電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)安全問(wèn)題及發(fā)展方向研究

劉麗霞

（福建省永安市供電有限公司，福建 永安 366000）

引言

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)由調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)、發(fā)電廠自動(dòng)化系統(tǒng)、傳輸通道以及相關(guān)設(shè)備組成。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)一般包含安裝在發(fā)電廠、變電站的數(shù)據(jù)采集和控制裝置,以及安裝在各級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)的主站設(shè)備,通過(guò)通信介質(zhì)或數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成系統(tǒng)[1]。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化,是當(dāng)前電力系統(tǒng)中發(fā)展最快的技術(shù)領(lǐng)域之一。常見(jiàn)的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)有:監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)(SCADA)、能量管理系統(tǒng)(EMS)、配電管理系統(tǒng) (DMS)、電能量計(jì)量系統(tǒng)(MeternigSystem)等。

1 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化評(píng)價(jià)體系原則及作用

建立電力調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)的總體測(cè)試評(píng)價(jià)體系,應(yīng)立足于客觀、實(shí)用、易操作的原則,因而應(yīng)建立起標(biāo)準(zhǔn)配置環(huán)境下的各分項(xiàng)詳細(xì)技術(shù)指標(biāo)。在此基礎(chǔ)上,再根據(jù)各具體系統(tǒng)的配置與要求,測(cè)試出與標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的差異。對(duì)系統(tǒng)的評(píng)價(jià),應(yīng)主要把握住以下幾個(gè)方面:

（1）是否采用了先進(jìn)成熟主流的技術(shù)和平臺(tái)、是否遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）是否具備良好的開放性安全性靈活性穩(wěn)定性可靠性以及可管理性可擴(kuò)充性。根據(jù)我國(guó)運(yùn)行單位的實(shí)際情況、結(jié)合我國(guó)自行設(shè)計(jì)開發(fā)實(shí)施電力調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn),盡快制訂出適合我國(guó)國(guó)情、實(shí)用性和可操作性較強(qiáng)的測(cè)試評(píng)價(jià)體系,能夠縮短電力調(diào)度自動(dòng)化應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)周期,節(jié)約應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)成本,降低應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的失敗率,提高應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)質(zhì)量,簡(jiǎn)化應(yīng)用系統(tǒng)的集成,保護(hù)已有的投資,減少系統(tǒng)初期建設(shè)成本,減少系統(tǒng)的維護(hù)升級(jí)擴(kuò)展費(fèi)用,保證技術(shù)進(jìn)步的連續(xù)性,提高應(yīng)用水平,增強(qiáng)應(yīng)用系統(tǒng)的生命力。

2 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化安全問(wèn)題

隨著電力工業(yè)的發(fā)展,電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)在電網(wǎng)調(diào)度管理中的作用越來(lái)越重要,它為電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了重要的技術(shù)手段,已成為電力系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)。但近年來(lái),因各種電壓等級(jí)變電站逐步采用了計(jì)算機(jī)監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)了無(wú)人或少人值班,有時(shí)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備和管理不到位,造成各種不安全因素,影響數(shù)據(jù)的采集、處理和傳輸,進(jìn)而影響系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠和運(yùn)行,加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)安全性的保護(hù)意義重大。在技術(shù)方面,筆者認(rèn)為應(yīng)采取以下對(duì)策:

（1）在網(wǎng)絡(luò)傳輸層,既要保證數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的安全,又要向外傳輸必要的數(shù)據(jù),必須堅(jiān)持調(diào)度控制系統(tǒng)與調(diào)度生產(chǎn)系統(tǒng)之間、調(diào)度生產(chǎn)管理系統(tǒng)與企業(yè)辦公自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部之間的有效安全隔離,它們之間的信息傳輸只能采用單向傳輸?shù)姆绞?。如采取防火墻、專用網(wǎng)關(guān)(單向門)、網(wǎng)段選擇器等進(jìn)行有效隔離。另外在調(diào)度數(shù)據(jù)專用網(wǎng)絡(luò)的廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)上,根據(jù)不同的業(yè)務(wù)系統(tǒng),還可采取網(wǎng)絡(luò)安全訪問(wèn)控制技術(shù),加密通信技術(shù)、身份認(rèn)證技術(shù)、備份和恢復(fù)技術(shù)。

（2）在系統(tǒng)和應(yīng)用層面,為保證數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的安全,采用安全的操作系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng),對(duì)關(guān)鍵的軟硬件及關(guān)鍵的數(shù)據(jù)進(jìn)行熱備份和冷備份等措施,防病毒技術(shù)是通常采用的傳統(tǒng)安全技術(shù)。

（3）加強(qiáng)對(duì)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依據(jù)、系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)配置、系統(tǒng)支撐軟件要求、SCADA功能、歷史數(shù)據(jù)管理、報(bào)表管理、高級(jí)應(yīng)用軟件、外部網(wǎng)絡(luò)通信及系統(tǒng)性能要求等方面進(jìn)行及時(shí)的規(guī)范化,以解決其造成的不安全因素。

（4）所有變電站按照無(wú)人值班變電站的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)、改造,實(shí)現(xiàn)四遙功能。對(duì)由于通道原因?qū)崿F(xiàn)四遙功能暫時(shí)有困難的變電站,也要求二次的四遙功能一步到位,以節(jié)省投資,加快變電站無(wú)人值班工作的進(jìn)行。

（5）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)宜設(shè)專職系統(tǒng)管理員,負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全運(yùn)行和性能優(yōu)化。軟件人員要定期檢查、分析軟件運(yùn)行的穩(wěn)定性和各種功能的運(yùn)行情況,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)診斷處理,并作詳細(xì)記錄。

（6）自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)有可靠的接地系統(tǒng),并具有防雷和防過(guò)壓措施,每年應(yīng)對(duì)上述裝置的接地電阻進(jìn)行檢測(cè),接地電阻值應(yīng)符合有關(guān)規(guī)程的規(guī)定。對(duì)調(diào)度自動(dòng)化設(shè)備機(jī)房應(yīng)按有關(guān)規(guī)定設(shè)置,并配備消防設(shè)施。

3 開發(fā)具有自校驗(yàn)功能的調(diào)度操作票

電網(wǎng)調(diào)度操作票制度是電力系統(tǒng)運(yùn)行管理中防止誤操作的行之有效的安全保障措施,開操作票是一項(xiàng)經(jīng)驗(yàn)性很強(qiáng)的工作,不僅要求調(diào)度員對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和電力有關(guān)規(guī)程非常熟悉,而且必須具有扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)和豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),能夠不受環(huán)境、情緒等因素的影響。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,電網(wǎng)接線愈加復(fù)雜,加之新設(shè)備的不斷投運(yùn),對(duì)電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的自動(dòng)化水平提出了更高的要求。因此,開發(fā)具有自校驗(yàn)功能的電網(wǎng)調(diào)度操作票專家系統(tǒng)[2]對(duì)于減輕調(diào)度員擬票壓力、提高電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的自動(dòng)化水平具有十分重要的意義。

4 調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展方向

當(dāng)前電力系統(tǒng)自動(dòng)化軟件已經(jīng)發(fā)展到第四代。電力系統(tǒng)需求和應(yīng)用模式也有了很大轉(zhuǎn)變,其發(fā)展方向集中體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

4.1 自動(dòng)化系統(tǒng)的規(guī)模日益增大

自動(dòng)化系統(tǒng)無(wú)論接入的信息量、接入的范圍、接入的信息種類都比以往大大增加。自動(dòng)化系統(tǒng)尤其是實(shí)時(shí)生產(chǎn)管理方面(SCADA/DMS/TMR等)對(duì)系統(tǒng)軟件提出了更高的要求,尤其是系統(tǒng)的開放性、穩(wěn)定性、可靠性以及系統(tǒng)的高可用性等方面。系統(tǒng)在規(guī)模擴(kuò)大的情況下,系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、實(shí)時(shí)指標(biāo)等要求并不能降低。

4.2 自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用的復(fù)雜度日益提高

隨著電力自動(dòng)化系統(tǒng)產(chǎn)品實(shí)用化的推進(jìn),生產(chǎn)監(jiān)控、調(diào)度、指揮、管理類的自動(dòng)化應(yīng)用需求日益實(shí)用化、也日益復(fù)雜化。應(yīng)用的復(fù)雜化對(duì)數(shù)據(jù)源頭要求多樣化,數(shù)據(jù)源的種類多樣化、與兄弟系統(tǒng)的互連復(fù)雜化,在中間往往還夾帶著中國(guó)特色的管理性質(zhì)的內(nèi)容。

4.3 自動(dòng)化系統(tǒng)間的交互大大增強(qiáng)

自動(dòng)化控制中心間的信息交互已經(jīng)從以往單純的轉(zhuǎn)發(fā),向分布式的網(wǎng)絡(luò)傳播進(jìn)行轉(zhuǎn)化。信息的流向不再是單點(diǎn)單向的,而轉(zhuǎn)變?yōu)槎帱c(diǎn)多向的。對(duì)分布式的網(wǎng)絡(luò)多級(jí)控制中心間互連依賴大大加強(qiáng),新一代的系統(tǒng)必須具備良好的接入能力。自動(dòng)化系統(tǒng)相關(guān)子系統(tǒng)(SCADA/EMS、DMS、TMR、DMIS、MIS) 等信息交互的需求大大增強(qiáng)。隨著各個(gè)子系統(tǒng)功能的擴(kuò)展增加,各個(gè)子系統(tǒng)間的信息耦合也越來(lái)越緊密,子系統(tǒng)間的信息交換和共享日趨頻繁。子系統(tǒng)間的交互方式日趨網(wǎng)絡(luò)化,交互信息日趨標(biāo)準(zhǔn)化,交互內(nèi)容實(shí)時(shí)性越來(lái)越高[3]。

5 結(jié)論

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是指直接為電網(wǎng)運(yùn)行服務(wù)的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng),在線為各級(jí)電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)生產(chǎn)運(yùn)行人員提供電力系統(tǒng)運(yùn)行信息、分析決策工具和控制手段的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，應(yīng)以計(jì)算機(jī)領(lǐng)域計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)、通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、Internet技術(shù)的發(fā)展為基礎(chǔ)，集成國(guó)際流行的CORBA中間件平臺(tái)技術(shù)、公用信息模塊（CIM）技術(shù)、可視化技術(shù)、電力市場(chǎng)交易與安全分析一體化的技術(shù)、Internet信息服務(wù)技術(shù)等，滿足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，兼具開發(fā)性與擴(kuò)展性，并符合未來(lái)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)調(diào)度的需求。

[1]袁季修.電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制[M].北京:中國(guó)電力出版社,1996年.

[2]周明,任建文,李庚銀等.基于多智能體的電網(wǎng)調(diào)度操作票指導(dǎo)系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2004,24(4):58-62.

[3]張鋒.淺談電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化及其發(fā)展方向[J].廣東科技,2008,04(185):114-117.

[4]陳春，郭鵬飛.電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)安裝和調(diào)試應(yīng)注意的幾點(diǎn)問(wèn)題[J].黑龍江科技信息.2003，（07）.