探析電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用及發(fā)展

1、探析電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用及發(fā)展電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是指直接為屯網(wǎng)運(yùn)行服務(wù)的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，包括在此系統(tǒng)運(yùn)行的應(yīng)用軟件，是 為各級(jí)電力調(diào)度機(jī)構(gòu)生產(chǎn)運(yùn)行人員提供電力系統(tǒng)運(yùn)摘耍：電力調(diào)度門動(dòng)化系統(tǒng)是指立接為電網(wǎng)運(yùn)行服務(wù)的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，包括在此系統(tǒng)運(yùn)行的應(yīng) 用軟件，是為各級(jí)電力調(diào)度機(jī)構(gòu)生產(chǎn)運(yùn)行人員捉供電力系統(tǒng)運(yùn)行信息、分析決策匚具和控制手段的數(shù)據(jù)處 理系統(tǒng)。木文闡述了電力調(diào)度自動(dòng)化的目前所心在問題、電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)營(yíng)所包含的內(nèi)容、所要實(shí)現(xiàn)的目 標(biāo)以及電力系統(tǒng)自動(dòng)化的組成和安全防護(hù)體系的解決方案。關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);調(diào)度口動(dòng)化;信息abstract: electric power dispatch

2、i ng automati on system is a direct power n etwork operati on service for the data acquisition and monitoring system, including in the operation of the system applicati on software, is for electric power dispatchi ng in stituti ons at various levels product! on operation personnel to provide power s

3、ystem operation information, analysis and control of the means of decisi on making tool data processi ng system. this paper expo unds the dispatchi ng automation of electric power of the existing problems at present, power system scheduling operation contains content, to achieve the objectives and t

4、he composition of the automation of electric power systems and safety protect!on system solutions.key words: electric power system; dispatching automation; information中圖分類號(hào):tm73文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)：0引言隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民對(duì)電力的需求越來越高，電網(wǎng)在不斷發(fā)展和進(jìn)步的同時(shí)，保證電力供 應(yīng)的安全冇序進(jìn)行，是電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)首要任務(wù)。電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是電網(wǎng)運(yùn)行服務(wù)的數(shù)據(jù)采集與 監(jiān)控的系統(tǒng)，是為各級(jí)電力調(diào)度機(jī)構(gòu)

5、生產(chǎn)運(yùn)行人員提供電力系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息、分析決策工具和控制手 段的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。因此，保證電網(wǎng)安全和經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行是電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)巫耍手段z。1電力調(diào)度自動(dòng)化面臨的主要問題l1系統(tǒng)平臺(tái)差異為了適應(yīng)這種發(fā)展速度，電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)也需要進(jìn)步更新，其中包括功能的擴(kuò)展和平臺(tái)的更新。 電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是應(yīng)用于計(jì)算機(jī)平臺(tái)上的自動(dòng)化系統(tǒng)，系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，計(jì)算機(jī)碩件平臺(tái)作 為授底層的-個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)丁系統(tǒng)的安全高效運(yùn)行起著巫耍的作用。11前山場(chǎng)上有很多完善可靠的硬件平臺(tái)， 比如hp、ibm、sun、dell,對(duì)于cisc架構(gòu)的機(jī)器，通常采用windows操作系統(tǒng);對(duì)于risc架構(gòu)的小 型機(jī)，它們又具

6、有諸如ibmaix、hptru64. hp unix、sunsolaris等專用操作系統(tǒng)系統(tǒng)。近些年來， 為了提高系統(tǒng)的可旅性、高效性及安全性，絕大部分用戶都采用基于risc架構(gòu)的小型機(jī)作為系統(tǒng)服務(wù)器 首選硬件平臺(tái);考慮到易用性，工作站多選用cisc架構(gòu)的機(jī)器。如何屏蔽硬件平臺(tái)及操作系統(tǒng)差杲，確保 系統(tǒng)功能、界而一致性，也成為電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展面臨的垠根本的問題。除了建設(shè)初期面臨的系統(tǒng) 平臺(tái)差異問題，在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，破件設(shè)備的停產(chǎn)、系統(tǒng)擴(kuò)容、碩件平臺(tái)部分更換等情況下，同一套系 統(tǒng)也將會(huì)面臨不同硬件平臺(tái)及操作系統(tǒng)問題。1.2電網(wǎng)模型變化頻繁電力工業(yè)的發(fā)展和國(guó)尺經(jīng)濟(jì)的發(fā)展是分不開得，為了更好

7、的為國(guó)尺經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供服務(wù)，電力工業(yè)還需 耍進(jìn)行先期的一些投入。我國(guó)在電力建設(shè)方而一直非常重視，從兩網(wǎng)改造到一些國(guó)家巫點(diǎn)電力工程建設(shè)無 不體現(xiàn)岀這一點(diǎn)。近些年來，我國(guó)經(jīng)濟(jì)依1口保持十分及好的發(fā)展上升趨勢(shì)，電力建設(shè)速度也很好的滿足了 經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，電網(wǎng)規(guī)模也在逐步有序的擴(kuò)大，并h還冇很多變電站、發(fā)電站正在建設(shè)或規(guī)劃過程中。 作為電網(wǎng)監(jiān)視控制系統(tǒng)的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，為了給電力調(diào)度人員準(zhǔn)確無誤的反映電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，就需要對(duì) 調(diào)度"動(dòng)化系統(tǒng)的電網(wǎng)模型進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)充。在最初的調(diào)度h動(dòng)化系統(tǒng)中，要完成一個(gè)新變電站的建模潘耍 以下幾個(gè)步驟:逐個(gè)設(shè)備單元仙圖、在數(shù)據(jù)庫小建立記錄、單元間聯(lián)接關(guān)系的確定、數(shù)據(jù)

8、庫與圖形設(shè)備的關(guān) 聯(lián)。由于是以一個(gè)電力設(shè)備為單位，所以對(duì)于一個(gè)龐大的變電站來說，要完成建模和數(shù)據(jù)庫錄入需要很長(zhǎng) 的時(shí)間，并且由于過程十分煩瑣，出現(xiàn)錯(cuò)誤的幾率也非常大，也牽扯了運(yùn)行維護(hù)人員過多的精力。1.3功能要求不斷增多目前看來，電力調(diào)度動(dòng)化系統(tǒng)是一個(gè)很廣泛的概念，最初所說的scada功能只是該系統(tǒng)的一個(gè)基 木功能。山于具有先進(jìn)的廠站采集設(shè)備及通信設(shè)備的支持，調(diào)度口動(dòng)化系統(tǒng)目前可以皐本上采集到我們所 需的所冇數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)經(jīng)過系統(tǒng)處理之后存入數(shù)據(jù)庫。為了進(jìn)一步利用這些數(shù)據(jù),高級(jí)應(yīng)用功能 pas(power appliecation system)被很快得以推廣利應(yīng)用，pas主要包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、?/p>

9、態(tài)佔(zhàn)計(jì)、調(diào) 度員潮流、負(fù)荷預(yù)測(cè)、短路電流計(jì)算、外網(wǎng)等值、電壓無功優(yōu)化等模塊。除了 pas功能之外，目前在一些網(wǎng)、省調(diào)，還有一些大型地調(diào)應(yīng)用了一套新的系統(tǒng)調(diào)度員培訓(xùn)模擬系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱dts)o該系統(tǒng)也是一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它按被仿真的實(shí)際電力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，模擬各種調(diào) 度操作和故障后的系統(tǒng)工況，并將這些信息送到電力系統(tǒng)控制中心的模黑內(nèi)，為調(diào)度員捉供一個(gè)逼真的培 訓(xùn)環(huán)境，以達(dá)到既不影響實(shí)際電力系統(tǒng)的運(yùn)行而乂培訓(xùn)調(diào)度運(yùn)行人員的目的。除了 pas和dts功能外， 電力系統(tǒng)對(duì)集控功能的需求也越來越多。scada、集控、pas、dts其實(shí)是而對(duì)著一個(gè)相同電網(wǎng)，只是調(diào) 度自動(dòng)化系統(tǒng)不同運(yùn)行狀態(tài)的體現(xiàn)，我們分別稱z為

10、“實(shí)時(shí)態(tài)、研究態(tài)、培訓(xùn)態(tài)”。既然是面対著一個(gè)相 同的電網(wǎng),就必須保證其電網(wǎng)模擬及數(shù)據(jù)庫的一致性。而目前這些功能的實(shí)現(xiàn)多是叢于各個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫 之上，也就是說要單獨(dú)進(jìn)行建模填庫。在這種悄況下，很難保證模烈和數(shù)據(jù)庫的完全一致,這必將彩響到 功能實(shí)現(xiàn)的效果。同時(shí)，面對(duì)不同的功能應(yīng)用，人機(jī)界面的統(tǒng)一也至關(guān)重要。l4信息孤島問題調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)作為一套數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)，它不是一個(gè)孤立的系統(tǒng)，為了避免出現(xiàn)"信息孤島”，調(diào)度 口動(dòng)化系統(tǒng)需耍和眾多其它系統(tǒng)互聯(lián)，不同產(chǎn)品之間采川什么接口方式高效聯(lián)接是ii前系統(tǒng)不可避免的問 題。另外對(duì)于不同級(jí)別、不同區(qū)域的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，也不是孤立運(yùn)行的，他們彼此之間需要進(jìn)

11、行一些資 源的共享。而現(xiàn)在市場(chǎng)上能提供調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)產(chǎn)品的廠家非常多，冇國(guó)內(nèi)的，也冇部分國(guó)外知名廠商， 不同廠家的產(chǎn)品在系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)等各方面存在差異，這使得不同系統(tǒng)z間的信息交換受到很 大限制。2、電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的內(nèi)容及實(shí)現(xiàn)的h標(biāo)2丄電力系統(tǒng)調(diào)度的任務(wù)電力系統(tǒng)的調(diào)度就是對(duì)電力系統(tǒng)中所冇的設(shè)備及其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)節(jié)，是一個(gè)指揮者。目前電 力調(diào)度涵蓋的范圍較人，冇h動(dòng)化系統(tǒng)、繼電保護(hù)等等。電力系統(tǒng)調(diào)度的任務(wù)主要是：盡設(shè)備最人能力滿 足負(fù)荷需耍，使整個(gè)電網(wǎng)安全可靠連續(xù)供電，保證電能質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)合理利用能源，保證發(fā)電、供電、用電 各方合法利益。2.2電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的組成及功能電網(wǎng)調(diào)度

12、h動(dòng)化系統(tǒng)，其基本結(jié)構(gòu)包括控制中心主站系統(tǒng)、廠站端(rtu)和信息通道三大部分。根據(jù)功 能的不同，可以將此系統(tǒng)劃分為信息采集和執(zhí)行子系統(tǒng)、信息傳輸子系統(tǒng)信息處理子系統(tǒng)和人機(jī)聯(lián)系子系 統(tǒng)。信息采集和執(zhí)行子系統(tǒng)的基本功能是在各發(fā)電廠、變電所采集各種表征電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)信息, 此外還負(fù)貴接收和執(zhí)行上級(jí)調(diào)度控制中心發(fā)出的操作、調(diào)度或控制命令。信息傳輸子系統(tǒng)為信息采集和執(zhí) 行了系統(tǒng)與調(diào)度控制屮心提供了信息交換的橋梁，其核心是數(shù)據(jù)通道，它經(jīng)調(diào)制解調(diào)器與rtu及主站前置 機(jī)相連。信息理子系統(tǒng)是整個(gè)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的核心，以計(jì)算機(jī)為主要組成部分。該子系統(tǒng)包含大量直接 面向電網(wǎng)調(diào)度、運(yùn)行人員的計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件

13、，完成從采集到信息的各種處理及分析計(jì)算，乃至實(shí)現(xiàn)對(duì)電力 設(shè)備的自動(dòng)控制與操作。人機(jī)聯(lián)系子系統(tǒng)將傳輸?shù)秸{(diào)度控制中心的各類信息進(jìn)行加工處理，通過各種顯示 設(shè)備、打卬設(shè)備和其他輸出設(shè)備，為調(diào)度人員提供完整實(shí)用的電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)信息。調(diào)度人員發(fā)出的遙控、 遙調(diào)指令也通過此系統(tǒng)輸入，傳送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。23電力系統(tǒng)調(diào)度h動(dòng)化的應(yīng)用現(xiàn)狀忖前我國(guó)投運(yùn)的系統(tǒng)主耍有cc-2000. df-8003. open-3000、d5000。這些系統(tǒng)都采用risc x 作站和國(guó)際公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)：操作系統(tǒng)接口用posix,數(shù)據(jù)庫接口用sql結(jié)構(gòu)化訪問語言，人機(jī)界血用 osf/moyif. x-windows,網(wǎng)絡(luò)通信用tcp/ip、x

14、.25。實(shí)踐應(yīng)用表明這些系統(tǒng)基本功能均達(dá)到國(guó)內(nèi)外 同類系統(tǒng)的水平，且各有特點(diǎn)。2.3.1. cc-2000 系統(tǒng)采用開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及面向?qū)﹀璧募夹g(shù)，利用事件駛動(dòng)和封裝的思想為應(yīng)用軟件提供透明的接口。 采川面向?qū)ο蠹夹g(shù)，并引進(jìn)了一個(gè)大對(duì)象的概念，以適應(yīng)封裝性、繼承性以及爭(zhēng)件驅(qū)動(dòng)的耍求。支撐系統(tǒng) 專用性和通用性的冇機(jī)結(jié)合，既適應(yīng)電力系統(tǒng)的需要，又兼顧其他行業(yè)實(shí)時(shí)應(yīng)用的要求。按照軟件工程的 規(guī)律進(jìn)行開發(fā)，實(shí)現(xiàn)軟件工程產(chǎn)品化。技術(shù)鑒定認(rèn)為，按照開放式系統(tǒng)設(shè)計(jì)和采用面向?qū)﹀璧燃夹g(shù)，都屬 于國(guó)際先進(jìn)或領(lǐng)先范疇。現(xiàn)結(jié)合東北屯網(wǎng)，由電科院、電自院、清華人學(xué)、東北電力集團(tuán)公司、北京科東 公司在統(tǒng)-協(xié)調(diào)下，共

15、同在cc-2000支持系統(tǒng)平臺(tái)上開發(fā)電網(wǎng)應(yīng)川軟件，從而實(shí)現(xiàn)完整的ems系統(tǒng)。2.3.2. df-8003 系統(tǒng)df-8003 系統(tǒng)于 2002 年 10 月投運(yùn)，2003年4 月 coplat/scada 部分 sat,2003 年 7 月 scada省局整體驗(yàn)收測(cè)試，2003年12月pas/dts,配網(wǎng)scada sat通過。該系統(tǒng)的人機(jī)界血定 制工具提供前置，scada, nas, agd, dts, tmr, dms等應(yīng)用界而的定制，界面風(fēng)格統(tǒng)一，應(yīng)用切 換方便。友好的類windows風(fēng)格的交互式操作界面大大方便了用戶的使丿ij,便丁-維護(hù)。另外調(diào)度員工作 站采用了 iinux,既節(jié)省了

16、資金，又方便了調(diào)度員的使用。windows系統(tǒng)主要安裝在維護(hù)機(jī)上，用于報(bào)表、 遠(yuǎn)程撥號(hào)維護(hù)等作用，使用方便。2.3.3.0pen-3000 系統(tǒng)open-3000系統(tǒng)是江蘇省立項(xiàng)的重人科技項(xiàng)h ,是由國(guó)電南瑞科技股份有限公司開發(fā)的新一代ems 系統(tǒng)。在對(duì)iec 61970標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行充分研究的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一個(gè)符合標(biāo)準(zhǔn)要求的系統(tǒng)集成框架和遵循標(biāo)準(zhǔn)的 實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)平臺(tái)，所提供的系統(tǒng)管理、商用數(shù)據(jù)庫、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、人機(jī)界面、權(quán)限、告警、多上下文支 持、case管理等全而的服務(wù)為應(yīng)用功能的實(shí)現(xiàn)提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持，并且能夠單獨(dú)或同時(shí)支持ems、 dms、wams與公共信息平臺(tái)等應(yīng)用系統(tǒng)，使系統(tǒng)在開放性、可靠

17、性、方便性等方面冇了顯著的提高。 同時(shí)，open-3000系統(tǒng)在各應(yīng)用設(shè)計(jì)上也都針對(duì)以往的難點(diǎn)進(jìn)行了技術(shù)攻關(guān)，前置數(shù)據(jù)采集、scada、 agc、pas、dts等子系統(tǒng)都在應(yīng)川功能、軟件性能、操作方便性等方面均有大幅度的突破。2.3.4.d5000 系統(tǒng)國(guó)家電網(wǎng)為適應(yīng)特高壓電網(wǎng)運(yùn)行的客觀需要，落實(shí)國(guó)家電網(wǎng)公司“四化”的匸作要求，全面提升調(diào)度 機(jī)構(gòu)駕馭人電網(wǎng)的能力，國(guó)調(diào)中心在公司系統(tǒng)內(nèi)組織開展廣域全呆分布式一體化電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)的 研制工作。作為整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺(tái)，d-5000是整個(gè)系統(tǒng)研制的核心和重點(diǎn)，其開發(fā)由國(guó)調(diào)中心統(tǒng)-組織, 各網(wǎng)省調(diào)參加，中國(guó)電科院和國(guó)網(wǎng)電科院共同承扌口。d-5000

18、平臺(tái)采用先進(jìn)的軟件開發(fā)技術(shù)，具有標(biāo)準(zhǔn)、開放、可靠、安全和適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，直接承載著 實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警(新ems)、調(diào)度計(jì)劃(ops)、安全校核(scs)和調(diào)度管理(oms)pq大應(yīng)用平臺(tái)，對(duì)提高電 網(wǎng)的調(diào)度運(yùn)行水平、加快調(diào)度機(jī)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)和提高調(diào)度業(yè)務(wù)椿益化的管理具冇重要而深遠(yuǎn)的意義。3、如何建立調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的安全防護(hù)體系數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)是支持調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的重要技術(shù)平臺(tái)，耍求數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)安全可靠，實(shí)時(shí)性耍求在秒級(jí)或數(shù)秒 級(jí)，其中發(fā)電報(bào)價(jià)系統(tǒng)、市場(chǎng)信息發(fā)布等電力市場(chǎng)信息系統(tǒng)宙于需要與公網(wǎng)連接，因而還耍求做加密及隔 離處理。近年來，調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的內(nèi)涵有了較快的延仲，山原來單一的ems系統(tǒng)擴(kuò)展為ems、d

19、ms、 tms、廠站白動(dòng)化、水調(diào)h動(dòng)化、雷電監(jiān)視、故障錄波遠(yuǎn)傳、功角遙測(cè)、電力市場(chǎng)技術(shù)支持系統(tǒng)和調(diào)度生 產(chǎn)管理系統(tǒng)等。3.1調(diào)度口動(dòng)化系統(tǒng)的安全防護(hù)體系耍制定安全防護(hù)策略。應(yīng)用系統(tǒng)的安全策略位于安全防范的最高一級(jí)，是決定系統(tǒng)的安全要素。從大的方面講，安全策略決 定了一個(gè)系統(tǒng)要達(dá)到的安全級(jí)別及可以付出的代價(jià);從小的方血講，安全策略的具體規(guī)則用于說明哪些行為 是允許的，哪些行為是禁止的。系統(tǒng)是否安全，很大程度上依賴于戢初設(shè)計(jì)時(shí)制定的安全策略，因?yàn)榻窈?的安全措施，都圍繞這-策略來選擇和使用，如果在安全策略上出了問題，將會(huì)給今后的應(yīng)用系統(tǒng)帶來安 全隱患，從而使將來的安全建設(shè)處于十分被動(dòng)的局面。因此考慮調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的安全，應(yīng)首先根據(jù)系統(tǒng) 對(duì)安全性、可靠性、實(shí)時(shí)性、保密性等方