調控一體化自動化雙系統建設分析

楊名

(四川省電力公司眉山公司，四川 眉山 620010)

引言

隨著我國經濟的快速發展，人民對電力的需求越來越高，電網在不斷發展和進步的同時，保證電力供應的安全有序進行，是電力調度的首要任務。而電力調度自動化系統作為保證電網安全和經濟可靠運行的重要手段之一，需要建設好、應用好，為各級電力調度機構生產運行人員提供電力系統運行的實時信息、分析決策工具和控制手段，切實起到技術支持的作用。特別是近兩年，國家電網公司提出了"三集五大"發展思路，調控一體化作為"大運行"的重要一環，勢在必行。本文分析了適應調控一體化的自動化系統應如何構架，才能確保調控一體化的順利實施，以及目前的應用情況。

1 、調控自動化系統的必要性

電力系統是一個龐大而且復雜的系統，由幾十個到幾百個發電廠、變電所和成千上萬個電力用戶，通過多種電壓等級的電力線路，互相連接成網進行生產運行。電能的生產輸送過程是瞬間完成的，而且要滿足發電量和用戶用電量的平衡。現在電力系統的發展趨是電網日益龐大，運行操作日益復雜，所以當電網發生故障后其影響也越來越大。另一方面，用戶對供電可靠性和供電質量的要求日趨嚴格，這就對電力系統運行調度人員和電力系統調度的自動化水平提出了更高的要求。電網調度自動化具有較大的經濟效益，可以提高電網的安全運行水平。當發生事故時調度員能及時掌握情況，迅速進行處置，防止事故擴大，減少停電損失。因此，電網調度自動化是一項促進電力生產技術進步和有顯著經濟效益的重要工作，是電力系統不可缺少的組成部分。2010年，國家電網公司提出了"三集五大"體系建設，其中"大運行"要求在傳統調度運行值班業務基礎上，增加變電設備運行集中監控功能，推進各級變電設備運行集中監控業務與電網調度業務的高度融合，實現調控一體化。調控一體化的實施，不僅僅是人員、業務的整合，更對自動化系統等技術保障體系提出了更高要求。

2 、調控一體化自動化系統建設思路

2.1.自動化系統基本功能要求

調控一體化要求實現電網調度和運行監控功能的集約融合、統一管理，對調度自動化裝備提出了更高要求。要同時滿足調度、監控運行工作需要，自動化系統應具備完整可靠的SCADA功能，也要具備高級應用軟件的分析計算、智能決策功能。由于調度、監控人員所需權限不同，應用重點也不同，自動化系統還應具備權限劃分的功能，針對不同的用戶賦予不同的權限。

2.2.建立雙套自動化系統的必要性

由于實行無人值班后，變電站主要通過監控人員對設備運行狀態進行監視。而調控一體化整合后，調度、監控人員均使用同一套自動化系統。而只有一套自動化系統的安全風險非常大。當自動化系統因自然災害或系統故障等停運后，調度和監控人員將對所轄廠站失去監控，由于廠站均為無人值班，此時若發生故障，調度及監控人員不能及時知道，更無法及時進行處理，極有可能因此導致電網事故的擴大和蔓延，造成大面積停電事故。所以，為了提高自動化系統的容災能力，應建立兩套自動化系統實現對變電站的監控。同時，為了實現更高的可靠性和較小的維護工作量，兩套自動化系統應采用同一廠家的自動化系統。每個廠站通過專線通道盡量經不同路由分別接入兩套系統。兩套系統之間應至少實現前置、系統互備。前置互備主要指一個廠站分別接入兩套系統，當廠站與A系統通訊中斷時，能通過B系統將遠動信息傳給A系統，從而實現雙系統和雙路由。系統互備主要指兩套系統的數據庫互為備用。當A系統數據庫故障后，工作站可通過切換到B系統，從而提高系統的可靠性。

為了充分發揮兩套自動化系統的容災能力，調度控制室應安裝至少兩臺工作站，分別通過光纖直連到兩套自動化系統，這樣當任意一套自動化系統停運后，均不影響調度監控人員對電網運行狀態的實時掌控。

2.3.加強自動化系統應用的建議

為切實有效提高調度和監控人員監控效率，應統一制定自動化系統告警信號分類標準，有系統、分層次對告警信號進行優化、歸類、減少，為調控人員提供更精準有用的告警信息，減輕調控人員無謂的工作量。尤其是在電網發生事故后，能及時通過一級告警信息及時分析、判斷事故原因，確保事故處理時"判斷準確、隔離迅速、重點保障、恢復及時、控制有力"，切實避免調度和監控人員浩如煙海的信息量所覆蓋，實現科學治網和科學減負。

加強技術裝備來提高電網實時運行的控制能力。在傳統調度運行值班業務基礎上，加強在線安全分析預警、實時計劃優化調整、故障輔助決策等功能，全面掌控電網運行狀態，實現調度運行從經驗型向智能型、從單一運行功能到多功能、從事后被動型向事前主動型轉變。

3 、目前眉山調控自動化雙系統建設及應用情況

眉山公司在2010年投運了全國首套集群調控自動化雙系統，經過近兩年的運行，取得了良好的效果。下面簡單介紹此套系統的總體構架及應用情況。

3.1 集群調控自動化雙系統總體架構

圖1 集群調控自動化雙系統總體架構圖

3.2 前置互備

如圖所示，正常時，廠站通過站端通信管理單元不同的串口分別向A系統和B系統傳送數據。其中，廠站至A系統串口通道設置為A通道，廠站至B系統串口通道設置為B通道，A系統接收B系統的數據通道設置為C通道，B系統接收A系統的數據通道設置為D通道。C通道和D通道通過104網絡規約不間斷傳送數據。為保證數據庫的同步性，廠站向A系統和B系統轉發的遠動信息表完全一致。要求每個廠站盡量從不同路由分別接入A、B系統，形成廠站與雙系統之間雙通道雙路由格局。

圖2 前置互備示意圖

3.3 系統互備

集群調控自動化雙系統正常工作時，其主網交換機互聯，兩套系統采用熱備用方式、實時同步運行，且A系統和B系統都具備相同和完整的電網模型。為保證兩套系統的模型、圖形、參數的一致性，所有的數據維護（模型、圖形、參數）均在A系統中完成，A系統實時庫、商用庫和圖形的修改將實時同步到B系統。兩套系統的同步采用的是文件傳送的方式，db_replicate傳送圖形和模型等大字段數據，sync_msg_send傳送實時數據。

3.4 Web互備

兩套系統有各自的Web系統，正常時各自獨立運行，互不干涉。進入集群調控自動化雙系統Web頁面后，可任意選擇登錄A系統或B系統的Web進行瀏覽，任意一臺Web服務器出現故障，Web用戶可以登錄另一套系統，實現Web級互備，切實提高Web系統工作的可靠性。

3.5 應用情況

2010年3月眉山公司集群調控自動化雙系統投運后，完成了所有廠站A、B系統的聯調，完成了告警信息分級工作，系統嵌入了省地一體化安全穩定預警與輔助決策系統、智能調度輔助決策系統、可視化網損系統等應用。經過近兩年的運行，為調度、監控提供了強大的技術支撐，全面提升了眉山公司自動化系統裝備水平和容災能力，為下一步調控一體化的開展提供了有力保障。

4、結論。隨著智能電網的建設發展，變革運行組織模式成為了電網發展的客觀要求。而調度自動化系統是電力生產中的重要一環，是調控一體化實施中的重要技術支持，需要建設好、應用好，才能為生產組織模式的變革提供安全保障，才能確保電力生產的長治久安。

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