調(diào)控一體化自動(dòng)化雙系統(tǒng)建設(shè)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(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民對(duì)電力的需求越來(lái)越高，電網(wǎng)在不斷發(fā)展和進(jìn)步的同時(shí)，保證電力供應(yīng)的安全有序進(jìn)行，是電力調(diào)度的首要任務(wù)。而電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)作為保證電網(wǎng)安全和經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行的重要手段之一，需要建設(shè)好、應(yīng)用好，為各級(jí)電力調(diào)度機(jī)構(gòu)生產(chǎn)運(yùn)行人員提供電力系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息、分析決策工具和控制手段，切實(shí)起到技術(shù)支持的作用。特別是近兩年，國(guó)家電網(wǎng)公司提出了"三集五大"發(fā)展思路，調(diào)控一體化作為"大運(yùn)行"的重要一環(huán)，勢(shì)在必行。本文分析了適應(yīng)調(diào)控一體化的自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)如何構(gòu)架，才能確保調(diào)控一體化的順利實(shí)施，以及目前的應(yīng)用情況。

1 、調(diào)控自動(dòng)化系統(tǒng)的必要性

電力系統(tǒng)是一個(gè)龐大而且復(fù)雜的系統(tǒng)，由幾十個(gè)到幾百個(gè)發(fā)電廠、變電所和成千上萬(wàn)個(gè)電力用戶，通過(guò)多種電壓等級(jí)的電力線路，互相連接成網(wǎng)進(jìn)行生產(chǎn)運(yùn)行。電能的生產(chǎn)輸送過(guò)程是瞬間完成的，而且要滿足發(fā)電量和用戶用電量的平衡。現(xiàn)在電力系統(tǒng)的發(fā)展趨是電網(wǎng)日益龐大，運(yùn)行操作日益復(fù)雜，所以當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障后其影響也越來(lái)越大。另一方面，用戶對(duì)供電可靠性和供電質(zhì)量的要求日趨嚴(yán)格，這就對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度人員和電力系統(tǒng)調(diào)度的自動(dòng)化水平提出了更高的要求。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化具有較大的經(jīng)濟(jì)效益，可以提高電網(wǎng)的安全運(yùn)行水平。當(dāng)發(fā)生事故時(shí)調(diào)度員能及時(shí)掌握情況，迅速進(jìn)行處置，防止事故擴(kuò)大，減少停電損失。因此，電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化是一項(xiàng)促進(jìn)電力生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步和有顯著經(jīng)濟(jì)效益的重要工作，是電力系統(tǒng)不可缺少的組成部分。2010年，國(guó)家電網(wǎng)公司提出了"三集五大"體系建設(shè)，其中"大運(yùn)行"要求在傳統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行值班業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上，增加變電設(shè)備運(yùn)行集中監(jiān)控功能，推進(jìn)各級(jí)變電設(shè)備運(yùn)行集中監(jiān)控業(yè)務(wù)與電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)的高度融合，實(shí)現(xiàn)調(diào)控一體化。調(diào)控一體化的實(shí)施，不僅僅是人員、業(yè)務(wù)的整合，更對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)等技術(shù)保障體系提出了更高要求。

2 、調(diào)控一體化自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)思路

2.1.自動(dòng)化系統(tǒng)基本功能要求

調(diào)控一體化要求實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度和運(yùn)行監(jiān)控功能的集約融合、統(tǒng)一管理，對(duì)調(diào)度自動(dòng)化裝備提出了更高要求。要同時(shí)滿足調(diào)度、監(jiān)控運(yùn)行工作需要，自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)具備完整可靠的SCADA功能，也要具備高級(jí)應(yīng)用軟件的分析計(jì)算、智能決策功能。由于調(diào)度、監(jiān)控人員所需權(quán)限不同，應(yīng)用重點(diǎn)也不同，自動(dòng)化系統(tǒng)還應(yīng)具備權(quán)限劃分的功能，針對(duì)不同的用戶賦予不同的權(quán)限。

2.2.建立雙套自動(dòng)化系統(tǒng)的必要性

由于實(shí)行無(wú)人值班后，變電站主要通過(guò)監(jiān)控人員對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視。而調(diào)控一體化整合后，調(diào)度、監(jiān)控人員均使用同一套自動(dòng)化系統(tǒng)。而只有一套自動(dòng)化系統(tǒng)的安全風(fēng)險(xiǎn)非常大。當(dāng)自動(dòng)化系統(tǒng)因自然災(zāi)害或系統(tǒng)故障等停運(yùn)后，調(diào)度和監(jiān)控人員將對(duì)所轄廠站失去監(jiān)控，由于廠站均為無(wú)人值班，此時(shí)若發(fā)生故障，調(diào)度及監(jiān)控人員不能及時(shí)知道，更無(wú)法及時(shí)進(jìn)行處理，極有可能因此導(dǎo)致電網(wǎng)事故的擴(kuò)大和蔓延，造成大面積停電事故。所以，為了提高自動(dòng)化系統(tǒng)的容災(zāi)能力，應(yīng)建立兩套自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的監(jiān)控。同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)更高的可靠性和較小的維護(hù)工作量，兩套自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)采用同一廠家的自動(dòng)化系統(tǒng)。每個(gè)廠站通過(guò)專線通道盡量經(jīng)不同路由分別接入兩套系統(tǒng)。兩套系統(tǒng)之間應(yīng)至少實(shí)現(xiàn)前置、系統(tǒng)互備。前置互備主要指一個(gè)廠站分別接入兩套系統(tǒng)，當(dāng)廠站與A系統(tǒng)通訊中斷時(shí)，能通過(guò)B系統(tǒng)將遠(yuǎn)動(dòng)信息傳給A系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)雙系統(tǒng)和雙路由。系統(tǒng)互備主要指兩套系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)互為備用。當(dāng)A系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)故障后，工作站可通過(guò)切換到B系統(tǒng)，從而提高系統(tǒng)的可靠性。

為了充分發(fā)揮兩套自動(dòng)化系統(tǒng)的容災(zāi)能力，調(diào)度控制室應(yīng)安裝至少兩臺(tái)工作站，分別通過(guò)光纖直連到兩套自動(dòng)化系統(tǒng)，這樣當(dāng)任意一套自動(dòng)化系統(tǒng)停運(yùn)后，均不影響調(diào)度監(jiān)控人員對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)掌控。

2.3.加強(qiáng)自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用的建議

為切實(shí)有效提高調(diào)度和監(jiān)控人員監(jiān)控效率，應(yīng)統(tǒng)一制定自動(dòng)化系統(tǒng)告警信號(hào)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，有系統(tǒng)、分層次對(duì)告警信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化、歸類(lèi)、減少，為調(diào)控人員提供更精準(zhǔn)有用的告警信息，減輕調(diào)控人員無(wú)謂的工作量。尤其是在電網(wǎng)發(fā)生事故后，能及時(shí)通過(guò)一級(jí)告警信息及時(shí)分析、判斷事故原因，確保事故處理時(shí)"判斷準(zhǔn)確、隔離迅速、重點(diǎn)保障、恢復(fù)及時(shí)、控制有力"，切實(shí)避免調(diào)度和監(jiān)控人員浩如煙海的信息量所覆蓋，實(shí)現(xiàn)科學(xué)治網(wǎng)和科學(xué)減負(fù)。

加強(qiáng)技術(shù)裝備來(lái)提高電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行的控制能力。在傳統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行值班業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上，加強(qiáng)在線安全分析預(yù)警、實(shí)時(shí)計(jì)劃優(yōu)化調(diào)整、故障輔助決策等功能，全面掌控電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)調(diào)度運(yùn)行從經(jīng)驗(yàn)型向智能型、從單一運(yùn)行功能到多功能、從事后被動(dòng)型向事前主動(dòng)型轉(zhuǎn)變。

3 、目前眉山調(diào)控自動(dòng)化雙系統(tǒng)建設(shè)及應(yīng)用情況

眉山公司在2010年投運(yùn)了全國(guó)首套集群調(diào)控自動(dòng)化雙系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)近兩年的運(yùn)行，取得了良好的效果。下面簡(jiǎn)單介紹此套系統(tǒng)的總體構(gòu)架及應(yīng)用情況。

3.1 集群調(diào)控自動(dòng)化雙系統(tǒng)總體架構(gòu)

圖1 集群調(diào)控自動(dòng)化雙系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

3.2 前置互備

如圖所示，正常時(shí)，廠站通過(guò)站端通信管理單元不同的串口分別向A系統(tǒng)和B系統(tǒng)傳送數(shù)據(jù)。其中，廠站至A系統(tǒng)串口通道設(shè)置為A通道，廠站至B系統(tǒng)串口通道設(shè)置為B通道，A系統(tǒng)接收B系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通道設(shè)置為C通道，B系統(tǒng)接收A系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通道設(shè)置為D通道。C通道和D通道通過(guò)104網(wǎng)絡(luò)規(guī)約不間斷傳送數(shù)據(jù)。為保證數(shù)據(jù)庫(kù)的同步性，廠站向A系統(tǒng)和B系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)的遠(yuǎn)動(dòng)信息表完全一致。要求每個(gè)廠站盡量從不同路由分別接入A、B系統(tǒng)，形成廠站與雙系統(tǒng)之間雙通道雙路由格局。

圖2 前置互備示意圖

3.3 系統(tǒng)互備

集群調(diào)控自動(dòng)化雙系統(tǒng)正常工作時(shí)，其主網(wǎng)交換機(jī)互聯(lián)，兩套系統(tǒng)采用熱備用方式、實(shí)時(shí)同步運(yùn)行，且A系統(tǒng)和B系統(tǒng)都具備相同和完整的電網(wǎng)模型。為保證兩套系統(tǒng)的模型、圖形、參數(shù)的一致性，所有的數(shù)據(jù)維護(hù)（模型、圖形、參數(shù)）均在A系統(tǒng)中完成，A系統(tǒng)實(shí)時(shí)庫(kù)、商用庫(kù)和圖形的修改將實(shí)時(shí)同步到B系統(tǒng)。兩套系統(tǒng)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(shù)據(jù)，sync_msg_send傳送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

3.4 Web互備

兩套系統(tǒng)有各自的Web系統(tǒng)，正常時(shí)各自獨(dú)立運(yùn)行，互不干涉。進(jìn)入集群調(diào)控自動(dòng)化雙系統(tǒng)Web頁(yè)面后，可任意選擇登錄A系統(tǒng)或B系統(tǒng)的Web進(jìn)行瀏覽，任意一臺(tái)Web服務(wù)器出現(xiàn)故障，Web用戶可以登錄另一套系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)Web級(jí)互備，切實(shí)提高Web系統(tǒng)工作的可靠性。

3.5 應(yīng)用情況

2010年3月眉山公司集群調(diào)控自動(dòng)化雙系統(tǒng)投運(yùn)后，完成了所有廠站A、B系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)，完成了告警信息分級(jí)工作，系統(tǒng)嵌入了省地一體化安全穩(wěn)定預(yù)警與輔助決策系統(tǒng)、智能調(diào)度輔助決策系統(tǒng)、可視化網(wǎng)損系統(tǒng)等應(yīng)用。經(jīng)過(guò)近兩年的運(yùn)行，為調(diào)度、監(jiān)控提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐，全面提升了眉山公司自動(dòng)化系統(tǒng)裝備水平和容災(zāi)能力，為下一步調(diào)控一體化的開(kāi)展提供了有力保障。

4、結(jié)論。隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展，變革運(yùn)行組織模式成為了電網(wǎng)發(fā)展的客觀要求。而調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是電力生產(chǎn)中的重要一環(huán)，是調(diào)控一體化實(shí)施中的重要技術(shù)支持，需要建設(shè)好、應(yīng)用好，才能為生產(chǎn)組織模式的變革提供安全保障，才能確保電力生產(chǎn)的長(zhǎng)治久安。

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