2022 综合能源集控中心建设方案

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文档简介

风光水储

综合能源集控中心项目技术方案

2022版

一、集控系统总体要求.........................................................................3

二、集控设备基本要求.........................................................................5

三、系统性能指标.............................................................................6

四、建设技术方案............................................................................10

一、服务器（共配置10台）..................................................................12

二、交换机（共配置8台）....................................................................12

三、存储设备（共配置2套）.................................................................12

四、工作站（共配置14台）..................................................................12

表4.1-1安全I区设备配置及参数要求表.......................................................12

1.3.2安全^区..............................................................................24

一、服务器（共配置10台）..................................................................24

二、交换机（共配置6台）...................................................................24

三、存储设备（共配置I套）.................................................................24

四、工作站（共配置4台）...................................................................25

表4.1-2安全II区设备配置及参数要求表......................................................26

1.3.3安全HI区（采用超融合一体化云计算方案）...........................................35

一、服务器（共配置6台物理机）............................................................35

二、交换机（共配置2台）...................................................................35

四、工作站（共配置1台）...................................................................35

五、超融合虚拟化软件1套...................................................................35

表4.1-3安全HI区超融合设备配置及参数要求表..............................................36

1.3.4安全接入区............................................................................41

一、服务器（共配置2台）...................................................................41

二、交换机（共配置4台）...................................................................41

1.3.5主站侧通信设备.......................................................................43

1.3.6二次安全防护..........................................................................48

千兆纵向加密认证装置（新一代加密芯片）.....................................................66

1.3.7其他设备...............................................................................72

第三方边界防护：...........................................................................137

1）数据采集网关机：.........................................................................137

2）远动机：............................................................................138

4）视频网关............................................................................138

5）集控数据网络设备....................................................................138

6）通道租赁............................................................................145

一、集控系统总体要求

1.总体架构

系统设计采用两级分层架构，综合能源集控调度平台统一采集、监视、控制各个子

站。系统分为集控中心层、子站就地层二级架构。

赣能股份综合能源集控调度平台实现水电、风电、光伏、火电等子站的监控、诊断、

统计和运维管理等全功能。为下辖子站的调度、远程实时监控、设备检修工作的统筹安

排以及统计、分析和汇报，支持按照调度运行要求自动/手动根据调度端调度指令远程

控制所辖各电场，运行人员在监控中心可实现对设备的远程集中监视控制及调度。系统

应具备与电力调度的接口能力、运行监视、统计分析、故障诊断、报表、电力生产管理、

Web发布、App发布及视频管理等功能。

水电、风电、光伏、火电等子站为系统的底层，主要负责现场数据的收集与传输，

各子站的自动化系统分为安全I、II、III区、通过增加专用数据采集网关机、网络通

信设备、网络边界二次安全防护设备及综合防护设备，将各业务子系统分区接入前置采

集系统，经网络专用通道发送至赣能股份综合能源集控调度平台，实现在赣能股份综合

能源集控调度平台统一监视与控制。系统在子站端应全面收集现场所有设备的主要信息,

充分利用“即变既送、周期发送、召唤传送”等高效数据传输模式，实现数据的采集与

传送。

2.功能架构

一体化平台系统遵循面向服务的软件体系架构（SOA）,采用分布式的服务组件模式，

具有良好的开放性，能较好地满足新能源电站多业务的集成和应用不断发展的需要。SOA

架构能有效对数据及软件功能模块进行良好的组织，对应用开发和运行提供理想环境。

同时，针对智能调控系统和应用运行维护需求开发的公共应用支持和管理功能，能为应

用系统的运行、维护提供全面的支持。

一体化平台提供安全I、II、HI/IV区内统一的系统管理、数据分析、图形、报表

等功能支撑接口，完成各个应用的数据采集、数据同步、数据交换、对外通讯、模型管

理、文件管理。一体化平台不仅为各业务提供一个应用环境和集成开发环境，招标方可

在一体化平台上构建自己的应用和接口。投标方需提供投标平台的平台架构。

备

自动

移

光伏风光©大屏

水电站自动集中

平

综

合

电压

风电场监电站其它水利水功率水协状态培训ONWeb台

控

应用层监控/集发电管

发布

展

示

控/集控监控/电工程监控控制预测调运诊断仿真CALL发布

台

控控制平

集控行

基础人机联系组态及管理

数据采集数据处理模型管理数据库管理薪报表时钟管理权限管理

应用层监视/控制工具套件

消息总线/服务总线

服务层规约库实时数据历史数据配置信息事件语音闭锁脚本段制智能报警权限白二盛工会日志服务

操作

系统层HP-UX,A1X,Solaris,Linux,Windows

硬件层Intel,Sparc,Itantium,PowerPC

图3.1.1T一体化平台的SOA示意架构

其中，分布式总线由实时消息总线和服务总线组成，实时消息总线用于需要快速/

可靠的控制信息的传输。服务总线用于数据、文件和文件等大批量的数据访问服务。

S0A架构下，一体化系统提供系统管控服务、公用服务、平台服务、通信服务、人

机服务等服务模块。同时，提供SOA服务模块，实现服务的定位、查询、监控和代理。

一体化系统中的各类业务应用的对服务的访问通过SOA的服务定位得到所需要的服务。

3.通信方式

根据国能安全【2015】36号文《电力监控系统安全防护总体方案》，对发电厂监控

系统安全防护方案的要求，原则上发电厂的业务系统划分为生产控制大区和管理信息大

区；业务系统间网络专用、物理隔离，分为与生产控制大区相连接的集控数据网和与管

理信息大区相连接的综合数据网。

集控数据网应该在专用的通道上使用独立的网络设备组网，要在物理层面上实现与

综合数据网及其他外部公共信息网络的安全隔离；因此在发电厂至集控中心间，需分别

建立集控数据网通道（I\H区专线通道）和IH区运营商通道；

表3.L4T电站通信方式统计表

安全I/II区通信方式安全III区通信

项目名称类型

方式

X水电厂水电集控专网运营商公网

X集中式光伏光伏集控专网运营商公网

X集中式光伏光伏无线公网运营商公网

X分布式光伏光伏无线公网运营商公网

X发电厂火电/运营商公网

4.二次安全防护

电力监控系统安全防护总则为“安全分区、网络专用、横向隔离、纵

向认证安全防护主要针对电力监控系统，即用于监视和控制电力生产

及供应过程的、基于计算机及网络技术的业务系统及智能设备，以及作为基础支撑的通

信及数据网络等。重点强化边界防护，同时加强内部的物理、网络、主机、应用和数据

安全，加强安全管理制度、机构、人员、系统建设、系统运维的管理，提高系统整体安

全防护能力，保证电力监控系统及重要数据的安全。

(1)横向安全防护

本期建设的综合能源集控调度平台包含生产控制大区(i、n)、管理信息大区(in,

IV)O根据国能安全【2015】36号文《电力监控系统安全防护总体方案》要求，生产控

制大区I/II区之间配置横向防火墙，安全生产控制大区与管理信息大区之间配置正向/

反向物理隔离装置。

(2)纵向安全防护

在集控数据网纵向上需在I区、H区接入交换机与路由器之间配置纵向加密认证装

置。

(3)其他安全防护

需在LIKIII区各配置入侵检测装置(IDS),配置内网安全日志审计系统、防

病毒系统。

二、集控设备基本要求

1.正常工作环境条件

除非另有规定，系统应适用于下述使用条件。系统内的主要设备均安装于户内。

(1)环境温度：-10℃~+55℃。

(2)相对湿度：5%〜95%(产品内部不应凝露或结冰)。

(3)海拔高度：＜1000m。

（4）地震烈度：防震设防烈度7度，设计基本地震加速度0.1g。

（5）使用地点无爆炸危险介质，周围介质中不含有能腐蚀金属、破

坏绝缘和表面敷层的介质及导电介质，没有严重的霉菌存在。

2.运输、储存环境条件

（1）运输时：环境温度-4（TC〜~F70℃,相对湿度不大于85%。

（2）储存时：环境温度-25℃〜+55℃,相对湿度不大于85%。

（3）在设备未运行的情况下，经受上述环境条件后，不应出现任何

不可修复的损坏。

3.电源条件

除非另有规定，系统所需的电源由买方提供，电源的条件如下。当电源在其规定的

范围内变化时，系统应能正常工作。

（1）交流不间断电源：交流不间断电源装置的输出电压为AC220V

±10%、1相、50Hz±2%.中性点直接接地系统（TN-S系统）。

（2）辅助交流电源：空间加热器、照明等的辅助电源为AC220V±10%

1相、50Hz±2%.中性点直接接地系统（TN-S系统）。

三、系统性能指标

1.系统性能

1.1冗余要求

为保证系统内任一设备故障不至引起主要功能的丧失及导致系统响应灵敏度降低,

其设备配置应满足以下要求：

1）系统按照冗余原则配置，主备设备之间按照热备用方式运行。

2）系统中主备用设备之间的实时数据断面保持一致性，备用设备随时可以接替值

班设备投入运行。

3）任何时刻的冗余配置节点之间均可以相互切换，包括手动和自动切换方式。

4）设备冗余配置设备之间可以实现到功能的进程线程切换，而不需要主备之间整

机切换。

5）冗余设备之间切换指标要求：

＞冗余热备用节点之间的无故障切换时间、或热备用节点替代值班节点的切换时

间W2s；

＞热备用方式故障切换时间W20s；

＞进程重新启动时间W5s；

＞冷启动/重新启动节点替代值班节点的切换时间W2min；

＞时间/频率设备的故障切换时间Wls。

1.2可用性

1）系统年可用率299.99%。

2）系统运行寿命＞10年。

2.系统可靠性

1）系统中各类服务器、工作站设备MTBF230000小时。

2）系统中各类外围设备MTBF210000小时。

3）系统应能长期稳定运行，在无硬件故障和非人工干预的情况下，系统设备不应

发生自动切换。

4）由于偶发性故障而发生自动热启动的平均次数应小于1次/3600小时。

3.信息处理指标

1）主站对遥信量处理正确率为100%、对遥控量处理正确率为100队对遥调量处理

正确率为99.9%o

1）主站对遥测量处理的综合误差不得大于±1.0%（额定值）。

2）站间事件顺序记录（S0E）分辨率WlOms。

3）系统事故追忆（PDR）指标：

＞事故前追忆时间至少2〜5分钟；

＞事故后追忆时间5〜10分钟；

＞事故追忆数据扫描周期1〜10s可调。

4.系统实时性

系统应满足下列实时响应指标：

1）四遥信息从前置机接收至后台画面推出的时间间隔不超过200毫秒。

2）实时数据扫描周期1〜10s可调。

3）遥信变位传送时间W2s,遥控命令传送时间W2s,遥调命令传送时间W2s（直

接控制方式）。

4）遥测量越死区传送时间：正常情况下W3s,最恶劣情况下W4s。

5）从开关变化信息到达主站到告警信息推出时间V5s。

6）画面实时数据更新周期：1〜10s可调。

7）模拟屏（大屏幕）数据刷新：3〜10s可调。

8）90%的画面调出时间Wls,其余画面调出时间W2s。

9）系统时间与标准时间误差Wlms。

10）系统频率采集周期为1s。

5.系统负荷

5.1CPU负载

系统在电网和厂站工况正常情况下，各计算机节点的CPU负载率必须满足以下指标:

1）各服务器在任意10s内，CPU平均负载率＜25虬

2）数据采集处理机在任意10s内，CPU平均负载率＜3096。

3）用户工作站在任意10s内，CPU平均负载率＜30虬

4）系统在电网事故情况下，各计算机节点的CPU负载率必须满足以下指标：

5）各服务器在任意10s内，CPU平均负载率＜40机

6）数据采集处理机在任意10s内，CPU平均负载率V40%。

7）用户工作站在任意10s内，CPU平均负载率V40%。

8）CPU负载可根据系统操作员设置的多级报警值，CPU负载越限时给出相应级别的

报警。

9）且当CPU负载持续较高（大于80%、持续时间超过3分钟）、双机切换等事件发

生时，应发出严重告警信号。

5.2网络负载

1）在任意情况下，系统主局域网在任意5min内，平均负载率V20%。

2）双网以分流方式运行时，每一网络的负载率应＜12%,以保证其中一网故障时,

单网负载率不超过24%。

3）网络负载可根据系统操作员设置的多级报警值，网络负载越限时给出相应级别

的报警。

5.3存贮容量

1）系统的存储容量要满足系统在最大配置时二年信息量的保存要求。

2）当存贮容量余额低于系统要求容量的80%时发出告警信息。

3）硬盘存贮容量可根据系统操作员设置的多级报警值，硬盘存贮容量越限时给出

相应级别的报警。

4）无论是计算机自有的还是系统共享的存贮设备，其存贮容量除满足系统要求容

量外，至少还必须留有100%的备份容量。

四、建设技术方案

集控系统生产控制大区主站服务器主要由物理机承担，实现采集、计算、分析、存

储、展示等功能。管理信息大区的III区采用超融合云化平台方案实现资源虚拟化

(laaS)：通过计算资源虚拟化、存储资源虚拟化、网络虚拟化，构建计算资源池、存

储资源池和网络资源池，实现资源的有效监视、高效分配和按需使用，提升资源的集约

化管理和使用能力。实现数据标准化(PaaS)：通过数据对象的标准化设计，实现数据

存储标准化,便于数据分布式维护与同步共享；利于应用实施推广；通过规范通信协议、

服务协议的方式，实现数据交互标准化，便于异构系统互联，提高数据交互效率。实现

应用服务化(SaaS)：突破硬件、数据、软件纵向捆绑的建设模式，实现硬件资源、数

据资源开放共享；按照‘'胖服务、瘦客户”理念，部署面向调度运行和调度管理的云应

用软件，支撑向云端各类用户提供不同类型的应用服务。

1.综合能源集控调度平台系统结构及配置要求

1.1系统结构

集控中心综合能源集控调度平台采用开放分层分布式系统结构，可分为控制层、非

控制层、生产信息查询层和接入层，相应的集控中心综合能源集控调度平台也由四个局

域网组成，分别是：生产控制大区(安全I区、安全H区)、管理信息大区(安全HI

区、安全IV区)，以及保证数据传输的数据接入网。

安全I区采用千兆以太网双网结构，配置2台千兆以太网交换机，传输介质为超5

类双绞线，采用国际标准网络协议TCP/IPo系统中的服务器和工作站等设备通过冗余

配置的1000M以太网交换机连接，以保证计算机监控系统的安全运行。安全I区与安全

II区之间采用防火墙实现逻辑隔离。

安全II区配置2台1000M以太网交换机，主要负责汇聚安全II区相关业务系统,

如电能计量、继电保护、辅助设备监控、光(风)功率预测、水情及水调系统等。

生产管理信息网配置2台1000M以太网交换机，主要连接WEB数据服务器、数据库

及数据挖掘服务器等安全III区业务系统有关设备。

接入网采用1000M以太网双网结构，传输介质为超5类线，采用国际标准网络协议

TCP/IPo2台互为备用的集控侧场站通信采集服务器分别与监控系统的2台生产控制网

交换机和2台集控侧场站接入网交换机连接，并通过集控数据网提供的2个2M专线通

道与各场站通信。

集控中心综合能源集控调度平台将监控系统数据传输至管理信息大区超融合服务

器，同时安全II区内集控中心光（风）一体化功率预测系统、继电保护运行及故障信

息管理系统、电能量计量系统等数据传输至管理信息大区超融合服务器，实现各系统数

据在同一平台内集中管理、分析、展示应用。

1.2系统网络拓扑

1.3硬件配置及技术参数要求

1.3.1安全I区

一、服务器（共配置10台）

■I区数据采集服务器X2；

■I区SCADA服务器X2；

■I区能量管理服务器X2；

■I区数据库服务器X4；

二、交换机（共配置8台）

■核心应用交换机X2；

■I区前置数据采集交换机X2；

■I区集控大厅延伸交换机X2；

■I区自动化维护室延伸交换机X2；

三、存储设备（共配置2套）

■公用数据存储（30T）X2；（要求AB套存储双活应用，任何一台故障数

据不丢失，服务不中断）

■SAN交换机X4；

四、工作站（共配置14台）

■操作员工作站X6（带音箱）；

■监控工作站X2（带音箱）；

■自动化维护工作站X2；

■EMS/AGC/AVC工作站X2；

■五防工作站X2；

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