冼永生

【摘 要】隨著計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的迅速發(fā)展，電力調(diào)度自動(dòng)化水平也有了巨大提高。本文主要分析了電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的基本構(gòu)成和建設(shè)現(xiàn)狀，并針對(duì)電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)進(jìn)行了探討，提出了幾點(diǎn)優(yōu)化措施，期為進(jìn)一步提高電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)用化水平提供一點(diǎn)借鑒。

【關(guān)鍵詞】電力調(diào)度 自動(dòng)化 應(yīng)用 優(yōu)化

引言

電力調(diào)度是保證電力安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)供應(yīng)的重要環(huán)節(jié)，而電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)則為電力調(diào)度提供有效的技術(shù)支撐。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)調(diào)度控制中心已經(jīng)無(wú)法滿足電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的需求，在日新月異的通信和計(jì)算機(jī)技術(shù)的推動(dòng)下，電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)在近十年獲得了長(zhǎng)足發(fā)展，對(duì)保障電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行發(fā)揮了重要作用。

1 電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的基本構(gòu)成

電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)主要包含三部分：主站系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸通道、子站系統(tǒng)。這三部分之中，子站系統(tǒng)是基本組成部分，是主站信息的來(lái)源，主站系統(tǒng)是核心，直接為電力調(diào)度員監(jiān)控電網(wǎng)服務(wù)，數(shù)據(jù)傳輸通道是連接主站系統(tǒng)和子站系統(tǒng)的紐帶。

子站系統(tǒng)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確收集各變電站、電廠電力設(shè)備的基本運(yùn)行信息并將其傳送給調(diào)度機(jī)構(gòu)，同時(shí)及時(shí)、準(zhǔn)確執(zhí)行各級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)下發(fā)的控制、調(diào)節(jié)命令。以廣東電網(wǎng)為例，經(jīng)過(guò)十多年的努力，廣東中調(diào)及其下屬各地調(diào)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)其管轄的大部分35kV及以上等級(jí)各變電站和電廠的綜合自動(dòng)化改造，子站自動(dòng)化基本條件已經(jīng)具備。

數(shù)據(jù)傳輸通道方面，以廣東電網(wǎng)為例，目前絕大多數(shù)主要變電站及電廠采用專(zhuān)線通道加和調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)兩種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

主站系統(tǒng)是調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)最核心的部分。它匯總所鏈接的所有子站系統(tǒng)的自動(dòng)化信息，既通過(guò)SCADA系統(tǒng)為調(diào)度員提供最基本的電網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)支持，還通過(guò)AVC、AGC等系統(tǒng)直接參與電網(wǎng)調(diào)度決策。其顯著特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重要性強(qiáng)、風(fēng)險(xiǎn)性高、高級(jí)應(yīng)用功能發(fā)展迅速。系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)的幾點(diǎn)思考

2.1 主站系統(tǒng)

作為電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的中樞，主站系統(tǒng)發(fā)揮著極其重要的作用。

（1）加強(qiáng)主站系統(tǒng)設(shè)備的可靠性建設(shè)。

主站系統(tǒng)的極端重要性，對(duì)系統(tǒng)的可靠性提出了極高的要求；一旦主站系統(tǒng)失靈，將使相關(guān)的調(diào)度部門(mén)失去對(duì)所管轄電網(wǎng)的監(jiān)控，調(diào)度員將變成聾子、瞎子。因此，主站系統(tǒng)涵蓋的所有關(guān)鍵自動(dòng)化設(shè)備必須是可靠的，其運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn)必須是可控的。為保證設(shè)備可靠性，可以從以下兩點(diǎn)入手。一是要認(rèn)真、嚴(yán)格選擇相關(guān)設(shè)備，切實(shí)把好設(shè)備選型關(guān)。一般認(rèn)為，盡量選擇市場(chǎng)已經(jīng)認(rèn)可的、具備了良好運(yùn)行口碑的主流產(chǎn)品，特別是對(duì)一些關(guān)鍵的服務(wù)器等設(shè)備，切忌因價(jià)錢(qián)等因素錯(cuò)選劣品。二是根據(jù)設(shè)備本身的運(yùn)行壽命屬性，定期對(duì)一些達(dá)到運(yùn)行年限的設(shè)備進(jìn)行更換；關(guān)注相關(guān)軟件市場(chǎng)信息，對(duì)存在漏洞的軟件及早進(jìn)行升級(jí)。

（2）加強(qiáng)主站系統(tǒng)設(shè)備的冗余性建設(shè)。

冗余性是電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)配置應(yīng)該具備的最基本、最重要的特點(diǎn)之一。對(duì)主站系統(tǒng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)、關(guān)鍵設(shè)備，比如SCADA服務(wù)器、前置服務(wù)器、主網(wǎng)交換機(jī)、磁盤(pán)陣列、歷史服務(wù)器等，原則上都要確保冗余配置；對(duì)極端重要的設(shè)備，比如SCADA服務(wù)器和前置服務(wù)器，在硬件方面，采用三套或以上配置模式，在軟件方面，確保關(guān)鍵功能在主服務(wù)器出現(xiàn)故障的情況下，必須能第一時(shí)間按既定的輪換順序，將該功能對(duì)應(yīng)的進(jìn)程自動(dòng)切換至備用的服務(wù)器，以保證功能的有效性。

（3）開(kāi)展、加強(qiáng)備用調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)。

開(kāi)展備用調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)，即是在已有的主用調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，另起爐灶再建一套與主用系統(tǒng)互相獨(dú)立的備用系統(tǒng)，這是確保不失去對(duì)電網(wǎng)監(jiān)控的一項(xiàng)極其重要的措施。一旦主用調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)失靈，調(diào)度員可立即切換至備用系統(tǒng)，繼續(xù)對(duì)電網(wǎng)實(shí)施有效監(jiān)控，確保監(jiān)控不中斷。

（4）加強(qiáng)系統(tǒng)二次安全防護(hù)建設(shè)。

電力系統(tǒng)已經(jīng)成立敵對(duì)勢(shì)力的重要攻擊目標(biāo)，僅2016年，烏克蘭電網(wǎng)、以色列電網(wǎng)和伊朗核設(shè)施等就遭受了相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)攻擊，造成巨大影響。可見(jiàn)，對(duì)現(xiàn)有的主站系統(tǒng)加強(qiáng)二次安全防護(hù)建設(shè)是非常有必要的。在具體實(shí)施方面，一是必須按照“安全分區(qū)，網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)用，橫向隔離，縱向認(rèn)證”的原則進(jìn)行建設(shè)；二是盡快部署防病毒網(wǎng)關(guān)、入侵檢測(cè)裝置、堡壘機(jī)、遠(yuǎn)程撥號(hào)網(wǎng)關(guān)等關(guān)鍵設(shè)備；三是可以考慮開(kāi)展二次運(yùn)維與監(jiān)管相關(guān)系統(tǒng)的建設(shè)，通過(guò)該系統(tǒng)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)對(duì)二次系統(tǒng)業(yè)務(wù)運(yùn)行狀態(tài)、二次設(shè)備運(yùn)行狀況、網(wǎng)絡(luò)互連情況、系統(tǒng)信息安全、機(jī)房環(huán)境參數(shù)等重要信息的監(jiān)管。

（5）加快配用電主站系統(tǒng)建設(shè)。

與主網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)迅猛發(fā)展相比較，配、用電調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)起點(diǎn)遲、發(fā)展慢，是配、用電調(diào)度水平滯后比較嚴(yán)重的因素之一。建設(shè)一套完整、可靠的配用電主站自動(dòng)化系統(tǒng)，將相關(guān)配網(wǎng)終端自動(dòng)化信息接入主站系統(tǒng)，并通過(guò)打通接口實(shí)現(xiàn)配用電主站與配電GIS、營(yíng)銷(xiāo)管理系統(tǒng)、計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)等系統(tǒng)的互聯(lián)；在以上基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)實(shí)時(shí)負(fù)荷水平監(jiān)控、有序用電管理、重要用戶管理、事故（事件）安全監(jiān)視、實(shí)時(shí)用電風(fēng)險(xiǎn)管控、電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度功能等基本應(yīng)用功能模塊，為配、用電調(diào)度切實(shí)提供有效的系統(tǒng)技術(shù)支撐。

2.2 子站系統(tǒng)

（1）加快變電站、電廠的綜合自動(dòng)化改造。

主站系統(tǒng)發(fā)揮作用的基礎(chǔ)，就是能及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠獲取變電站、電廠相關(guān)電力系統(tǒng)、設(shè)備的運(yùn)行信息和狀況，而這依賴(lài)于變電站、電廠已經(jīng)完成了相應(yīng)的綜合自動(dòng)化改造、從而實(shí)現(xiàn)了子站與主站的數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。以廣東電網(wǎng)為例，目前，仍有部分35kV及以上等級(jí)有人值班變電站未完成相應(yīng)的無(wú)人值班綜自改造，或者已達(dá)運(yùn)行年限的綜自系統(tǒng)未進(jìn)行及時(shí)的更換、升級(jí)改造，這就從技術(shù)上限制了調(diào)度員實(shí)現(xiàn)對(duì)子站的遠(yuǎn)方監(jiān)控水平。加快子站的綜自改造，是解決該問(wèn)題的唯一辦法。

（2）開(kāi)展變電站自動(dòng)化設(shè)備一體化運(yùn)維管理建設(shè)。

變電站里面的自動(dòng)化設(shè)備，生產(chǎn)商眾多，具有不盡相同的技術(shù)特征；有時(shí)即便是相同廠家的設(shè)備，由于軟、硬件版本的不同，也會(huì)在設(shè)計(jì)、參數(shù)等方面存在差異。這就造成：一是同一子站不同廠商的設(shè)備之間要進(jìn)行接口（常采用規(guī)約轉(zhuǎn)換器）匹配以進(jìn)行信息互聯(lián)，這就增加了中間環(huán)節(jié)，給整個(gè)子站系統(tǒng)建設(shè)提出了額外的技術(shù)課題，增加了系統(tǒng)運(yùn)行不暢的幾率，甚至可能導(dǎo)致業(yè)務(wù)中斷；二是增加了運(yùn)維難度，運(yùn)維作業(yè)難以標(biāo)準(zhǔn)化，容易造成運(yùn)維人員對(duì)廠商的依賴(lài)；三是增加了專(zhuān)業(yè)管理的難度。解決上述問(wèn)題的其中一個(gè)辦法，就是開(kāi)展變電站自動(dòng)化設(shè)備一體化運(yùn)維管理建設(shè)。通過(guò)該項(xiàng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)核心參數(shù)一體化、自動(dòng)化設(shè)備維護(hù)參數(shù)一體化；在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化參數(shù)表單和作業(yè)指導(dǎo)書(shū)一體化、自動(dòng)化維護(hù)作業(yè)流程一體化和自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)管理模式一體化。

2.3 數(shù)據(jù)傳輸通道

（1）完善子站系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸多通道配置。

數(shù)據(jù)傳輸通道是主站系統(tǒng)與子站系統(tǒng)互聯(lián)的唯一路徑，通道是否可靠運(yùn)行及運(yùn)行質(zhì)量如何，直接影響主站系統(tǒng)與子站系統(tǒng)的信息交互質(zhì)量。以廣東電網(wǎng)為例，目前，仍有不少子站系統(tǒng)是單種類(lèi)通道（只有專(zhuān)線通道或只有調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)）或單通道配置，這就使自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行面臨較大風(fēng)險(xiǎn)。完善子站系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸多通道配置，是解決此問(wèn)題的辦法。

（2）開(kāi)展調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)第二平面建設(shè)。與專(zhuān)線通道相比，調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)在信息傳輸速率、實(shí)時(shí)性方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。以廣東電網(wǎng)為例，經(jīng)過(guò)近十年的努力，調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)建設(shè)與運(yùn)維已經(jīng)積累了充分的經(jīng)驗(yàn)，且其安全性也因相關(guān)二次安全防護(hù)的配置而得到了充分保障。在此基礎(chǔ)上開(kāi)展調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)第二平面建設(shè)，這對(duì)進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)傳輸水平具有積極意義。

3 結(jié)語(yǔ)

電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)在電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行中發(fā)揮了重要作用，它提高了電力部門(mén)對(duì)電網(wǎng)的監(jiān)控水平，提高了調(diào)度運(yùn)行的工作效率。目前，在整個(gè)電力行業(yè)，調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)已經(jīng)來(lái)到了一個(gè)新階段，且仍在跟隨時(shí)代的進(jìn)步快速向前發(fā)展。認(rèn)識(shí)、研究該系統(tǒng)的特點(diǎn)，思考該系統(tǒng)的可提升空間，對(duì)電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行相關(guān)部門(mén)和人員具有重要意義。

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