2023变电站集中监控系统技术规范.docx

变电站集中监控系统技术规范2023目次1 范围*+"*"12 规范性弓|用文件.I.+.+*.+*.+*.+.*13术语和定义.14 缩略语.25总体架构26技术要求47 系统接口88安全要求89性能指标910 系统备用.9第1部分：导则和般要求;-第2部分：模型数据规范；-第3部分：基础平台；第4部分：功能应用；一第5部分:接口与数据交换;-第6部分：检测规范。变电站集中监控系统技术规范1范围本文件规定了变电站集中监控系统（以下简称：集控系统）架构利总体原则，规定了系统技术要求、系统接口、安全要求、性能指标、系统备用、系统检测等要求。本文件适用于变电站集中监控系统设计、开发、建设、运维和维护，可供其他发电厂、新能源电站、储能电站等集中监控系统建设参考。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB31464电网运行准则GB/T28448信息安全技术网络安全等级保护测评要求GB/T36572电力监控系统网络安全防护导则DL"476电力系统实时数据通信应用层协议DL/T860变电站二次系统通信报文规范DL"890能量管理系统应用程序接口DL634.5104远动设备及系统第5-104部分：传输规约采用标准传输规约集的IEC60870-5-101网络访问国家发改委2014年第14号令电力监控系统安全防护规定国能安全2O1536号文电力监控系统安全防护总体方案、电力监控系统安全防护评估规范3术语和定义下列术语和定义适应于本文件。3.1集中监控系统centralizedmonitorandcontrolsystem面向变电站的集中监控技术支持系统，实现所辖变电站一次设备、二次设备、辅助设备的集中监控，对设备的运行监视、操作与控制、监控助手、业务管理和远程智能巡视等业务提供技术支持。3.2基础平台fundationplatform变电站集中监控系统的基础软件平台，为各类应用的开发、运行、通信和资源管理提供通用的技术支撑，为整个系统的集成和高效可靠运行提供保障。3.3功能应用functionapplication由一个或者多个服务组成的业务关联体，用于完成某一个或某方面业务工作。3.4事件化告警eventsforinformationmonitoring依据事件规则经过推理分析，将离散告警信号合并成告警事件。4缩略语下列缩略语适用于本文件。CIM/E：电网通用模型描述规范(GridCOmmOnModelDeSCriPtiOnSpeCifiCation)C1M/G：电力系统图形描述规范(GridComrnOnModeIDeSCriPtiOnGraPhiCS)5总体架构5J总体要求变电站集中监控系统总体架构见图1,应满足GB/T31464、GB"36572的要求。*UB*BlfM图1集控系统架构示意图总体要求如下：a)基础平台：为各类集中监控应用的开发、运行和管理提供通用的技术支撑，提供统-的数据服务、模型管理、数据管理、图形管理，为集控系统的集成和高效可靠运行提供保障，应遵循DLAT890标准；b)功能应用：分布在安全I、II、IV区，其中安全I区主要实现主设备监视与控制、辅助设备重要信息监视等应用功能，U区主要实现辅助监视与控制等应用功能，IV区主要实现监控业务管理、远程智能巡视类等应用功能:C)信息交互：纵向与变电站安全1、Il、IV区进行交互，接入主辅设备及视频、巡检机器人等信息，并下发控制指令；横向与企业级业务中台交互设备资源、量测告警、监控作业等数据：d)模型数据：应建立变电站主辅设备模型及监控数据；e）安全防护：遵循GB/T36572中电力监控系统网络安全防护体系要求，以及国家发改委2014第14号令中"安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的基本防护策略；f）设备配置：应由部署在安全I、II、IV区的磁盘阵列、服务器、工作站、网络安防等设备构成。5. 2硬件及网络架构集控系统硬件及网络架构见图2：B*MMW图2集控系统硬件及网络典型架构图技术要求如下：a）硬件基础设施宜包括服务器、磁盘阵列、工作站、交换机、防火墙、正反向隔离装置等设备，关键设备和网络应采用冗余配置；在安全I区部署磁盘阵列及数据库服务器，主设备及重要辅助设备的信息采集与应用服务器：在安全II区部署辅助设备采集及应用服务器；在安全W区部署镜像数据库服务器、采集及应用服务器；b）生产控制大区与管理信息大区之间应设置经国家指定部门检测认证的电力专用横向单向安全隔离装置，具体遵照GB/T36572执行；c）数据采集与交换处于内外网边界，主要完成与变电站的信息交换：按照数据特性，数据存储和应用相对独立，遵循安全防护的要求；应用服务器可根据不同应用的业务特性来配置：根据集控站、运维班的建设及业务需求配置安全I区及安全Iv区的人机工作站。5.3软件架构集控系统软件架构见图3：业务 碗提作与控制操作防误监控助手业务管理远程智能巡视人机工JlSttXJI系统维护工*监盘操作基础平台数据采集数据处理安全防护系统管理权限管理«9*1数据存储与管理日志眼务人机务跨区协同消AflRaa图3集控系统软件架构图总体要求如下：a）集控系统软件架构包括基础平台、业务应用及安全防护，其中基础平台分为公共组件和支撑应用两个部分，业务应用应建立在统一的基础平台之上；b）业务应用基于基础平台，实现运行监视、操作与控制、操作防误、监控助手、业务管理和远程智能巡视等功能，根据业务流程及需求可进行场景化集成，基于基础平台提供人机界面工具实现I、Il区主辅设备信息一体化展示：C）基础平台对应用运行状况实施监控，为应用提供软硬件及资源注册支持，基础平台提供软硬件状态和资源环境监控与调度，实现系统的一体化运行、维护和管理；d）基础平台为应用建立维护环境，实现统一的用户注册登录，建立安全管理机制，提供统一的数据服务、模型管理、数据管理、图形管理，满足系统各项实时、准实时和生产管理业务的需求，实现系统资源、各类应用和业务数据的人机交互，完成各类应用的集成配置和维护.6技术要求6.1 模型数据6.1.1 模型信息集控系统应具备变电站全设备模型，包括变电站地理区域、一次设备、二次设备、辅助设备、网络设备模型以及变电站拓扑、设备通用台账等，满足以下总体要求：a）集控系统模型应以变电站设备模型为基础，考虑电网调控、变电设备监控和设备资产管理等需求，建立统一的模型术语和信息索引；b）电网模型应包括变电站模型、电压等级模型、间隔模型和拓扑模型；C）变电站内地理区域模型包括区域模型、屏柜模型和装置设备模型；d）一次设备模型应包括变压器、断路器、母线、刀闸、线路、电容器/电抗器、互感器、消弧线圈、高抗、避雷器、手车、接地变等的设备模型；e）二次设备模型应包括测控类、保护类、安全自动装置类、计量类、智能录波器、交直流系统等设备模型：D辅助设备模型应包括在线监测类、动力环境类、安全防卫类、消防类等设备模型；g）站控层设备模型应包括主辅一体监控主机、综合应用主机、智能防误主机、实时网关机、服务网关机等设饴模型.6.1.2 数据信息集控系统数据信息应满足以下要求：a）按设备分为一、二次设备监控数据和辅助设备监控数据两类，按监控数据类型分为运行数据、动作信息、告警信息和控制命令四类；b）变电站一、二次设备运行数据应包括反映一、二次设备及重要辅助设备运行工况的量测数据和运行状态数据:设备动作信息应包括变电站内断路器、继电保护和安全自动装置等设备或间隔的动作信号及相关故障录波（报告）信息；设备告警信息应包括一、二次设备故障和设备异常信息：设备控制命令应包括一、二次设备单一遥控、遥调操作以及程序化操作命令：C）辅助设备运行数据应包括火灾消防、安全防卫、-次设备在线监测、动环系统、视频监控、机器人监控等辅助设备子系统运行工况的量测数据和运行状态数据；设备动作信息应包括各子系统的开/关、动作/停止、视频监控/机器人预置位调用等信息；设备告警信息应包括各子系统告警信息、装置通信异常、装置故障、主机故障、终端设备故障等信息：设备控制命令应包括固定灭火系统应急远程启动、安防撤布防等各子系统控制命令以及视频监控摄像机、机器人的云台控制、预置位设置、远方复位；无人机自检、一键返航、自动降落等命令。6.2 基础平台6. 2.1总体要求基础平台负责为各类应用的开发、运行和管理提供通用的技术支撑，为整个系统的集成和高效可靠运行提供保障。基础平台应满足以下技术要求:? J )r a b Cde应为应用提供变电站设备公共模型与运行数据，负责模型和数据的跨安全区传输与同步；应为应用提供多样化的数据存储，包括实时数据库、历史数据库，以及关系和日志数据存储；应为应用提供全面的数据通信手段，包括服务总线、消息总线：为应用提供人机交互界面的开发支撑，具备嵌入定制界面的功能，应用可按需集成界面：应具有良好的开放性，提供标准的API,支持第三方应用的集成。7. 2.2公共组件基础平台应提供基础服务组件，满足以下技术要求：a）系统管理：应能实现对系统资源和应用的监视、调度和优化，包括节点及应用管理、进程管理、系统管理交互界面、时钟管理、多态多应用管理等功能；b）模型管理：应为系统提供全流程的模型管理服务，包括模型校验、模型变化通知、模型维护、模型同步等功能：C）权限管理：应具备用户管理、角色管理以及权限验证和控制等功能；d）消息总线：应具备进程间（计算机间和内部）的信息传输机制，具有消息的注册、撤销、发送、接收、订阅、发布等功能，以接口函数的形式提供给各类应用.具有组播、广播和点到点传输形式；e）服务总线：应具备服务的接入、访问、查询等功能，实现服务的灵活部署和即插即用.服务总线应能提供标准、开放的开发和集成环境：f）数据存储与管理：应为应用提供各类数据的存储与管理功能，按照存储介质的不同可分为基于关系数据库的数据存储与管理、基于实时数据库的数据存储与管理和基于文件的数据存储与管理；g）日志服务：应能统一进行日志信息的存储管理，具有日志写入功能：h）告警服务：为应用及平台其它模块提供配置灵活、展现方式多样的告警支撑功能，包括告警信息的管理、告警信号的发送订阅接收和告警记录的存储：i）人机服务：应为人机客户端提供浏览画面的实时数据刷新功能，支持订阅与发布的方式，具备画面全数据刷新和变化数据刷新两种模式；j）跨区协同：应为系统内部安全I、H、IV区的运行监控与业务应用提供跨区林同的通用处理。包括模型数据同步、实时数据同步、实时告警同步、文件同步、商用库数据同步等功能。8. 2.3支撑应用基础平台应为应用提供基础支撑应用，满足以下技术要求：a）数据采集：应实现与变电站各类数据的采集与交互，满足高吞吐量和高可靠性的要求；具备通信链路管理、规约处理等功能；b）数据处理：应实现主辅设备采集数据的处理，包括模拟量处理、状态量处理、非实测数据处理、多源数据处理、数据质最码、旁路代替、对端代替、事件顺序记录、动态拓扑分析和着色、计算等；C）监盘操作：应具备对状态量、模拟量及计算量的人工封锁，对设备、间隔、变电站的禁止控制和允许控制操作，对信号、一次设备、二次设备、间隔、变电站的告警抑制和解除，以及对设备的标识牌操作；d）人机工具：应具备基于CIM/G标准的统-的编辑、展示框架和开放的图形画面结构标准，开放集成框架下的人机界面开发，支持第三方应用界面集成，实现主辅关键信息一体化展示、控制和管理:e）图模维护工具：应具备-次设备、二次设备以及辅助设备模型维护功能；具备变电站-次接线图、间隔分图以及辅助设备分图维护功能；D系统维护工具：应具备自动系统资源诊断、数据库状态诊断、进程状态诊断功能，并能对诊断结果形成诊断报告。6.3 功能应用6 .3.1运行监视集控系统运行监视应满足如下要求；a）全景监视：应支持以示意图、图表、文字标注等方式对变电站设备的总体情况、统计数据、变电站公用设施、重要设备、影响监控的运维检修调试作业进行展示；b）一次设备监视：实现对一次设备运行状态进行监视，监视对象主要包括：变压器、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线、GIS组合电器、站用变（接地变）、高抗、电容器、中性点设备；a）二次设备监视：实现二次设备运行状态进行监视，监视对象主要包括：保护装置、测控装置、合并单元、智能终端、安稳控制装置、监控主机、综合应用主机、故障录波器、网络交换机、站用交直流设备等；C）辅助设备监视：实现对变电站辅助设备运行状态进行监视，包括安全防卫、动环系统、火灾消防等；d）光字牌处理：应能以光字牌的形式显示变电站主辅助设备发生的事故或异常信号：e）事件化告警：汇集一次设备监视、二次设备监视'辅助设备监视以及系统运行等异常信息，通过推理分析生成综合的事件化告警信息，并以形象直观的方式进行综合展示：D主设备状态预警：实现变压器在线监测数据趋势预测、运行状态综合分析以及异常或故障状况的快速定位，宜具备断路器、容性设备/避雷器等设备状态预警分析功能：g）设备运行统计：支持按区域、设备类型等进行分类统计及展示。7 .3.2操作与控制集控系统操作与控制应满足如下要求：a）应具备遥控、遥调操作功能，具备独立的操作权限，操作包括SBO（先选择再执行）与Do（直接执行）两种形式，操作对象选择应经过调度编号确认；b）宜具备顺控操作调用功能，顺控的预演及操作应由变电站端实现防误闭锁，顺控过程应对设备、间隔状态校验，对未满足顺序控制条件的设备、间隔状态作出提示，顺控过程具备全程人工干预以及操作取消、操作暂停、操作继续、操作终止等功能，所有操作过程均需有详细记录；C）应具备二次设备远方操作功能，包括远方投退软压板、切换定值区、修改设备定值、保护装置信号复归等：d）应具备辅助设备操作功能，操作项目包括一次设备在线监测、安全防卫（电子围栏、红外对射、门禁、智能锁控）、动环系统（空调、风机、除湿机、水泵、照明、SF6）、火灾消防应急控制：e）应具备智能联动功能，通过分析集控系统发送的告警信息，结合集控站联动任务配置和站端联动配置信息，实现主辅联动、辅辅联动以及视频联动。6. 3.3操作防误集控系统操作防误应具备操作互斥、挂牌闭锁、操作票闭锁、信号闭锁、拓扑防误等功能，应根据使用需求支持按需选配逻辑规则防误，各功能应相互独立、互不影响，应满足如下要求；a）应具备操作互斥功能，禁止对同一厂站内的多个设备同时进行操作；b）应具备挂牌闭锁功能，通过挂牌对设备进行操作闭锁，设备挂牌闭锁后，应禁止对设备执行操作：c）应具备操作票闭锁功能，实现对不符合操作票内容或顺序的操作实施闭锁；d）应具备信号闭锁功能，根据一二次设备关联关系及配置校核规则进行闭锁校核，并给出异常设备信息:e）应具备拓扑防误功能，具备断路器操作、隔离开关操作以及接地刀闸操作的防误闭锁，拓扑范围支持灵活配置，满足按全站、相邻站以及整个集控站进行拓扑防误校核。7. 3.4监控助手集控系统监控助手应满足如下要求：a）应具备信号自动巡视功能，通过人工触发或预设周期，按巡视项目、巡视范围自动执行巡视，并生成巡视报告：b）应具备快速向导功能，支持操作信息的快速入口、监控信号自动巡视结果的集中展示；c）应具备辅助决策功能，能根据故障及异常事件类型、设备等信息，关联处置知识库，支持事件化结果分析获取处置规则，并形成处置建议：d）应具备监控日志功能，在监控人员进行事故异常处置、监盘操作、缺陷处置时，同步自动生成监控值班日志；e）应具备缺陷智能关联功能，支持在告警窗、设备间隔图人工提取缺陷，缺陷信息支持自动与设备进行关联，缺陷信息（包括缺陷设备、缺陷描述）确认后，保存并定期自动推送至业务中台：f）应具备短信发布功能，支持对告警、缺陷、事件等数据源定义短信，支持人工定义、修改短信信息，发布短信功能。8. 3.5业务管理集控系统业务管理应满足如下要求：a）应具备定制报表功能，支持报表模板管理，包括模板的创建、内容样式编辑、数据内容编辑、数据筛选条件编辑等，支持按模板定义的样式进行数据读取和展示，能够将报表内容直接导出为电子表格或文本文件，支持打印；b）应具备版本管理功能，实现集控系统程序版本信息采集与管理：C）应具备信号自动对点功能，提供可视化的遥信、遥测信息自动验收工具，具备遥信、遥测信息选择功能，支持选择部分或全部信息进行自动验收，并形成验收报告。9. 3.6远程智能巡视集控系统远程智能巡视应满足如下要求：a）应具备巡视计划管理功能，实现巡视计划生成、编制、派发等功能：b）应具备巡视任务管理功能，根据巡视计划的执行时间自动生成巡视任务，应支持巡视任务查询、生成导出等功能；c）应具备智能联动功能，应支持对根据集控系统告警信号触发联动操作。7系统接口集控系统与变电站交互应满足如下要求：a）安全I区采用DL"634.5104协议与变电站进行交互，实现接入主设备实时数据以及辅助设备重要量测和关键告警数据、下发设备控制指令：DUT476协议实现变电站告警直传与远程浏览：b）安全II区采用DL/T860或DL/T634.5104协议与变电站进行交互，实现按需获取辅助设备及运维诊断等信息，下发辅助设备操作指令等信息采集故障录波、辅助设备（含消防、安防、一次设备在线监测等、动环等子系统）的一般性数据信息；c）安全IV区接入变电站端智能巡视主机的视频、告警、巡检报告等数据，下发视频、巡检机器人的控制指令，实现设备的远程智能巡视。8安全要求集控系统应遵循国家发改委2014第14号令、国能安全201536号文、GBrr22239、GBfT28448的要求，从操作系统安全、数据库安全、身份认证、安全授权、网络和安全设备等方面建立系统纵深防御体系，提高系统安全防护水平。a）采用的操作系统应满足国家等级保护4级操作系统安全防护要求：b）采用的关系数据库应满足国家等级保护4级数据库安全防护要求；C）应采用身份认证技术对集控系统的主机、用户、服务进行鉴别，用户使用远方操作等功能应通过基于调度数字证书及安全标签技术的电子钥匙进行身份认证，为杜绝非法主机接入及非法操作提供基础。调度数字证书和身份认证应基于国家商密的有关要求，支持SM2、SM3等国密算法；d）安全授权功能对集控系统中访问主体（用户、服务请求者等）和访问客体（文件、系统、服务提供者等）采用服务总线时的访问权限进行分配，杜绝非法访问，提高系统安全性。安全授权应包括安全标签的格式、签发、验证、授权、应用等内容：e）系统使用的横向隔离装置、纵向加密认证装置、防火墙、路由器、交换机的产品功能及策略配置应满足国家发改委2014第14号令及其配套文件要求。9性能指标9.1总体要求系统性能指标总体要求如下：a）正常状态下：在任意5分钟内，服务器CPU的平均负荷率15%,人机工作站CPU的平均负荷率20%,主站局域网的平均负荷率20%:b）事故状态下：在任意30秒内，服务器CPU的平均负荷率W30%,人机工作站CPU的平均负荷率40%,主站局域网的平均负荷率030%；c）历史数据存储时间跨度23年；d）系统全年可用率99.9%;e）应用故障切换时间5秒；f）系统时间与标准时间的误差10毫秒。9.2主要性能指标系统主要性能指标要求如下：a）实时数据到达集控系统数据采集设备后至实时数据库时间2秒；b）遥信变化信息到达集控系统数据采集设备后至告警信息推出时间2秒；c）遥调、遥控量从选中到命令送出系统时间W2秒；d）事故判定后自动推画面时间5秒；e）数据采集厂站接入数400个，通道接入数22048个：f）数据采集管理：操作控制界面，链路启停、切换生效W2秒：g）数据处理：1）主设备模拟量处理二20000个/秒；2）主设备状态量处理4600Oly秒；3）并发遥控数2100个。10系统备用倒校互33至 J «M t«M a ；w第MKMMSWM三t<MI：图4集控系统与集控系统互备模式基于两套同构平台进行系统互备建设，主、备系统独立采集相应区域数据。分别进行主辅设备监控与管理：通过模型数据、图形文件、系统配置参数、人工操作等数据同步实现主、备系统数据一致性,从而支撑系统业务双活。人机工具与系统、物理场所解绑，实现与主、备系统无差别访问，应具备以下功能：a）应具备数据同步功能.同步类别包含但不限于模型、图形与人工操作。数据同步范围可配置，数据发生变化时，模型数据由主用系统同步到备用系统，图形文件和人工操作可进行双向同步，同步过程异常时发送告警；b）应具备数据一致性校验功能。数据校验以主用系统数据为基准，校验类别包含但不限于模型、图形与实时数据。数据一致性校验范围可配置，记录校验结果信息，当数据不一致时发送告警。11系统检测系统检测应满足如下要求:a）集控系统检测应基于基础平台和功能应用的系统架构，构建变电站全场景检测模型，进行系统功能、性能、接口、协议、安全和稳定性等的全面检测；b）集控系统检测数据应模拟变电站主设备运行数据、辅助设备运行数据、视频系统数据等变电站业务综合数据，提供电网正常、故障、扰动等不同运行模式下的测试数据：c）集控系统检测应进行基础平台接口，集控系统与业务功能纵、横向数据通信模拟，提供接口协议、数据仿真环境和仿真功能，进行功能、性能、协议一致性和系统安全检测：d）集控系统检测应结合集控系统接入实际情况，进行存量变电站、调度系统、辅助设备集中监控系统数据接入以及电网资源业务中台交互等的兼容性测'成