轨道交通PSCADA系统设计与应用.pdf
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2022-07-13
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轨道交通 PSCADA 系统设计与应用
摘要：对于我国的交通体系建设工作来说，城市轨道交通工程是我国的重点项
目，城市轨道交通供电系统，作为重要机电设备系统之一，担负着为电动列车和
各种运营设备提供电能的重要任务。随着计算机技术、网络技术的高速发展，电
力监控系统已在轨道交通行业广泛应用。
关键词：轨道交通；PSCADA 系统；设计；应用
引言
随着社会经济飞速发展，科学技术持续进步，我国逐渐走向信息化发展时代，电力监控
系统（PSCADA）是城市轨道交通供电系统的重要组成部分，对于保证城市轨道交通供电系统
稳定、可靠运行起到十分重要的作用。供电系统的连续稳定运行，直接关系到列车的行车安
全，如果发生供电非正常中断，不仅会造成城市轨道交通的瘫痪，甚至可能直接危及到乘客
的生命和财产安全。因此，对于如何保证供电系统的稳定、可靠、高效、节能运行，长期以
来一直是城市轨道交通建设的重中之重，受到广泛关注。
1 系统集成模式
1）在工序安排上，一般要求供电系统先于车辆系统、信号系统、环控系统等系统的调
试。这些系统的调试必须具备稳定可靠的电源，但这时综合监控的设备机房往往尚未建设好，
各变电所的电力监控数据无法上送到控制中心，所以无法开展电力监控系统的远动调试。 2）
对于在电力调度级电力监控系统深度集成综合监控时，电力监控系统往往都是由综合监控承
包商实施。这样就存在综合监控承包商和供电设备供应商直接的不断协调，交叉施工，不利
于工程实施的统一安排和管理。3）在控制中心级由于电力监控系统深度集成于综合监控系
统，而综合监控系统除了集成电力监控系统外，还要集成互联十多个其它子系统，电力监控
系统运行的稳定性、可靠性容易受到影响。综合考虑上面因素，轨道交通环线采用了电力监
控系统中心级独立组网自成系统的系统建设结构，通过标准的通信规约、报文与综合监控系
统进行信息互联、互通。
2 城市轨道交通供电 PSCADA 系统网络架构设计及实现
在城市轨道交通供电 PSCADA 系统中，可以采用冗余的 100M 以太网双网体系结构为控
制中心调度主站系统主网络，其网络通信协议可以采用 TCP/IP 协议，这样在正常情况下，两
个 LAN 网可以同时工作，从而传输不同的系统信息，如果某一个LAN 网络发生异常或者出现
故障后，系统会自动通过另一个 LAN 网络进行信息传输。控制中心系统主网络配置双网关交
换机，与第三网网络互联，从而实现信息共享。由于变电站中的同时具有直流、交流等多种
不同等级的高电压环境，其电气环境十分复杂，而车辆段轨道不能进行绝缘，这样就导致瞬
间高电压很容易经过大地传入接地线，从而进入通信设备，对通信电缆造成干扰，因此，城
市轨道交通供电 PSCADA 系统要采用工业级光纤以太网，来提高通信带宽以及抗干扰能力。
3 电力监控系统架构———调度主站系统设计
设计城市轨道交通电力系统结构时，应该充分考虑“监控”和“调度”两方面的功能，通常
由“数据采集和监控”系统，即 SCADA 系统来实现。其中调度主站系统是整个电力监控系统的
框架，借助复杂的分布式软件进行构建的同时，必须充分结合城市交通的实际情况。通常来
说，进行轨道交通的单相管理时，按照“中央（总控）-车站（分控）”的方式进行共同管理，
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