基于智能電網(wǎng)的電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)需求分析

劉洋

摘要：在電力行業(yè)當(dāng)中，電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)是電力企業(yè)保障電力安全生產(chǎn)必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)不僅是電力運(yùn)行人員的“千里眼”和“順風(fēng)耳”，還是電力運(yùn)行人員的遠(yuǎn)程“遙控器”，能夠讓電力運(yùn)行人員實(shí)時(shí)掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)相應(yīng)的監(jiān)控信息作出判斷、決策和處置。為此本文將對(duì)基于智能電網(wǎng)的電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的功能需求、非功能需求以及技術(shù)方案需求進(jìn)行簡(jiǎn)要剖析。

關(guān)鍵詞：電力調(diào)度，監(jiān)控系統(tǒng)，需求分析

0引言

隨著電力系統(tǒng)朝著信息化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化不斷發(fā)展，同時(shí)電網(wǎng)規(guī)模容量不斷增加，電力公司傳統(tǒng)的電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)性能低下，過(guò)度依賴人工操作，已經(jīng)不能滿足日益增加電力監(jiān)控業(yè)務(wù)需要，也不適應(yīng)當(dāng)前電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)管控要求，因此電力公司需要開(kāi)發(fā)新一代的電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部的相關(guān)人員能更加高效地做好電力調(diào)度監(jiān)控、掌控電力系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)情況，能夠?yàn)殡娏疚磥?lái)的監(jiān)控業(yè)務(wù)發(fā)展提供數(shù)據(jù)支撐，指導(dǎo)其朝著精益化、智能化發(fā)展。

1系統(tǒng)功能性需求

基于智能電網(wǎng)的電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)是能夠?qū)㈦娏υO(shè)備的運(yùn)行情況以及異常信息通過(guò)數(shù)字化的手段及時(shí)反饋給電力公司監(jiān)控值班人員，因此該系統(tǒng)功能性實(shí)現(xiàn)一般包括數(shù)據(jù)的管理、采集、傳輸（交換）、統(tǒng)計(jì)以及告警展示等功能，以下將從5個(gè)功能模塊進(jìn)行分析。

（1）系統(tǒng)管理功能需求

系統(tǒng)管理模塊可以看做是電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)和根本，它就像系統(tǒng)的鑰匙和窗口，通過(guò)系統(tǒng)管理模塊可以可以對(duì)系統(tǒng)各項(xiàng)功能進(jìn)行定義、修改，根據(jù)不同的賬戶權(quán)限獲取不同的操作功能，為用戶提供系統(tǒng)輸入和輸出功能，有著極其重要的地位，這里簡(jiǎn)要介紹一下：首先，系統(tǒng)管理模塊包括賬戶和權(quán)限管理，可以定義不同級(jí)別權(quán)限的賬戶，面向電力公司一線值班員、管理者、領(lǐng)導(dǎo)等;其次，系統(tǒng)管理模塊包括數(shù)據(jù)庫(kù)管理子模塊，具備權(quán)限的操作人員可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)信息進(jìn)行查詢、修改、刪除、備份、轉(zhuǎn)移以及恢復(fù)等功能;最后，系統(tǒng)管理模塊具備系統(tǒng)控制子模塊，可以控制系統(tǒng)的啟動(dòng)、運(yùn)行、關(guān)閉以及痕跡處置等功能。

數(shù)據(jù)采集功能需求

數(shù)據(jù)采集模塊主要是實(shí)現(xiàn)將變電站斷路器狀態(tài)、有功、無(wú)功、電壓值、電流值、頻率、保護(hù)裝置信息、通信裝置信息等數(shù)據(jù)通過(guò)專用設(shè)備進(jìn)行采集，并通過(guò)專用的通信規(guī)約傳遞到電力公司調(diào)控中心主站（機(jī)房）。目前主要的采集裝置使用RTU完成（遠(yuǎn)程終端單元，Remote Terminal Unit），可以采集狀態(tài)量（遙信）、數(shù)字量或者直接采集交流工頻量。本文研究的基于智能電網(wǎng)的電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)在采集裝置后端增加轉(zhuǎn)換單元，實(shí)現(xiàn)各類型數(shù)據(jù)全部轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，有利于數(shù)據(jù)的統(tǒng)一整合、傳輸，需要注意不同設(shè)備廠家按需照統(tǒng)一接口、統(tǒng)一規(guī)約設(shè)計(jì)，便于電力公司未來(lái)設(shè)備擴(kuò)展需要增加采集范圍[1-2]。

數(shù)據(jù)傳輸和交換功能需求

基于智能電網(wǎng)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的傳輸通過(guò)網(wǎng)絡(luò)方式實(shí)現(xiàn)，通信通道采用專用光纖通道。同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)由數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)、前置服務(wù)器和相關(guān)接口設(shè)備組成，具備獨(dú)立的數(shù)據(jù)采集通道，能夠通過(guò)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)采集廠站數(shù)據(jù)，支持對(duì)廠站下發(fā)遠(yuǎn)方控制命令。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能需求

電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)需要生成和處理大量的數(shù)據(jù)，因此高效、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能模塊必不可少。在本設(shè)計(jì)中，在電力調(diào)度中心主站通過(guò)架設(shè)專用監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)處理服務(wù)器和大容量磁盤整列完成數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、存儲(chǔ)功能，并按照數(shù)據(jù)重要程度和類型進(jìn)行分級(jí)管理，形成有效數(shù)據(jù)的匯集中心。

告警功能需求

告警功能模塊電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)眾多模塊中最為重要的一部分，告警功能模塊能將海量的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行研判，實(shí)時(shí)并主動(dòng)向電力運(yùn)行人員提示或警示電力設(shè)備的異常情況，可以有效減少人工查閱數(shù)據(jù)時(shí)間，減少人力成本。告警功能根據(jù)企業(yè)需要，可以過(guò)濾一些正常提示，往往用在設(shè)備出現(xiàn)異常情況，供運(yùn)行人員處置，如斷路器跳閘、保護(hù)裝置異常、電壓異常等情況，并記錄發(fā)生的時(shí)間、事件內(nèi)容等。

2系統(tǒng)非功能性需求

為滿足“大運(yùn)行”體系建設(shè)要求，專業(yè)方面加強(qiáng)設(shè)備監(jiān)控業(yè)務(wù)與調(diào)度業(yè)務(wù)深度融合，管理方面加強(qiáng)不同層級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)信息共享，同時(shí)優(yōu)化配電網(wǎng)自動(dòng)化主站建設(shè)模式，小型電網(wǎng)規(guī)模的地市可采用升級(jí)地區(qū)調(diào)度控制系統(tǒng)模式建設(shè)配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，將各類應(yīng)用集中在統(tǒng)一平臺(tái)上，提高各類數(shù)據(jù)的利用率，綜合對(duì)電網(wǎng)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、計(jì)算，實(shí)現(xiàn)地配調(diào)與省調(diào)模型、圖形、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、計(jì)算資源的共享，提升地調(diào)主站系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)調(diào)控業(yè)務(wù)的支撐作用，適應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度控制新技術(shù)發(fā)展，保障系統(tǒng)多元化應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)，促進(jìn)“大運(yùn)行”體系高效運(yùn)轉(zhuǎn)。主要將滿足以下三方面非功能性需求：

（1）符合智能電網(wǎng)的發(fā)展需要

宜昌電網(wǎng)發(fā)展迅速，負(fù)荷特性復(fù)雜，現(xiàn)有調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能單一，系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性較差，難以滿足支持電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的需要，不能適應(yīng)智能電網(wǎng)發(fā)展建設(shè)要求。隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的推進(jìn)，對(duì)電力公司的生產(chǎn)管理模式和電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行執(zhí)行流程提出了新的要求，電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)各項(xiàng)功能也發(fā)生了相應(yīng)的變化，為適應(yīng)智能電網(wǎng)發(fā)展建設(shè)的需要，滿足“大數(shù)據(jù)時(shí)代”智慧化電力監(jiān)控業(yè)務(wù)的開(kāi)展，有效提高電網(wǎng)的安全運(yùn)行水平，需要考慮系統(tǒng)面向智能化設(shè)計(jì)，滿足現(xiàn)階段電力系統(tǒng)發(fā)展需求[3-4]。

（2）支撐調(diào)度運(yùn)行管理的需要

為支撐電力調(diào)度運(yùn)行管理實(shí)際需要，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化接口和調(diào)度數(shù)據(jù)規(guī)范化管理，橫向上，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)各類應(yīng)用的一體化運(yùn)行以及與外部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互，縱向上，實(shí)現(xiàn)上下級(jí)調(diào)度之間的一體化功能運(yùn)行，進(jìn)一步提高對(duì)電網(wǎng)管控能力，有必要整體化改造電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)。

3系統(tǒng)技術(shù)方案需求

新系統(tǒng)技術(shù)方案需求分析應(yīng)當(dāng)使用最小的代價(jià)和最短時(shí)間實(shí)現(xiàn)解決問(wèn)題的方法、路線，以及解決問(wèn)題的意義。進(jìn)行系統(tǒng)技術(shù)方案的需求分析可以理清項(xiàng)目投資意義，提高投資效能。未來(lái)的電力公司調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)需要進(jìn)行以下三方面的可行性分析：

操作可行性：系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不僅能夠滿足系統(tǒng)功能上的需要，同時(shí)在人工互動(dòng)界面上將根據(jù)電力公司一線人員和管理人員的需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，以成熟的開(kāi)發(fā)技術(shù)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)清晰、美觀的操作界面，并均為圖示化、引導(dǎo)式展示，方便各類人員的需要。

技術(shù)可行性：需要對(duì)系統(tǒng)技術(shù)開(kāi)發(fā)工具和路線進(jìn)行評(píng)估，以確定所使用的技術(shù)條件是否滿足項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的要求。

4結(jié)語(yǔ)

目前，我國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)展不斷趨于科技化和智能化，電力企業(yè)的電力生產(chǎn)方式和管理流程也不斷完善，電網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)日新月異，建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)的“智能電網(wǎng)”成為國(guó)家電網(wǎng)公司的重要發(fā)展趨勢(shì)。本文首先簡(jiǎn)要從5個(gè)模塊對(duì)電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的功能性需求進(jìn)行了分析，并對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的非功能性需求進(jìn)行了介紹，提出了提高監(jiān)控業(yè)務(wù)效率的設(shè)計(jì)需要，將未來(lái)電力公司調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)提供較好的理論依據(jù)和參考價(jià)值。

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