調(diào)控一體化自動(dòng)化系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

摘要：基于智能電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度思想，技術(shù)先進(jìn)、功能實(shí)用的調(diào)控一體化系統(tǒng)已成為電網(wǎng)發(fā)展的客觀要求。通過(guò)對(duì)調(diào)度運(yùn)行管理模式的分析研究，結(jié)合電網(wǎng)的實(shí)際情況，提出了科學(xué)、合理、高效的調(diào)控一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng) 調(diào)度 自動(dòng)化 調(diào)控一體化

中圖分類號(hào)：TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2012）09（c）-0036-01

隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)水平的不斷提高，電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)在電力生產(chǎn)和電網(wǎng)調(diào)度中的地位越來(lái)越重要。尤其隨著智能電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)程的不斷推進(jìn)，對(duì)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)提出了更高的要求。實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度由“分析型”向“智能型”的轉(zhuǎn)化，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行智能化的監(jiān)控，提高能源的利用率，降低污染，提高收益。

1 調(diào)度運(yùn)行管理模式

目前，國(guó)內(nèi)主要存在以下三種調(diào)度運(yùn)行管理模式：

（1）傳統(tǒng)模式：按變電站分站監(jiān)控和操作變電站有人24h輪換值班

優(yōu)點(diǎn)：事故異常響應(yīng)速度快。

缺點(diǎn)：人力資源未得到充分利用，需要大量的運(yùn)行人員。

（2）集控中心模式：按區(qū)域設(shè)置24小時(shí)值班監(jiān)控和操作的集控中心，每個(gè)集控中心管理一定范圍內(nèi)的變電站，變電站無(wú)人值班。

優(yōu)點(diǎn)：一定程度上減少了值班人員。

缺點(diǎn)：監(jiān)控系統(tǒng)在各集控中心重復(fù)建設(shè)，值班運(yùn)行人員較多，需建設(shè)多個(gè)集控中心。

（3）操作隊(duì)+監(jiān)控中心模式：每個(gè)地區(qū)級(jí)調(diào)度建立一個(gè)監(jiān)控中心，按照作業(yè)半徑分設(shè)若干操作隊(duì)。每個(gè)監(jiān)控中心24h有人值班。一個(gè)監(jiān)控中心監(jiān)控可以監(jiān)控整個(gè)地區(qū)的變電站。

優(yōu)點(diǎn)：人力資源利用率高，值班人員從一定程度上減少。自動(dòng)化技術(shù)得到充分利用；適應(yīng)各級(jí)電網(wǎng)發(fā)展需要。

缺點(diǎn)：監(jiān)控范圍大，隨著電網(wǎng)發(fā)展，監(jiān)控中心需相應(yīng)增加監(jiān)控席位。

2 智能電網(wǎng)調(diào)控一體化

為適應(yīng)智能電網(wǎng)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)調(diào)度智能化，提高電網(wǎng)運(yùn)行效率，根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司推行的大運(yùn)行模式要求，每個(gè)地區(qū)建立一個(gè)調(diào)控一體的調(diào)控中心。調(diào)度功能與監(jiān)控功能合并，按照作業(yè)半徑分設(shè)若干操作隊(duì)。變電站無(wú)人值班，調(diào)控中心24h有人不間斷值班。

調(diào)控一體化運(yùn)行模式特點(diǎn)：①人力資源利用率高，管理模式簡(jiǎn)單。調(diào)度中心能夠及時(shí)、準(zhǔn)確、全面的掌握電網(wǎng)運(yùn)行工況，快速、準(zhǔn)確下達(dá)事故異常處理命令。②調(diào)度/集控一體化設(shè)計(jì)，調(diào)度、集控融為一體。③調(diào)度、集控、運(yùn)維操作三級(jí)運(yùn)行管理架構(gòu)。④系統(tǒng)可靠性高，容量大，投資最省。⑤系統(tǒng)建設(shè)復(fù)雜，功能分布與責(zé)任分區(qū)等要求高。⑥多系統(tǒng)、多級(jí)別，互備功能極大的擴(kuò)展與提升。⑦集控系統(tǒng)和調(diào)度系統(tǒng)互為備用，提供系統(tǒng)級(jí)冗余。⑧通道級(jí)、前置級(jí)、系統(tǒng)級(jí)多種級(jí)別的互備。⑨集控系統(tǒng)免維護(hù)，由調(diào)度系統(tǒng)統(tǒng)一維護(hù)。⑩正常情況各自獨(dú)立運(yùn)行；系統(tǒng)級(jí)故障，調(diào)度可完全接替集控，集控可接替調(diào)度的SCADA功能。適用于調(diào)度與集控單獨(dú)建設(shè)或者建設(shè)多個(gè)大型集控系統(tǒng)。

3 調(diào)控一體化系統(tǒng)硬件配置

硬件系統(tǒng)主要由各類服務(wù)器、工作站、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和其他輔助計(jì)算機(jī)設(shè)備組成。可分為以下幾個(gè)主要部分：數(shù)據(jù)采集、通信、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)、數(shù)據(jù)處理和服務(wù)以及人機(jī)系統(tǒng)等。

（1）前置通信專用硬件設(shè)備：①終端服務(wù)器：用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)專線通道的通信。②MODEM：用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)專線通道的通信。③數(shù)字通道板：用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)專線通道的通信，具備光電隔離功能。④其他前置硬件設(shè)備：前置設(shè)備屏柜、切換裝置等。

（2）數(shù)據(jù)采集：數(shù)據(jù)采集服務(wù)器接入經(jīng)過(guò)專線遠(yuǎn)動(dòng)通道通信的監(jiān)控系統(tǒng)，設(shè)置主/備通信接口，支持主/備通道的自動(dòng)切換。通信接口數(shù)量易于擴(kuò)充。數(shù)據(jù)采集服務(wù)器可作為廣域網(wǎng)通信服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)與其他調(diào)度系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信。

（3）歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器：①利用集群功能實(shí)現(xiàn)雙重化配置的歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器的負(fù)載均衡，維持調(diào)控一體化系統(tǒng)的運(yùn)行，同時(shí)作為整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，用于實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)各項(xiàng)實(shí)時(shí)監(jiān)控功能。②充分利用雙重化配置的服務(wù)器的計(jì)算能力，實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡；其中一臺(tái)服務(wù)器發(fā)生故障，另一臺(tái)承擔(dān)全部計(jì)算任務(wù)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)故障切除。

（4）PAS服務(wù)器：主要用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用功能。應(yīng)滿足網(wǎng)絡(luò)分析等應(yīng)用軟件的功能和性能要求。

（5）DTS服務(wù)器：主要用于實(shí)現(xiàn)DTS服務(wù)功能。應(yīng)滿足DTS的功能和性能要求。

（6）WEB服務(wù)器：主要用于實(shí)現(xiàn)電力二次系統(tǒng)安全I(xiàn)II區(qū)的數(shù)據(jù)服務(wù)和實(shí)時(shí)信息WEB查詢與計(jì)劃發(fā)布功能。

（7）工作站：系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)專業(yè)分工要求分別配置相應(yīng)的MMI終端設(shè)備，并分別布置在不同的安全區(qū)內(nèi)。

4 調(diào)控一體化系統(tǒng)軟件配置

（1）通用功能：圖形工具、報(bào)表工具、曲線工具、商用數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)管理、電網(wǎng)模型（數(shù)據(jù)庫(kù)）維護(hù)界面、告警服務(wù)、權(quán)限管理、WEB瀏覽、CASE管理、研究態(tài)工具、系統(tǒng)管理等。

（2）應(yīng)用功能：SCADA功能：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、控制和調(diào)節(jié)、控制和調(diào)節(jié)、事件順序記錄（SOE）、事故追憶（PDR）、拓?fù)渲D形顯示、大屏幕控制數(shù)據(jù)考核、計(jì)算和統(tǒng)計(jì)及系統(tǒng)對(duì)時(shí)等。

（3）高級(jí)應(yīng)用軟件PAS功能：它由多個(gè)功能模塊組成，可選用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹顟B(tài)估計(jì)、調(diào)度員潮流、負(fù)荷預(yù)測(cè)、靜態(tài)安全分析及網(wǎng)絡(luò)等值等六個(gè)功能模塊，并對(duì)無(wú)功電壓優(yōu)化與控制系統(tǒng)提供必須的接口支持。

（4）Web子系統(tǒng)功能：EMS的Web子系統(tǒng)部署在安全Ⅲ區(qū)，具有數(shù)據(jù)服務(wù)與信息發(fā)布雙重功能，以緊耦合方式和松耦合方式對(duì)外提供電網(wǎng)數(shù)據(jù)訪問(wèn)，這些數(shù)據(jù)包括電網(wǎng)模型信息數(shù)據(jù)、電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、電網(wǎng)歷史數(shù)據(jù)、電網(wǎng)告警與事件數(shù)據(jù)等。這些數(shù)據(jù)完全是I區(qū)EMS的數(shù)據(jù)鏡像。同時(shí)，利用存儲(chǔ)的描述數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以Web頁(yè)面的形式發(fā)布電網(wǎng)運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)。

（5）調(diào)度員培訓(xùn)模擬（DTS）功能：調(diào)度員培訓(xùn)模擬提供一個(gè)綜合的工具來(lái)培訓(xùn)和提高電網(wǎng)調(diào)度和管理人員的技能。提供具有實(shí)用價(jià)值的雙重應(yīng)用模擬培訓(xùn)功能，即電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行控制模擬培訓(xùn)、EMS系統(tǒng)應(yīng)用操作模擬培訓(xùn)，為調(diào)度和管理人員提供與實(shí)際運(yùn)行的EMS系統(tǒng)完全一致的應(yīng)用操作環(huán)境。

（6）其他應(yīng)用功能：①電子值班。②廠站實(shí)時(shí)功率測(cè)量平衡監(jiān)視統(tǒng)計(jì)。③與將來(lái)應(yīng)用系統(tǒng)的接口。

5 結(jié)語(yǔ)

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是電網(wǎng)調(diào)度和變電監(jiān)控的重要技術(shù)支持系統(tǒng)，為了保證提供不間斷的電力監(jiān)控和調(diào)度指揮，迫切需要建立調(diào)度控制中心，同時(shí)將智能調(diào)度等先進(jìn)技術(shù)成果引入調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)調(diào)控一體化，通過(guò)共享信息、共享設(shè)備，既能節(jié)約成本，還能提高電網(wǎng)運(yùn)行效率和安全可靠性，不斷提升系統(tǒng)智能化水平。

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