淺談電力調(diào)度中后臺監(jiān)控系統(tǒng)的應用

周慶會

（國網(wǎng)鄱陽縣供電有限責任公司 江西鄱陽縣）

淺談電力調(diào)度中后臺監(jiān)控系統(tǒng)的應用

周慶會

（國網(wǎng)鄱陽縣供電有限責任公司 江西鄱陽縣）

隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展以及變電站不斷升級改造和電網(wǎng)規(guī)模的持續(xù)增大，變電站的自動化水平得到持續(xù)的提高，后臺監(jiān)控系統(tǒng)的應用使得電力調(diào)度更加的方便起來。而后臺監(jiān)控系統(tǒng)是電力調(diào)度工作中的關(guān)鍵構(gòu)成部分，本文分析了電力調(diào)度后臺監(jiān)控系統(tǒng)的作用，闡述了電力調(diào)度后臺監(jiān)控系統(tǒng)的應用和發(fā)展趨勢。

電力調(diào)度；后臺監(jiān)控；應用

1 引言

在21世紀，互聯(lián)網(wǎng)和人類計算機技術(shù)都得到了前所未有的發(fā)展，世界各國和地區(qū)的互聯(lián)網(wǎng)普及程度都達到新高度。同時，計算機和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也被廣泛的應用于其他領(lǐng)域上，包括電力系統(tǒng)，在電網(wǎng)工作中運行中的數(shù)據(jù)監(jiān)控和收集都需要借助后臺監(jiān)控系統(tǒng)來完成，而互聯(lián)網(wǎng)和計算機技術(shù)可以很好的幫助供電單位對整個供電網(wǎng)絡進行遠程監(jiān)控和實現(xiàn)一體化管理。后臺監(jiān)控系統(tǒng)具有及時查找出系統(tǒng)問題，能夠有效地對系統(tǒng)工作進行控制，提高效率和信息齊全等優(yōu)點，從而為電力調(diào)度工作提供了十分重要的幫助，使其可以及時的針對電網(wǎng)進行問題的掌控以及數(shù)據(jù)監(jiān)測，是電網(wǎng)可以高效、穩(wěn)定、安全運行的基礎保障，同時也提高了居民用電的統(tǒng)一性和穩(wěn)定性。由此可見，電力調(diào)度的后臺監(jiān)控系統(tǒng)逐漸成了電力調(diào)度的重要組成部分，對電力調(diào)度具有十分重要的意義。本文就結(jié)合后臺監(jiān)控系統(tǒng)的作用與特點，對電力調(diào)度中后臺監(jiān)控系統(tǒng)的應用進行討論分析。

2 后臺監(jiān)控系統(tǒng)概述及組成

電力調(diào)度系統(tǒng)包括調(diào)度主戰(zhàn)層，區(qū)域分站和調(diào)度子站三個層次。調(diào)度主站層也就是后臺監(jiān)控系統(tǒng)，是電力自動化控制和管理的核心和關(guān)鍵所在，它的任務師對變電站和其他電力設備進行狀態(tài)分析、在線監(jiān)控，以及協(xié)調(diào)各子站之間的關(guān)系，進而使整個配電系統(tǒng)得到整體優(yōu)化，使整個場站網(wǎng)絡都處于最佳的工作狀態(tài)。然后是區(qū)域分站，它位于子站和中心站之間，是由高檔微機、工控機和其他通訊設備共同組成的，其作用是在變電站的主站和子站之間形成一個高速局域網(wǎng)，使兩者之間的通訊方便起來，另外還有主站賦予子站的SCADA功能，以及在各個子站之間設置數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡，實現(xiàn)各個子站之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和相互通訊。最后是調(diào)度子站，能夠?qū)ο聦僭O施進行控制和檢測，實現(xiàn)上層分站區(qū)域的數(shù)據(jù)通信能力。后臺監(jiān)控系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上來分可以分為硬件設備和軟件設備兩類。硬件設備包含WEB服務器、數(shù)據(jù)信息服務器和其他各式各樣的網(wǎng)絡設施，能夠提供維護管理、數(shù)據(jù)分享和WEB服務等功能。軟件方面采用的是分布式處理技術(shù)SCADA，以及Client/Server（客戶端/服務器）的模式，使用面向?qū)ο蟮木幊谭椒ㄟM行設計，所以擁有充足的可維護性與可擴展性。電力調(diào)度后臺監(jiān)控系統(tǒng)硬件及整體結(jié)構(gòu)如圖1。

圖1 電力調(diào)度后臺監(jiān)控系統(tǒng)硬件及整體結(jié)構(gòu)圖

2.1 電力調(diào)度后臺監(jiān)控系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)

電力調(diào)度后臺監(jiān)控系統(tǒng)的運行核心部分是數(shù)據(jù)服務器，其主要的工作是把各個分站的數(shù)據(jù)信息收集起來，然后對每個分站的檢測狀況進行透徹的分析，在這期間解決各個分站中存在的問題，之后再廣播最終獲取的內(nèi)容信息，把這些信息與其余的站點進行分享，共同利用。

2.2 電力調(diào)度后臺監(jiān)控系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)

電力調(diào)度后臺監(jiān)控系統(tǒng)一般使用的是HR2000系統(tǒng)。HR2000是一款具有商業(yè)化性質(zhì)的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，它是利用Client/Server模式及分布式運作方式。并依靠智能擴展卡對數(shù)據(jù)進行收納。該系統(tǒng)也擁有實施監(jiān)控的功能，以方便學習和運作。

3 電力調(diào)度中后臺監(jiān)控系統(tǒng)的作用

后臺監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效地對電網(wǎng)的運行狀態(tài)進行監(jiān)控和分析，同時協(xié)調(diào)變電站之間的關(guān)系，提高其可靠性和安全性，從而使整個網(wǎng)絡處在最佳的工作狀態(tài)。例如，為了不影響到其他站點的正常工作，權(quán)限管理功能能夠和快地進行自我修復工作。相比于一般的測量儀器，電力調(diào)度后臺監(jiān)控系統(tǒng)能夠更加準確的監(jiān)視電站設施。該系統(tǒng)主要是負責檢測開關(guān)量的模擬量和變位情況，并應用微機畫面技術(shù)把各個報警窗口信息表達出來，使得調(diào)度工作人員可以把這些信息打印出來，從而實現(xiàn)人機的有效互動。

4 后臺監(jiān)控系統(tǒng)在電力調(diào)度中的應用

電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的主要功能就是數(shù)據(jù)的管理、處理、采集、顯示畫面、生成報表、顯示畫面和模擬培訓調(diào)度人員等方面。后臺監(jiān)控系統(tǒng)及可以能夠提供信息、用戶管理系統(tǒng)、電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)等接口，又可以為其提供等同于監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基礎性功能。本文先以CC2000系統(tǒng)為例，分析其在電力調(diào)度中的實際應用情況。

4.1 系統(tǒng)概況

首先CC2000是新一代的電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)，應用的是具有可靠、穩(wěn)定、成熟、實效性強等特點的分布式體系結(jié)構(gòu)。一般來說，CC2000系統(tǒng)在軟件方面使用的是重傳技術(shù)，而在硬件設備方面應用的是雙網(wǎng)冗余配置，從而提高了數(shù)據(jù)在網(wǎng)上傳輸?shù)目煽啃?。TCP/IP協(xié)議被廣泛的應用于計算機通訊和網(wǎng)絡當中，可以使開放系統(tǒng)之間實現(xiàn)相互連接。與此同時，CC2000還可以治理和監(jiān)控工作站接地點和網(wǎng)上服務器，充分滿足企業(yè)單位對監(jiān)控系統(tǒng)可靠性和可擴充性的要求。

4.2 CC2000電力調(diào)度自動化系統(tǒng)在實際中的應用

（1）分布式的軟件體系結(jié)構(gòu)。分布式系統(tǒng)雖然擁有良好的性價比，其優(yōu)點也十分明顯，但是缺乏簡單有效的編程模型和實時功能的支持，導致其軟件的集成問題突出，因此在實際應用中發(fā)展緩慢。與傳統(tǒng)系統(tǒng)不一樣的是，CC22000系統(tǒng)也是分布式實時系統(tǒng)，但其在實際工作中優(yōu)點顯著，十分可靠，主要體現(xiàn)在高效性、可擴充性、可調(diào)度性和可移植性。

（2）開放式的系統(tǒng)機構(gòu)。在實際應用中廣泛的使用了國際標準，例如TCP/051通信，基于OSF/Motif和X-Window的人際界面軟件等。同時，因為使用了靈活的分配方式，不僅可以支持全分布對等式配置，而且可以支持客戶服務器的配置。終端用戶也可以綜合自身的實際情況和系統(tǒng)的規(guī)模，對軟件和硬件實施再配置，以提高系統(tǒng)功能的工作效率。另外，CC2000系統(tǒng)引入了大對象的理念來面對對象的開發(fā)技術(shù)，即將一個特定的應用作為一個大對象來處理，進而有效地保證了不同應用之間界面的清晰性以及應用自身的安全性。

（3）雙網(wǎng)可靠組播傳輸協(xié)議（MRTR）技術(shù)。TCP協(xié)議和UDP協(xié)議是在當今的網(wǎng)絡協(xié)議中，應用最為廣泛的。但是這兩種協(xié)議的應用范圍限制比較大，且具有一定的局限性，對此，在進行CC22000系統(tǒng)應用時，設計了一項新的MRTP協(xié)議，該協(xié)議兼容了兩者的優(yōu)點，更加的安全可靠。自動重傳機制是該協(xié)議最為明顯的特點，它能夠通過對報文序號的分析來判斷報文是否有丟失的情況，然后自動進行申請丟失報文的重傳。

4.3 其他應用

后臺監(jiān)控系統(tǒng)包括安全監(jiān)控平臺、指標分析模塊以及數(shù)據(jù)采集功能模塊。安全監(jiān)控平臺支持事件類型的關(guān)聯(lián)功能，基本類型包括五個：基本關(guān)聯(lián)、角色關(guān)聯(lián)、位置關(guān)聯(lián)、因果關(guān)聯(lián)和攻擊關(guān)聯(lián)。其負責處理所獲得的數(shù)據(jù)信息，首先通過協(xié)議辨識，將其分配到不同的內(nèi)容識別模塊中來，然后是內(nèi)容模式匹配的環(huán)節(jié)，分配到不同種類的數(shù)據(jù)分析模塊中，對關(guān)鍵字進行提取，對內(nèi)容進行篩選。

指標分析模塊擁有不一樣的功能：①為各個廠商的安全設施描繪柱形圖，進而了解設施的在線運行率；②繪制分布餅圖來統(tǒng)計設施的數(shù)量，從而能夠直觀的看到各種設施占據(jù)的比例；③繪制最近一周內(nèi)平臺的警報數(shù)據(jù)統(tǒng)計圖。后臺監(jiān)控系統(tǒng)不僅可以對電網(wǎng)的運行情況進行分析，調(diào)整變電站本身與相應的RTU關(guān)系，進而提高總體網(wǎng)絡管理的充分度，還可以從整體上實現(xiàn)有效的調(diào)度控制及自動化檢測工作，使總系統(tǒng)一直保持最佳工作狀態(tài)，其基于作為調(diào)度自動化管理及監(jiān)控的重點所在。采集功能模塊相對簡單，能夠通過Syslog的方法直接收集，利用安全設備將日志轉(zhuǎn)變成數(shù)據(jù)信息進行處理，能夠獲取加密裝置、入侵監(jiān)控系統(tǒng)、防火墻等數(shù)據(jù)信息。

5 電力調(diào)度后臺監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢

實現(xiàn)可視化在線監(jiān)控已經(jīng)成為電力調(diào)度中的迫切要求，不僅僅因為電網(wǎng)安全分析技術(shù)的發(fā)展，而且計算機技術(shù)的發(fā)展以及網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展同時促進著這一態(tài)勢。通過可視化在線監(jiān)控，傳統(tǒng)的電力調(diào)度里基于表格、數(shù)字的離線表達的信息，開始逐漸轉(zhuǎn)變成先進的圖像顯示技術(shù)，應用顯示技術(shù)進行圖形信息的表達，例如電力市場電量競價計劃可視技術(shù)、電壓穩(wěn)定可視化技術(shù)和暫態(tài)穩(wěn)定安全域可視化技術(shù)、后臺監(jiān)控系統(tǒng)中潮流可視化技術(shù)、電力負荷預測可視化技術(shù)等。這使電壓穩(wěn)定域、暫態(tài)穩(wěn)定區(qū)域、電壓不穩(wěn)定區(qū)域等一些問題可以應用可視圖技術(shù)生動直觀的表達出來，實現(xiàn)了調(diào)度人員對電網(wǎng)的控制與監(jiān)視直觀形象的要求。

6 結(jié)束語

電力調(diào)度后臺監(jiān)控系統(tǒng)具有人機對話友好，并且進行信息完整傳達，信息全面?zhèn)魉?，錯誤率非常低的優(yōu)點，且它綜合運用了計算機技術(shù)，電子通訊技術(shù)，自動化控制技術(shù)，以及網(wǎng)絡技術(shù)，自動化程度高，可靠性也非常高。不僅如此，后臺監(jiān)控系統(tǒng)對于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定安全運行也有著重要的意義，主要基于變電所得無人值守的未來趨勢。要想保證電網(wǎng)能夠高效、穩(wěn)定的運行，一方面，電力調(diào)度后臺監(jiān)控系統(tǒng)需要選擇性能優(yōu)良的設備，另一方面，要求調(diào)度人員的安全意識強，業(yè)務素質(zhì)硬。

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