化工作非常重視，曾先后幾次發文對縣調自動化的技術規范做了規定和要求（請參閱部頒有關文件）；在當時，這些技術規范是先進的、科學的，但是隨著科學技術的迅猛發展，尤其是計算機及網絡技術、軟件技術和通訊技術近幾年取得的突破性進展，供電企業計算機信息管理和生產自動化管理的觀念已有革命性的變化，原有的技術規范已暴露出其明顯的不合理性和局限性。
建立供電企業計算機管理網絡已是大勢所趨，硬件條件也已基本形成。用電管理系統、生產管理系統、人事管理系統、財務系統等已在許多縣級供電局投入使用，MIS系統和EMS系統等也已提上議事日程，并已有成熟的產品出現。那么，如何看待和處理各計算機子系統尤其是調度自動化系統與企業管理網之間的關系，作出一個全面、完整、科學的規劃和設計，是擺在我們面前的一個新課題。
從某種意義上說，調度自動化系統是企業管理網的基礎，起著核心重要的作用。因為調度自動化系統所采集的數據是供電企業生產和用電管理的基礎數據；建立一個通信網絡，周期長、耗資巨大，不可能重復建設，所以為調度自動化系統所建立的通信網必將是企業計算機管理網的通信骨干網。我們必須全面、整體地考慮這些問題，利用最新科學技術，制定最佳方案，在不增加很大投資的前提下，充分發揮調度自動化系統的功能，并且為逐步實現一個性能完善、功能強大的企業管理網提供技術上的保證。
在調度自動化系統向實用化邁進的過程中，新生事物不斷出現，MIS系統和EMS系統又成了人們議論的話題，如何看待和處理SCADA系統與MIS系統、EMS系統之間的關系，成為人們關注的焦點。這不僅對原已通過實用化驗收的調度自動化系統提出了一個挑戰，同時對那些正在考慮建設調度自動化系統的單位提供了一個機遇，也就是說，他們可以充分考慮MIS系統、EMS系統對調度自動化系統及通道的要求，在系統規劃、通道規劃、功能配置上可以更全面，起點更高，從而少走彎路，加速發展。
本規劃設計方案全面分析了縣級調度自動化系統在企業計算機管理網中的地位和作用，充分考慮了MIS系統、EMS系統等對調度自動化系統極其通道的要求和影響，系統規劃設計在調度自動化系統功能一步到位的基礎上，力求將整個電力企業的計算機都納入整個企業網中，實現統一規劃、分塊工作、異地互聯、整體管理，并為將來的應用擴展和系統的升級預留接口。
需求分析
隨著瑞安市電網的不斷發展和結構日益復雜，調度自動化已成為保證電網安全、優質、經濟運行的重要手段，為了適應電力市場運轉，確保瑞安市供電局電力調度滿足本市的需要，進行電網調度自動化系統的規劃設計。
現狀與需求
瑞安市位于浙江省溫州市的中部，幅員遼闊，人口眾多，經濟較為發達。在溫州地區，瑞安市的經濟占有重要的地位，其用電量和用電負荷也都名列前茅。但是瑞安市地形復雜，人口分布及經濟發展很不平衡；在東部平原地區，人口密集，經濟較為發達，而在西部丘陵地區，人口較少，經濟較為落后，所以電網和供電量在瑞安市整個區域內亦很不平衡。
到1997年12月底止，瑞安市電網共有35KV及以上變電所14座，主變19 臺，總容量400 MVA。其中220KV變電所1座，主變1臺，容量為150 MVA；110KV變電所3座，主變4臺，容量為110 MVA；35KV變電所10座，主變14臺，容量為140 MVA。
瑞安市電網的遠動建設目前才剛起步，已有幾個變電所進行了調度自動化的繼電保護二次部分改造工作；通道建設還未展開，基本上為載波通道；市供電局調度大樓已經建成，調度工作目前依*電話及手動模擬屏進行。
為了滿足經濟和社會發展的需要，瑞安市電網在今后幾年將有更快的發展。隨著用電量的迅速增長，電網不斷擴大，結構日益復雜，數據信息大量增加，原有的調度管理方法已經不適應電網發展的形勢，迫切需要實現電網調度自動化。
瑞安市供電局很早就應用了計算機系統，例如：用電管理系統、財務管理系統、物質管理系統、勞資人事和教育系統等,目前擬建成調度自動化系統、調度錄音系統、故障查詢處理系統等。但是一方面由于先前各個應用系統投產時間不一，采用的軟件平臺、硬件平臺和網絡結構各不相同，另一方面隨著管理內容及業務的迅猛發展與新業務的增多，因此現有的調度通信網絡通道需通過擴充以適應需求，主要表現在：
由于各應用系統是各主管部門根據本部門的需求組建的，因而各種信息既有大量的冗余，又有相互沖突。同時由于各系統的開發單位不同，技術水平參差不齊，因此信息的規范化程度低，各部門信息無法共享，交互操作的難度很大，無法統一管理。
各系統、各工作終端有自己的傳輸專線，傳輸速率不等，速率低且安全性、可*性差，不利于統一管理，隨著工作終端的增多，此問題將日益突出。
由于引進應用系統時沒有統一規劃，各應用系統又是針對本專業開發，因此存在多種機型，多種操作系統，多種協議，網絡異構等情況。所以很難實現資源共享、系統互訪、統一管理，對于后期的開發難度很大，這將影響企業辦公自動化的實現。
由于大部分系統沒有實現客戶/服務器模式。因此系統遠程互訪時，需要較大的帶寬。
由于現有應用系統存在上述缺陷，而不可能在短時間內對所有應用系統進行更換，因此必須對目前的現狀和需求進行科學的分析，制定出全局網絡的規劃，既能滿足發展，又要容納現有系統，具體要求如下：
以電網調度系統良好運行為前提，在現有調度通信網絡基礎上，兼顧目前已有的各應用系統，使幾個應用系統不作大規模修改，各系統應能平滑地過渡到整個調度企業網中
提供各種靈活多變的連網方式，系統要有一定的可擴充性和可擴展性
提供高速平臺與足夠的帶寬，為將來的OA系統、視頻會議、Internet/Intranet等系統提供一條可*、健壯的“信息高速公路”
必須對整個企業網進行有效的集中的資源管理和網絡管理
設計原則
在本系統設計中采用以下原則：
實用性：從保護用戶原用的設備投資和能夠完全滿足現實需求的角度出發，充分集成現有的各種計算機和網絡設備，使建設的系統適用、安全、可*且易管理、維護和擴展，具有最高的性價比。
開放性：構造一個開放的網絡系統，是當前世界計算機技術發展的潮流，因此我們在整個系統的設計中采用的規范、設備與廠商無關，具有較強的兼容性，便于與外界異種機平滑互聯。
先進性：當今的計算機網絡技術發展日新月異，方向把握不準則可能導致在很短的時間內技術落伍，從而面臨被淘汰的危險。因此在堅持實用性的前提下盡量采用國際先進成熟的網絡技術和設備，適合未來的發展，做到一次規劃長期受益。
可擴充性： 所選擇的聯網方案及設備要能適應網絡規劃的不斷擴大的要求，以便于將來設備的擴充；要能適應信息技術不斷發展的要求，平穩地向未來新技術過渡。
可*性：系統設計除采用信譽好，質量高的設備外，還采用一系列容錯、冗余技術、提高整個系統的可*性。
安全性：安全性包括兩個方面，一、網絡用戶級的安全性；二、數據傳輸級的安全性。網絡用戶級的安全性應在網絡的操作系統中予考慮，而數據傳輸的安全性則必須在網絡傳輸時解決。
規劃目標及依據
正如上面所講，在規劃時不能以孤立的眼光看待調度自動化系統，應充分考慮它與MIS系統、EMS系統等之間的關系。并且調度自動化系統是一項涉及繼電保護、遠動、通訊、工業控制和計算機軟硬件等學科的系統工程，是生產技術的重大改進，是減員增效的有力措施之一；調度自動化系統所引起的在管理方式上的改進，將會影響供電企業絕大多數部門的管理工作。做好調度自動化系統及企業網的規劃設計工作，是最終可*、經濟、全面地實現調度自動化功能和企業網的根本保證。
根據調度自動化系統的要求，結合瑞安局的實際情況，我們本著規劃工作要求全面、系統，具體實施宜采用分期、逐步完善的原則，制定了如下工作目標：
1·所有變電所按照無人值班變電所的要求進行設計、改造，實現四遙功能。即使由于通道原因實現四遙功能暫時有困難的變電所（比如實現光纖、電纜及無線通信等通道有困難，而郵局又暫時不能提供數據服務接口的變電所），也要求二次的四遙功能一步到位，以節省投資，加快變電所無人值班工作的進行。
2·局調度自動化系統按部頒文件要求采用雙通道，主通道力求以通訊容量大、頻帶寬的光纖技術實現，預留無人值班變電所圖象、安防及環境監控系統的通信接口，并能為供電局與供電所、變電所之間實現完整的企業計算機管理網絡提供性能卓越的骨干通信網；應絕對禁止電力通信網的重復建設工作，避免重大經濟損失。在地理條件合適的地方，采用光纖環網方式；在光纖、無線通信等方式暫時難以實現的變電所，采用郵局提供的數據服務接口作為主通道。
3·主站系統必須滿足部頒文件要求的調度自動化基本功能，具有高的可*性、安全性和實用性，還應該具有開放性、可擴充性。
制定本規劃方案的依據主要有以下標準：
1·原能源部農電(1992)42號《縣級電網調度自動化系統實用化驗收細則》。
2·原能源部調自(1991)100號《電力調度系統計算機網絡規劃大綱》。
3·電力部行業標準DL 451-91《循環式遠動規約》
4·原能源部農電(1989)1038號《縣級電網電力調度自動化規范》。
5·原能源部《縣級電網電力調度自動化系統實用化要求》。
6·浙電農(91)100號轉發能源部《關于加強縣級電網電力調度自動化管理》的通知。
7·浙電農(91)1507號關于貫徹能源部《縣級電網調度自動化實用化要求》的通知。
8·瑞安市供電局1996年4月《瑞安市供電局電網調度自動化規劃》
設計內容
1．針對瑞安供電局的電網調度自動化系統作出規劃，考慮將要建設的系統以及已有的各種系統對通信網絡的要求，列舉相關網絡、通信設備，線路狀況，現有的通信手段，分析對應的性價比，提出可供選擇的通道網絡建設方案；
2．考慮瑞安供電局目前的建設狀況，已有系統的情況，在提出通道網絡建設方案的同時，兼顧考慮瑞安供電局新大樓的網絡建設，并設計以小的代價將現有系統、資源并入新系統的方法；
3．分析現有各種主站系統、RTU系統的性價比，根據瑞安各個變電所、供電所對調度自動化不同的要求，重點針對瑞安供電局將有的電網調度自動化系統進行設計、選型；
4．考慮瑞安各變電所的特殊情況，進行變電所圖象監控設計，提供圖象監控方案與設備性價估計以供參考。
主干網架構
電力通信特點
隨著現代電力的不斷向前發展，電力通信也出現了一些新的特點和要求：
1．由于電網系統的調度自動化、四遙信號以及無人職守變電站的增多，要求通信設備能穩定地運行，系統能高可*地傳輸相互間的信息。
2．隨著電力業務的增大和電力管理現代化的需要，系統組網容量要大，擴容要方便，設備在各站點上下信息要方便。
3．由于電力通信中信號較復雜，要求傳輸設備具有多種接口，以滿足控制信息和反饋信息的順利送達。
4．在電力系統，通信維護力量相對薄弱，因此要求設備可*性高，運行穩定，維護簡單方便。
5．由于電力通信將朝綜合業務數字網（ISDN）方向發展，并要求全網能接入其他大網，這要求設備技術上具有一定的先進性和強適應性。
通道方案設計
根據以上特點，以電網調度自動化系統為主，兼顧其他系統進行電力通信通道設計。
現有的系統對通道的要求
.電網調度自動化系統：由主站系統及RTU系統組成，數據多以RS232方式進行傳送，一個RTU與主站的數據交換速率一般遠小于32Kbps，主站與RTU間的數據交換方式采用主備用方式以提高系統的可*性；
.電費管理系統的數據一般基于以太網方式傳輸或基于撥號線方式交換數據；數據存在于中心數據庫上，現有的數據庫查詢系統在線路上頻繁進行數據交換，所以對數據流量要求較高；
.財務、人事以及物質等系統數據交換量相對比較有限，一般基于以太網方式操作。
應當被考慮的系統
.圖象監控系統：系統的品質與傳輸通道直接有關，一般基于TCP/IP協議進行數據傳輸，數據的流量因對圖象質量的要求不同可以選擇64K-2M的數據通道；
.MIS系統：基于TCP/IP協議進行數據傳輸，數據傳輸量大，系統復雜，一般的數據交換量在兆的量級；
.Internet/Intranet系統：基于TCP/IP協議進行數據傳輸，數據傳輸量大，一般的內部數據交換量在兆至幾十兆的量級，網間數據交換量在兆的量級。
通道技術狀況
國內電力系統使用較多、較成熟的通道技術現有如下幾種：
光纖技術：是今后普遍推廣的一種組網方式。其主要特點有：高速，可提供133Mbps-1Gbps以上的帶寬；通信可*，安全性好；傳播距離長，總體性價比高。通過各種光端機提供各種用戶需要的接口。通常的接口包括話務口、RS232口、RS422/485口、E1口，甚至可有標準圖象接口、以太網口。國內普遍使用的光端機有UMC系列光端機、OTN系列光端機、OMUX系列光端機。
音頻技術：是一種傳統的通信方式。與光纖技術相比，其主要特點有：端設備費用低，可維護性較好，易被理解；但是存在缺點有：長距離通信需要中繼，通信容量小，防雷擊性能差等。
載波技術：電力載波通信是電力系統獨有的一種通信方式。它以電力線為載體，以變電站為終端，載波機裝在電力線的兩端。具有通信距離長，設備離用戶近，可*性高、工程施工簡單的優點。與數字通信相比，數字通信往往需要較寬的頻帶，要求較高的信噪比。國內典型的載波設備有ZDD系列電力線載波機、SNC系列電力線載波機以及CZ系列程控電力載波機。
擴頻技術：是在二戰中產生的一種可*性很高、保密性很強的軍事無線電通信技術，1985年起可在民用商業上使用。它的主要特點是抗干擾性能強、低功率工作、采用碼分多址以及可精確定位和定時。采用擴頻通信，可實現點-點、點-多點數據、話音和圖象傳輸。傳輸距離無中繼時可達50KM。擴頻通信與無線接入網絡結合可組成新型擴頻無線用戶環路，大大擴展其應用范圍。國內普遍使用的擴頻系統有DTS系列擴頻微波系統、UTILICOM無線擴頻系統。
數字數據網（DDN）：全稱Digital Data Network。是以光纜為主體的數字電路，通過數字電路管理分配設備（DDN設備）構成的數字數據電路管理、分配網。與傳統的電信網相比，DDN向用戶提供具有全數字、高速率及靈活的交換復用功能的大容量數據通信平臺。其顯著特點具有規模大、覆蓋面廣、端口容量大、通信速率高、支持通信規程多、處理功能強、網絡時延低的特點。通常DDN業務根據用戶的需求向用戶提供V.24或V.35的標準接口。DDN電信部門通過數字電路出租業務向用戶提供DDN服務，典型的信道帶寬9.6K/19.2K/64K/128K/256K/384K/521K/768K/1M/2M。
綜合業務數字網（ISDN）：全稱Integrated Services Digital Network。是以提供點-點的數字連接的綜合數字電話網為基礎發展而成的通信網，用以支持包括話音及非話音的多種業務。特點如下：通信業務的綜合化，利用一條用戶線就可以提供電話、傳真、可視圖文及數據通信等多種業務，同時也降低了通信費用；提高了通信質量；使用方便。常用的信道帶寬64K/128K。至今郵電ISDN業務的正在加大覆蓋面。
幀中繼：是由X.25分組交換技術演變而來的寬帶數據業務標準。幀中繼網由幀中繼接入設備（FRAD）、幀中繼交換設備和公用幀中繼業務組成。其特點如下：簡化網絡功能，提高網絡性能，降低網絡互連費用；不但網絡時延小、通信成本低，還由于采用國際標準，使多廠家產品相互兼容。常用方式是利用幀中繼進行LAN互連。
通信方式選用
根據以上的分析，光纖技術與音頻電纜、載波技術以及擴頻技術相比，有其明顯的優越性：通信容量大，通信質量高，防雷擊性能好。
光纖組成的通訊網絡的容量很容易擴展到上百兆以上，而由音頻電纜、載波技術以及擴頻技術組成的通訊網絡則很難達到高的通訊容量，一般最多在兆級。所以難以使用電管理系統的性能充分發揮，更不可能滿足MIS系統，變電所圖象監控系統以及企業INTRANET網對通訊容量的要求。所以我們認為在地理因素、經濟條件等允許的情況下,應優先考慮光纖通信技術。
在瑞安市供電局的調度自動化通道規劃中，我們主要采用了光纖通信技術。
網絡拓撲設計
綜合考慮上述特點，對瑞安供電局電網調度自動化系統中的通道網絡進行設計。
根據瑞安各個變電所的地理位置分布的特殊情況，將現有的變電所、供電所分為左、右兩個光纖環路，其中：
右環：馬鞍山變、城關所、飛云變、塘下變、場橋變、前池變、汀田變、莘塍變、莘塍所、東山變以光纖網為通道形成環網，由于光纖網具有自愈特性，所以這些變電所無需為調度自動化系統提供備用通信通道。由于地理原因，麗岙變不能進入右光纖環網，采用DDN作為主通道，通過載波通道，途經慈湖變，轉接到場橋變作為備用通道；塘下所通過高速數據線在塘下變與右環相連。網絡拓撲參見圖一。
左環：馬鞍山變、仙降變、江南變、焦坑變、陶山變、桐蒲變、華瑞電廠、北門變以光纖為通道形成另一個環網，作為整個通信網絡的左環。高樓變、湖嶺變通過載波通道分別與焦坑變、陶山變相連；馬嶼所、仙降所通過高速數據線分別在焦坑變、仙降變與左環相連。網絡拓撲參見圖二。
左右環網以馬鞍山變作為公共點。
