自動化系統(tǒng)在電力調(diào)度中的應用

四川省電力公司廣元電業(yè)局 向 藝 黃 曼

自動化系統(tǒng)在電力調(diào)度中的應用

四川省電力公司廣元電業(yè)局 向 藝 黃 曼

近年來，隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，電力調(diào)度自動化系統(tǒng)性能也得到大幅度提升。筆者根據(jù)自己在電力調(diào)度部門的工作經(jīng)歷，在此對電力調(diào)度自動化的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢進行探討。

一、電力調(diào)度自動化的主要功能

電力調(diào)度自動化系統(tǒng)采用成熟的計算機技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)及通信技術(shù)等，符合相關(guān)的國際和工業(yè)標準。

電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的主要功能包括數(shù)據(jù)采集、信息處理、統(tǒng)計計算、遙控、報警處理、安全管理、實時數(shù)據(jù)庫管理、歷史庫管理、歷史趨勢、報表生成與打印、畫面編輯與顯示、Web瀏覽、多媒體語音報警、事件順序記錄、事故追憶、調(diào)度員培訓模擬等。

重要節(jié)點采用雙機熱備用，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。當任一臺服務器出現(xiàn)問題時，所有運行在該服務器上的數(shù)據(jù)自動平滑地切換到另一臺服務器上，保證系統(tǒng)正常運行。系統(tǒng)有健全的權(quán)限管理功能，能快速、平穩(wěn)地自動或人工排除系統(tǒng)本身的故障，排除故障時不會影響系統(tǒng)其他正常節(jié)點的運行。

調(diào)度主站是整個調(diào)度自動化監(jiān)控和管理系統(tǒng)的核心，從整體上實現(xiàn)調(diào)度自動化的監(jiān)視和控制，分析電網(wǎng)的運行狀態(tài)，協(xié)調(diào)變電站內(nèi)RTU之間的關(guān)系，對整個網(wǎng)絡進行有效的管理，使整個系統(tǒng)處于最優(yōu)的運行狀態(tài)。

電力調(diào)度自動化系統(tǒng)是監(jiān)控電網(wǎng)運行的實時系統(tǒng)，具有很高的實時性、安全性和可靠性。

二、電力調(diào)度自動化系統(tǒng)應用

1. 國內(nèi)電力調(diào)度自動化系統(tǒng)應用現(xiàn)狀。目前我國投運的系統(tǒng)主要有CC-2000，SD-6000，OPEN-2000。這些系統(tǒng)都采用RISC工作站和國際公認標準：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，人機界面用OSF/MOYIF、X-WINDOWS，網(wǎng)絡通信用TCP/IP、X.25。實際應用表明這些系統(tǒng)基本功能均達到國內(nèi)外同類系統(tǒng)的水平，且各有特點。

（1）CC-2000系統(tǒng)。采用開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計，采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，利用事件驅(qū)動和封裝的思想為應用軟件提供了透明的接口。采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，并引進了一個大對象的概念，以適應封裝性、繼承性以及事件驅(qū)動的要求。支撐系統(tǒng)專用性和通用性的有機結(jié)合。既適應電力系統(tǒng)的需要，又兼顧其他行業(yè)實時應用的要求。按照軟件工程的規(guī)律進行開發(fā)，達到軟件工程產(chǎn)品化。技術(shù)鑒定認為，按照開放式系統(tǒng)設計和采用面向?qū)ο蟮燃夹g(shù)，都屬于國際先進或領(lǐng)先范疇。現(xiàn)結(jié)合東北電網(wǎng)，由電科院、電自院、清華大學、東北電力集團公司、北京科東公司在統(tǒng)一協(xié)調(diào)下，共同在CC-2000支持系統(tǒng)平臺上開發(fā)電網(wǎng)應用軟件，從而實現(xiàn)完整的EMS系統(tǒng)。

（2）SD-6000系統(tǒng)。SD-6000系統(tǒng)是電力部重點項目，由電自院南瑞系統(tǒng)控制公司和淄博電業(yè)局聯(lián)合開發(fā)的具有統(tǒng)一平臺的開放式、分布式能量管理系統(tǒng)，1994年投運，1996年通過測試和鑒定。該系統(tǒng)集成了超大規(guī)模的調(diào)度投影屏、調(diào)度電話自動撥號、氣象衛(wèi)星云圖等新技術(shù)。該系統(tǒng)特點是具有開放式和分布式的支撐系統(tǒng)平臺，具有面向?qū)ο蟮娜藱C界面管理系統(tǒng)。其中較突出的是廠站單線圖、電網(wǎng)元件模型、電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫同期生成技術(shù)。EMS支撐軟件與管理系統(tǒng)的商用數(shù)據(jù)庫采用SQL標準接口，便于用戶自行開發(fā)和由第三方開發(fā)應用軟件。有較高的穩(wěn)定性和可靠性，前置機應用軟件設計合理、實用。

（3）OPEN-2000系統(tǒng)。OPEN-2000系統(tǒng)是江蘇省立項的重大科技項目，是由電自院南瑞電網(wǎng)控制公司開發(fā)的新一代EMS系統(tǒng)。OPEN-2000系統(tǒng)是南瑞公司于1998年開發(fā)成功的一套集SCADA、AGC、PAS、DTS、DMS、DMIS于一體，適用于網(wǎng)、省調(diào)和大中型地調(diào)的新一代能量管理系統(tǒng)。是國內(nèi)外發(fā)展速度快、適用面廣、性能完善、成熟性好、可靠性高的能量管理系統(tǒng)，是國內(nèi)首套將IEC870-6系列TASE.2協(xié)議集成于軟件平臺的系統(tǒng)。OPEN-2000系統(tǒng)采用100M平衡負荷的雙網(wǎng)機制，流量更大，可靠性更高。完全基于商用數(shù)據(jù)庫開發(fā)的、具有客戶/服務器模式的全新的能量管理系統(tǒng)。采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，以電力設備為對象建立數(shù)據(jù)存取模式和電力系統(tǒng)模型，軟件設計全部采用面向?qū)ο蠓椒ê兔嫦驅(qū)ο笳Z言。

2. 國外電力調(diào)動自動化應用現(xiàn)狀。國外的系統(tǒng)都采用了RISC工作站、UNIX操作系統(tǒng)及國際公認的標準。

（1）西門子SPECTRUM系統(tǒng)。采用32比特SUN點的SPACE或IBMRS6000工作站作為系統(tǒng)硬件平臺。軟件設計上引入軟總線（SOFTBUS）概念，各服務器和每臺服務器內(nèi)部各進程與實用程序間的信息交換實現(xiàn)標準化。系統(tǒng)支持分布式關(guān)系型實時數(shù)據(jù)庫，允許同一數(shù)據(jù)塊的副本駐留于不同工作站。采用功能塊策略組織分布式系統(tǒng)。使用了SYBASE或ORACLE商用數(shù)據(jù)庫，提供了基于SQL標準的外部數(shù)據(jù)接口。人機系統(tǒng)突破了按廠站組織畫面的傳統(tǒng)模式，允許用戶對系統(tǒng)進行監(jiān)視和控制，允許用戶按層次組織畫面。RTU接口將采集到的數(shù)據(jù)變?yōu)樵撓到y(tǒng)所需要的格式，提供經(jīng)過預處理的實時數(shù)據(jù)。

（2）CAE系統(tǒng)。選用64比特ALPHA工作站，采用客戶/服務器體系結(jié)構(gòu)，雙以太網(wǎng)構(gòu)成EMS硬件平臺，支持軟件為分布式應用環(huán)境（DAE）。主站系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集節(jié)點（DAC）、系統(tǒng)數(shù)據(jù)（SYS）節(jié)點、用戶界面（UI）節(jié)點、高級應用（APP）節(jié)點和通信（COM）節(jié)點組成。減小了網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流，有效地防止了通信瓶頸問題。采用了分布式數(shù)據(jù)庫設計思想，將所有數(shù)據(jù)庫分布到相關(guān)的節(jié)點上，系統(tǒng)功能也分布于各節(jié)點。

（3）VALMET系統(tǒng)。適用于多種硬件平臺，可連接SUN、IBM、ALPHA工作站。EMS應用軟件采用美國公司的產(chǎn)品。主站系統(tǒng)由實時數(shù)據(jù)服務器、歷史數(shù)據(jù)服務器和電網(wǎng)應用軟件服務器三個節(jié)點組成。采用雙局域網(wǎng)和雙機熱備用兩種方式。前置部分采用終端服務器直接掛在局域網(wǎng)上與RTU通信。歷史數(shù)據(jù)庫采用SYBASE數(shù)據(jù)庫，提供SQL和ODBC訪問接口。采用SQL作為實時數(shù)據(jù)庫接口。

（4）ABB的SPIDER系統(tǒng)。用ALPHA工作站組成的分布開放式EMS。系統(tǒng)硬件基本上是原DEC公司的產(chǎn)品。系統(tǒng)的支撐軟件和應用軟件完全由ABB開發(fā)并擁有版權(quán)，出現(xiàn)問題比較容易處理。采用分布式數(shù)據(jù)庫和模塊化結(jié)構(gòu)，可根據(jù)電廠大小和用戶需要配置系統(tǒng)。遙信處理具有雙位處理功能，增加了狀態(tài)信號的穩(wěn)定性。具有一套完整的維護工具。