OPEN3000系統在呂梁電網的應用分析

摘要：介紹了OPEN3000系統的結構，重點就系統在呂梁電網的應用情況及運行中出現的問題進行了詳細的論述和分析，表明經過合理配置，能有效提高監控及運行效率，提高故障處理水平，保障電網安全運行。

關鍵詞：OPEN3000 呂梁電網 EMS 調度自動化

1 概述

隨著太中銀鐵路的建設以及太鋼等用電大戶相繼落地呂梁地區，呂梁電網由過去的“通道型”轉變為“受端型”電網，華麗的轉身引得各種高耗能企業相繼落戶呂梁，對電網電壓質量提出了更高、更嚴的要求。為了滿足要求，呂梁電網于2011年更換了SCADA系統，由北京科東的CC2000系統更換為南京南瑞的OPEN3000系統。OPEN3000系統通過借助調度自動化數據網絡，利用計算機技術和網絡技術對本地區電網內變電運行中心所轄站內電氣設備進行集中監視、管理和控制。本文首先介紹了新上線的OPEN3000的結構，重點分析了呂梁電網的應用情況及改進措施。通過合理配置，有效提高了監控及運行效率，提高了調度水平，保障了電網的可靠、安全和經濟運行，為呂梁電網的進一步發展打下了堅實的基礎。

2 OPEN3000系統的體系結構

該系統由4個層次組成，即硬件層、操作系統層、支撐平臺層、應用層（如圖1）。PC、IBM、HP和DELL等硬件設備主要分部在硬件層；HP-UX、LINUX等操作系統分部在操作系統層。呂梁系統的SCADA服務器、歷史數據服務器、安全III區WEB服務器采用的是IBM p560Q，數據采集服務器、PAS服務器、DTS服務器采用的是IBM p55A，報表服務器采用的是DELLPC機，此外還有8臺DELL工作站。操作系統除web服務器為WINDOWS外，其余全部為UNIX和LINUX。

按照國際慣例，集成總線層提供公共服務，系統內部以及與第三方軟件之間的集成基礎基于各應用系統與第三方軟件之間的交互機制。

實時/商用數據庫、數據訪問中間件是數據總線層的主要元件。大容量的商用數據庫采用的是標準接口，它性能穩定，安全可靠。基于集成總線層構成的分布式實時數據庫，滿足了數據實時同步的要求。在設計OPEN3000系統前，設計者廣泛征集了各方的建議，力求使設計出的公共服務層能夠達到不同用戶的個性化的使用需求，因此系統涵蓋了圖模庫一體化的圖形管理工具和報表工具，以及系統管理、WEB服務、告警服務、權限服務等功能。

3 OPEN3000系統的邏輯結構

該系統在呂梁的邏輯結構，從系統構成方面來分析，它包括外網部分和四大系統（即實時數據采集子系統、遠程工作站子系統、調度員培訓仿真子系統、調度自動化子系統）；采用分布式開放千兆局域網交換技術，輔以雙冗余配置，包括5臺1000 M的交換機組：后臺交換機、工作站交換機、數據采集交換機、安全區ⅡDTS交換機、安全區Ⅲ1000M交換機。SCADA服務器、歷史數據服務器、數據采集服務器、PAS服務器、通訊服務器、無功優化系統服務器、GPS對時裝置、認證密碼機、網絡打印機、正反向物理隔離裝置等接入后臺交換機，遠程工作站通過電力光纖通信網接入后臺局域網交換機；調度員工作站、監控員工作站、維護工作站、PAS工作站、報表工作站、運方工作站、遠程登錄工作站、SMART3000工作站、大屏幕控制器接入工作站交換機；數據采集服務器的五塊網卡，分別接入與配網主站系統相連的交換機、數據采集交換機和后臺局交換機，在實時數據采集的終端服務器接入數據采集交換機；DTS服務器、DTS WEB服務器、DTS工作站接入安全區Ⅱ區DTS交換機；實時WEB服務器、正反向物理隔離裝置等接入III區交換機千兆口，WEB服務器、物理隔離、防火墻、路由器構成對外信息交換的途徑。其中SMART3000電網無功電壓優化自動控制系統為已有AVC設備。

系統的網絡結構采用分布式開放千兆局域網交換技術，雙冗余配置，由1000M后臺交換機、1000M工作站交換機、1000M數據采集交換機、1000M安全區ⅡDTS交換機及安全區Ⅲ1000M交換機組成。SCADA服務器、歷史數據服務器、數據采集服務器、PAS服務器、通訊服務器、無功優化系統服務器、GPS對時裝置、認證密碼機、網絡打印機、正反向物理隔離裝置等接入后臺交換機，遠程工作站通過電力光纖通信網接入后臺局域網交換機；調度員工作站、監控員工作站、維護工作站、PAS工作站、報表工作站、運方工作站、遠程登錄工作站、TOP3000工作站、大屏幕控制器接入工作站交換機；數據采集服務器配置5塊網卡，分別接入后臺局交換機、數據采集交換機和與配網主站系統相連的交換機，實時數據采集的終端服務器接入數據采集交換機；DTS服務器、DTS WEB服務器、DTS工作站接入安全區Ⅱ區DTS交換機；實時WEB服務器、正反向物理隔離裝置等接入III區交換機千兆口，WEB服務器、物理隔離、防火墻、路由器構成對外信息交換的途徑。其中TOP3000電網無功電壓優化自動控制系統為已有設備。

4 OPEN3000系統在本公司的應用情況

4.1 SCADA 子系統 目前，SCADA子系統經由OPEN

3000 系統進行了概念升級，在使用功能方面發生了質的改變。

4.1.1 線路所在廠站的查詢。呂梁地調調度員的工作內容是對呂梁地區的主網架和用戶線路進行管理。用戶線路的數量非常大，也無法一一命名，這就為調度員的管理工作造成了困擾。要逐一記憶每條線路的使用情況尚且困難，工作效率更無從談起。為此，我們專門制作了數據列表，每一條線路的具體情況就可以通過數據表直觀的呈現出來。工作人員只需輸入廠站名稱即可調出所有出線線路，輸入線路名稱便可快速調出整個廠站的接線圖，工作效率得到大幅度提升。

4.1.2 事故追憶與反演。SCADA系統的主要功能之一就是PDR，即事故追憶。以往呂梁電網的調度自動化系統中此項功能一直形同虛設，不具有實際使用意義。設計者在研發OPEN3000電網調度自動化系統的過程中，更為關注事故追憶功能等的實際應用需求。該電網系統可以追蹤記憶所有采集數據，對電網運行事故及其狀態的記錄更為全面，當電網模型發生重大變動后，事故過程也能通過這項功能清晰、客觀的呈現出來。PDR不僅將電網模型及其運行模式反演出來，實時、清晰地再現當時的語音、畫面，而且具有狀態估計等網絡分析功能，因此而得名“全景PDR”。它的改進為調度員實時掌握電網歷史狀態提供了有利的條件。如電網設備一旦發生跳閘等故障，調度員通過PDR記錄的數據信息便可快速查明出現故障的部位及原因，從而快速采取應對措施。

4.1.3 告警抑制。系統運行時，難免因其自身的問題發送錯誤的信號，或出現信號頻發的現象，讓調度員頻于應付。即使可以抑制，也不會輕易處理。新廠站剛剛投入使用時需要進行調試，告警窗在這個階段會頻繁發送信號，調度員大都不去理會，但自動化調試人員應該重視這一現象，因此矛盾便產生了。

設計者將告警抑制的雙標簽裝設在了OPEN3000系統內，勾選上廠站接線圖上的告警抑制后，告警窗就具備了“是否抑制”的提示功能。我們在設備調試階段采用這種方式，先勾選廠站接線圖上的告警抑制，再對調度員的機器進行告警抑制，自動化的機器不需告警抑制。通過上述措施進行信號調試，就解決了調度員的后顧之憂。

4.2 報表子系統 原CC2000系統的報表格式是固定的，不具備查詢功能，工作人員無法根據數據統計掌握設備運行方式。新型OPEN3000系統基于Excel報表方案，除涵蓋了Excel整體功能，還能進行“檢索定義”，對數據生成報表進行快速定位查詢；它還可以進行“替換粘貼”，便于表格內容的修改；商用庫用于存儲報表定義；通過已有的服務取實際數據（采樣、統計等）； 該系統的“批量定義”功能，能夠有效避免重復工作；“類似創建報表”功能使報表創建程序簡化，清晰易懂；另外，系統還提供HTML的閱覽方式。因此就系統功能來看，OPEN3000系統遠遠領先于原有Excel報表方案。

5 結論

基于互聯與應用一體化、分層分布以及擴展性開放性平臺的設計理念，OPEN3000系統經過研發升級應運而生，該系統的功能與使用性能都領先于大部分同類產品。呂梁電網根據客觀應用條件，對其進行了技術改進，使該系統融入到整個電網運行系統中，工作效率大大提升，也為保障電網和設備的安全穩定運行起了重要作用，取得了很好的成效，其作用是智能電網信息化、自動化、互動化的重要體現。

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