電力調(diào)度自動化系統(tǒng)工程的改造措施探討

摘要：電力調(diào)度化自動化系統(tǒng)在改造后運轉(zhuǎn)才會更加安全、更加可靠，對于整個電網(wǎng)的安全運行來講，有助于改善和提升安全運行的水平，提高對相關(guān)事故的處理解決能力。基于此，主要結(jié)合實例對電力調(diào)度自動化系統(tǒng)工程的改造措施進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：電力調(diào)度；自動化系統(tǒng)；改造措施

作者簡介：汪一波（1978-），男，四川安岳人，四川安岳供電有限責(zé)任公司，工程師，技師；左宇航（1967-），男，重慶人，四川安岳供電有限責(zé)任公司，工程師。（四川 安岳 642350）

中圖分類號：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）29-0205-02

安岳縣電力調(diào)度自動化系統(tǒng)改造后按照國際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計，并且引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)，確保了系統(tǒng)運行過程中的穩(wěn)定性，提高了功能的實用性，成本也較為合理；按照廠站的總數(shù)以及電網(wǎng)的總?cè)萘坑行нM(jìn)行電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的配置和安排，提高系統(tǒng)的實用性；此外，SCADA功能較為完善，系統(tǒng)具有良好的可靠性。

一、系統(tǒng)硬件的構(gòu)成

調(diào)度自動化及其管理系統(tǒng)的主要功能是監(jiān)測并有效控制電力系統(tǒng)的實際運行狀況，需要具有精確的實時性以及良好的可靠性。在主站系統(tǒng)中，要求其服務(wù)器和工作站具有較高的性能，另外數(shù)據(jù)服務(wù)器以及調(diào)度工作站這些關(guān)鍵地方應(yīng)引進(jìn)先進(jìn)的冗余熱備用技術(shù)，盡可能滿足電力系統(tǒng)提出的要求。

在設(shè)計和規(guī)劃局域網(wǎng)的時候要求以太網(wǎng)的速度盡可能迅速，并采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。此外，要求雙網(wǎng)不僅能夠熱備用，還能進(jìn)行分流，有效提高網(wǎng)絡(luò)運行的可靠性。

調(diào)度自動化主站可以進(jìn)行如下配置：要求設(shè)置2臺前置服務(wù)器、1臺WEB服務(wù)器、1臺維護(hù)工作站、1臺通信集控工作站、1臺遠(yuǎn)程維護(hù)工作站，另外再分別設(shè)置2臺SCADA兼PAS服務(wù)器和調(diào)度員工作站，實時數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)1套、A3噴墨和激光打印機(jī)各1臺以及其他相關(guān)設(shè)備和附件1套。

二、系統(tǒng)軟件平臺

1.數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的構(gòu)建

在設(shè)計數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)時一定要盡可能滿足電力自動化系統(tǒng)自動進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問和處理，及時響應(yīng)各種要求，在處理數(shù)據(jù)的過程中應(yīng)該具有較高的安全性，在設(shè)置SQL語言數(shù)據(jù)庫的過程中還應(yīng)該盡可能的標(biāo)準(zhǔn)化，并將數(shù)據(jù)庫開放。[1]數(shù)據(jù)庫主要由兩部分構(gòu)成，一方面是歷史數(shù)據(jù)庫，另一方面是實時數(shù)據(jù)庫，要求這兩個數(shù)據(jù)庫都能夠支持冗余熱備用。此外，在定義數(shù)據(jù)時能進(jìn)行在線操作。

賣方提供的系統(tǒng)具備定時（時間可設(shè)）自動備份SCADA系統(tǒng)（含參數(shù)數(shù)據(jù)庫、圖形、曲線、報表、歷史數(shù)據(jù)庫、運行程序，可以對備份項目進(jìn)行選擇）、一鍵備份功能，同時可以進(jìn)行人工干預(yù)，備份的文件名稱及屬性應(yīng)一目了然。

2.圖形及人機(jī)界面系統(tǒng)

（1）用戶在登錄時必須驗證身份信息。在登錄時自動彈出相應(yīng)的登錄信息對話框。該對話框的主要目的是需要得到管理人員的認(rèn)證。對于不同的用戶如果使用不一樣的機(jī)器，那么權(quán)限也可以指定不一樣的，這時系統(tǒng)就需要驗證用戶身份對其設(shè)置相應(yīng)的權(quán)限。

（2）用戶不論進(jìn)行什么操作，系統(tǒng)都能夠形成一定的記錄，包括具體的時間以及內(nèi)容，還可以按照用戶的實際需求將這些記錄儲存起來。

（3）系統(tǒng)具備遠(yuǎn)程維護(hù)方案，PC機(jī)、便攜式PC機(jī)可以通過撥號MODEM遠(yuǎn)程維護(hù)主站系統(tǒng)。

（4）系統(tǒng)具備畫面拷貝的功能，屏幕上的所有畫面可以從打印機(jī)上打印出來。

（5）系統(tǒng)能夠為用戶提供一個反應(yīng)迅速的報警系統(tǒng)，并且該報警系統(tǒng)能夠讓用戶根據(jù)實際需要進(jìn)行自定義，通過啟動固定的程序發(fā)出聲音警報等，用戶予以確認(rèn)即可。

（6）系統(tǒng)提供對所有事件的順序記錄和分類事件的順序記錄。系統(tǒng)對事件的順序記錄包括系統(tǒng)的運行信息（遙信變位、遙測越限、RTU的狀態(tài)變化、通訊設(shè)備的狀態(tài)變化、工作站的運行狀態(tài)變化）、系統(tǒng)設(shè)備的操作信息（遙控操作、人工變位、人工置數(shù)、工作站的切機(jī)、啟動、關(guān)閉操作）、系統(tǒng)的維護(hù)信息（數(shù)據(jù)庫生成、增刪、修改及驗證裝庫操作及畫面生成及修改、報表的生成與修改）。不同的事項可以根據(jù)用戶的定義用不同的顏色顯示，用戶可通過過濾條件任意的組合顯示并打印各種記錄。[2]

（7）系統(tǒng)通過接收GPS時鐘信號并實現(xiàn)全系統(tǒng)對鐘。

（8）系統(tǒng)還可以識別用戶的級別，設(shè)置相應(yīng)的口令進(jìn)行嚴(yán)格的權(quán)限控制，系統(tǒng)管理員根據(jù)實際情況修改口令，按照具體的操作席和電壓等級等進(jìn)行適當(dāng)?shù)膭澐帧?/p>

3.用戶權(quán)限管理

SCADA系統(tǒng)應(yīng)具有針對每一用戶、每一圖形、曲線、報表以及各種應(yīng)用功能進(jìn)行各種權(quán)限設(shè)置。對一個操作對象可有三種權(quán)限分配：允許/不允許讀、允許/不允許寫、允許/不允許執(zhí)行。

在一定的權(quán)限下，能在畫面（包括接線圖、表格等）上在線修改任一被測對象的記錄屬性（如該對象的名稱、類型、容量、限值、告警級別等）。相同的人員在不同的責(zé)任區(qū)可以設(shè)置擁有不同的權(quán)限。

4.系統(tǒng)功能：前置機(jī)數(shù)據(jù)采集和處理

采集接入變電站的遙測遙信數(shù)據(jù)及電廠的模擬量狀態(tài)量信息，進(jìn)行誤碼檢查和統(tǒng)計、報文分類并轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)可信性檢驗、工程量變換等處理并向上位機(jī)發(fā)送。采集電網(wǎng)頻率和GPS時鐘信號。主站配置一套GPS時鐘以統(tǒng)一系統(tǒng)時間，前置通信服務(wù)器以此為標(biāo)準(zhǔn)，對各類RTU進(jìn)行時間校準(zhǔn)。采集變電站保護(hù)等智能裝置報文信息：保護(hù)開關(guān)狀態(tài)量、保護(hù)測量值、保護(hù)定值信息、保護(hù)故障動作信息、保護(hù)裝置自檢信息、信號復(fù)歸等。具有與上級和下級調(diào)度自動化系統(tǒng)通信的功能。可以向上下級調(diào)度自動化系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)，并接收上下級調(diào)度自動化系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)的遙測、遙信、電度等數(shù)據(jù)。

三、基本的SCADA功能

1.數(shù)據(jù)采集

（1）在采集模擬量的時候可以采取兩個方式。掃描方式：每個周期都要對所有模擬量進(jìn)行徹底掃描，然后將掃描信息存入到數(shù)據(jù)庫當(dāng)中；閾值方式：該方法主要是通過掃描每個模擬量，將超出閾值的值找出來并發(fā)送到控制系統(tǒng)中。

（2）在采集狀態(tài)量的時候可以采取兩個方式。狀態(tài)變化檢出：通過對狀態(tài)進(jìn)行檢測和驅(qū)動，一旦出現(xiàn)變化可以及時讀出相應(yīng)的響應(yīng)；掃描方式：根據(jù)每個周期將RTU實時遙信狀態(tài)讀入到系統(tǒng)當(dāng)中，及時更新數(shù)據(jù)庫信息。

（3）在采集脈沖量的時候可以采取兩個方式：定時掃描、周期采集。

2.數(shù)據(jù)處理

（1）對模擬量進(jìn)行數(shù)據(jù)處理：檢驗數(shù)據(jù)具有的合理性；通過限值來檢測數(shù)據(jù)具有的合理性；在檢查的過程中可以進(jìn)行多級限值檢查，可以適當(dāng)調(diào)整限值；根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果及時進(jìn)行更新。[3]

（2）對狀態(tài)量進(jìn)行數(shù)據(jù)處理：按照事故總信號的動作情況，將開關(guān)出現(xiàn)的事故跳閘現(xiàn)象以及人工操作原因區(qū)分開來，判斷是否是事故問題；可以通過人工方式設(shè)置開關(guān)的狀態(tài)以及刀閘的狀態(tài)，并對這些狀態(tài)設(shè)置對應(yīng)的標(biāo)志；在線實時檢測并統(tǒng)計出開關(guān)的跳閘次數(shù)和合閘次數(shù)，在達(dá)到極限次數(shù)之后要及時發(fā)出報警。

3.曲線管理

指定的計劃數(shù)據(jù)、當(dāng)前實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和負(fù)荷預(yù)計數(shù)據(jù)，以及安全限值等應(yīng)能以趨勢曲線方式在顯示器上顯示，趨勢曲線的采樣周期應(yīng)能由調(diào)度員整定，實時趨勢曲線能隨時間的變化自動刷新。

用戶應(yīng)可根據(jù)運行要求，定義曲線的顯示方式（坐標(biāo)的靈活定義、曲線的種類和色彩、數(shù)據(jù)的起始點和時間間隔、坐標(biāo)的拖動顯示等）。

計劃數(shù)據(jù)曲線的條數(shù)可任意定義，且系統(tǒng)應(yīng)能方便地將用戶的自定義格式曲線數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫中，自動生成各類計劃曲線，并能實時更新全系統(tǒng)。

4.功能

（1）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹Ｔ谡麄€調(diào)度自動化系統(tǒng)的所有功能當(dāng)中，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫瞧渥罨镜囊粋€功能。該功能可以按照電網(wǎng)中斷路器等顯示出來的遙信狀態(tài)、根據(jù)每個電氣元件之間的關(guān)系自動生成相應(yīng)的母線以及對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)模型，最后將物理模型有效地轉(zhuǎn)換成通用的數(shù)學(xué)模型，這樣就可以進(jìn)行自動估計狀態(tài)，安全有效地進(jìn)行分析以及模擬調(diào)度員的培訓(xùn)工作等。

（2）短期負(fù)荷預(yù)測。

1）首先可以全面地分析和處理電網(wǎng)的實時數(shù)據(jù)以及歷史數(shù)據(jù)，并通過選擇合適的預(yù)測手段對未來一天甚至一周的負(fù)荷變化進(jìn)行有效預(yù)測。該預(yù)測方法速度快，預(yù)測的精確程度高。[4]

2）由于負(fù)荷會受到各種因素的影響，例如氣溫、計劃考核等，所以需要充分考慮這些因素準(zhǔn)確地預(yù)報預(yù)測結(jié)果。

3）根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)資料可以每天在24個整點內(nèi)進(jìn)行負(fù)荷預(yù)報，也可以采取96點或者更密的點進(jìn)行預(yù)報。

四、結(jié)論

本電力調(diào)度自動化主站系統(tǒng)改造后采用WINDOWS操作系統(tǒng)作為基本平臺。在進(jìn)行系統(tǒng)方案設(shè)計時嚴(yán)格按照先進(jìn)性、開放性以及可以進(jìn)一步擴(kuò)充性等幾個原則，并充分考慮電網(wǎng)的具體分布情況對電網(wǎng)未來一段時間內(nèi)的發(fā)展規(guī)劃等進(jìn)行預(yù)測和設(shè)計，確保系統(tǒng)能夠安全可靠運行，盡可能滿足電網(wǎng)的發(fā)展需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳昊琛.探究電力調(diào)度自動化系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2009，（6）.

[2]王偉佳.電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的發(fā)展方向探析[J].科技信息，2009，（19）.

[3]余世兵.地區(qū)性電力調(diào)度自動化系統(tǒng)方案研究[J].科技資訊，2009，（5）.

[4]石俊杰，孟碧波，顧鏡汶.電網(wǎng)調(diào)度自動化專業(yè)綜述[J].電力系統(tǒng)自動化，2004，（8）.

（責(zé)任編輯：王祝萍）