莊穎璇
(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司潮州供電局,廣東 潮州521000)
現(xiàn)階段,電力企業(yè)調(diào)控一體化大多為D5000智能電網(wǎng)調(diào)度控制自動化系統(tǒng),結(jié)合實際應(yīng)用情況來看,此系統(tǒng)在可靠性和安全性較高,以下從硬件結(jié)構(gòu)、軟件結(jié)構(gòu)以及系統(tǒng)功能三個角度對D5000智能電網(wǎng)調(diào)度控制自動化系統(tǒng)進(jìn)行簡要分析闡述。
D5000智能電網(wǎng)調(diào)度控制自動化系統(tǒng)采用三級安全區(qū)設(shè)計,其中第一安全區(qū)主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)的實時功能,如能源管理系統(tǒng)等原獨(dú)立系統(tǒng)也安全集成在第一安全區(qū)中[1];第二安全區(qū)主要集成了調(diào)度計劃、安全校核等日前功能;第三安全區(qū)集成了調(diào)度管理等具體系統(tǒng)管理功能。系統(tǒng)集成架構(gòu)如圖1所示。
圖1 D5000調(diào)度控制自動化系統(tǒng)集成架構(gòu)
D5000智能電網(wǎng)調(diào)度控制自動化系統(tǒng)的硬件架構(gòu)主要分為局域網(wǎng)、應(yīng)用服務(wù)器、工作站、數(shù)據(jù)采集與通信、DTS等部分,具體內(nèi)容如下:
第一,局域網(wǎng)。系統(tǒng)的局域網(wǎng)采用雙交換冗余結(jié)構(gòu),此結(jié)構(gòu)具有三方面特點:局域網(wǎng)中任一網(wǎng)點出現(xiàn)故障均不會對系統(tǒng)整體造成過于嚴(yán)重影響,同時也為后續(xù)系統(tǒng)設(shè)備更換提供便利;可有效避免安裝多臺交換機(jī),降低系統(tǒng)安裝及運(yùn)行成本,提高系統(tǒng)的整體運(yùn)行可靠性和設(shè)備利用率;為后續(xù)系統(tǒng)升級留有充足空間。
第二,應(yīng)用服務(wù)器。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中,為能夠有效傳遞系統(tǒng)應(yīng)用程序數(shù)據(jù),需要為應(yīng)用程序配置相應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)器,提高應(yīng)用程序運(yùn)行效率及效果。
第三,工作站。由于工作站的性能會直接影響系統(tǒng)總體的運(yùn)行效果,所以在系統(tǒng)硬件配置過程需要采用最穩(wěn)定、性能最優(yōu)秀的Unix工作站。
第四,數(shù)據(jù)采集與通信。數(shù)據(jù)采集主要通過各類傳感器設(shè)備來實現(xiàn),相關(guān)數(shù)據(jù)在經(jīng)過本地初步處理后,會通過通信網(wǎng)絡(luò)傳遞給系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析處理[2]。通常情況下,系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集和通信子系統(tǒng)由路由器、數(shù)據(jù)采集通信服務(wù)器、串行通信設(shè)備共同組成,相關(guān)設(shè)備的正常功能發(fā)揮需要2臺及以上數(shù)量的應(yīng)用服務(wù)器作為功能支持和互為備用冗余支持。
從本質(zhì)上來說,D5000智能電網(wǎng)調(diào)度控制自動化系統(tǒng)就是對傳統(tǒng)SCADA系統(tǒng)(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng))進(jìn)行合理拓展升級,其功能核心也是數(shù)據(jù)采集、處理及監(jiān)控,輔助電網(wǎng)調(diào)度中心完成一系列電網(wǎng)調(diào)控一體化工作。從結(jié)構(gòu)上來說,D5000智能電網(wǎng)調(diào)度控制自動化系統(tǒng)主要分為硬件層、操作層、支持層以及應(yīng)用層等4個層次[3]。中支持層是整個軟件結(jié)構(gòu)的核心層,其在系統(tǒng)中主要發(fā)揮著數(shù)據(jù)采集分析、運(yùn)行監(jiān)控管理等功能。此過程中所涉及的數(shù)據(jù)包括遙信量、遙測量以及電量等。遙信量是指整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中,可進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)控的在線智能化設(shè)備所顯示的各類數(shù)值;遙測量則是指可進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)控的在線智能化設(shè)備所顯示的監(jiān)測數(shù)據(jù),例如相關(guān)設(shè)備的電壓、電流等基本參數(shù)等;電量則是指實際電網(wǎng)運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的各類參數(shù)值。
D5000智能電網(wǎng)調(diào)度控制自動化系統(tǒng)的核心功能是數(shù)據(jù)采集、處理及監(jiān)控,有以下幾方面功能:
第一,數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制:接收來自FES(飛輪儲能)系統(tǒng)所發(fā)送的數(shù)據(jù),對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,確定相關(guān)系統(tǒng)的實際運(yùn)行狀態(tài),實現(xiàn)對系統(tǒng)的實時監(jiān)控管理,也為其他應(yīng)用程序提供數(shù)據(jù)服務(wù)。
第二,自動發(fā)電控制:系統(tǒng)中的自動發(fā)電控制軟件應(yīng)用了發(fā)電機(jī)控制技術(shù)、通信技術(shù)以及數(shù)據(jù)采集技術(shù),實現(xiàn)對電網(wǎng)的遠(yuǎn)程輸入、輸出控制。
第三,高級應(yīng)用控制:系統(tǒng)中有高級控制軟件,此軟件主要分為實時態(tài)和研究態(tài)2種運(yùn)行方式,其中實時態(tài)運(yùn)行方式包括調(diào)度員潮流、狀態(tài)估計等各類系統(tǒng)應(yīng)用功能,在此工作狀態(tài),系統(tǒng)會對英語程序進(jìn)行深入分析研究,并獲取其中有價值的數(shù)據(jù)信息,為研究態(tài)的后續(xù)研究分析提供有價值數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)采集及處理模塊作為D5000系統(tǒng)與電力系統(tǒng)的連接關(guān)鍵點,在運(yùn)行過程中通過遠(yuǎn)程通信專線和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)實時采集和處理運(yùn)行數(shù)據(jù),并將處理結(jié)果傳遞至系統(tǒng)中的應(yīng)用程序進(jìn)行快速分析處理,應(yīng)用程序再根據(jù)預(yù)設(shè)參數(shù)向遠(yuǎn)方調(diào)控站發(fā)出控制指令,實現(xiàn)智能電網(wǎng)調(diào)控一體化效果。數(shù)據(jù)采集及處理模塊作為智能電網(wǎng)調(diào)控一體化的重要數(shù)據(jù)來源,其數(shù)據(jù)采集及處理效果將會直接影響后續(xù)系統(tǒng)的控制指令精準(zhǔn)性和有效性,所以必須要保障數(shù)據(jù)采集及處理模塊的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)處理能力。
系統(tǒng)的實時監(jiān)控主要可以分為穩(wěn)態(tài)監(jiān)控、動態(tài)監(jiān)視以及在線監(jiān)視3種形式。其中穩(wěn)態(tài)監(jiān)控需要斷路器、隔離開關(guān)等遠(yuǎn)程控制設(shè)備的支持,在其他系統(tǒng)功能的支持下,實現(xiàn)智能電網(wǎng)的遙控效果,為保障控制的有效性,此過程中的具體操作主要由技術(shù)人員來完成[4];動態(tài)監(jiān)視則是對穩(wěn)態(tài)監(jiān)控提供有效補(bǔ)充,不僅可以對各類異常數(shù)據(jù)進(jìn)行有效辨別,還可以為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)監(jiān)視相關(guān)的公式定義、計算庫等功能補(bǔ)充;在線監(jiān)視也是穩(wěn)態(tài)控制的補(bǔ)充功能,可實時對智能電網(wǎng)進(jìn)行在線檢測,方便技術(shù)人員加強(qiáng)對智能電網(wǎng)的具體了解,提高控制的有效性。
D5000智能電網(wǎng)調(diào)度控制自動化系統(tǒng)將所采集的數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)參數(shù)匹配對比,快速判斷現(xiàn)有數(shù)據(jù)中是否存在異常數(shù)據(jù),并對異常數(shù)據(jù)進(jìn)行有效定位,完成智能電網(wǎng)故障分析后向技術(shù)人員發(fā)出自動化報警,并將智能電網(wǎng)故障分析結(jié)果一同傳遞給技術(shù)人員,為快速排除故障提供重要參考依據(jù)[5]。智能故障定位依靠智能信號分析功能,充分利用開關(guān)變位信息,根據(jù)電網(wǎng)開關(guān)及元件的正常運(yùn)行參數(shù),通過邏輯計算的方式快速判斷故障元件位置,再根據(jù)該元件是否存在失電情況來判斷元件是否真正發(fā)生故障,完成故障的定位及驗證工作,幫助技術(shù)人員快速搶修節(jié)約時間,提高故障判斷正確率及處理效率。智能報警功能不僅提高了故障分析及處理效果,還可以分析出電網(wǎng)中的異常數(shù)據(jù),并向技術(shù)人員發(fā)出預(yù)警,實現(xiàn)被動故障處理向主動故障預(yù)防的轉(zhuǎn)變。
D5000智能電網(wǎng)調(diào)度控制自動化系統(tǒng)不僅可以發(fā)揮數(shù)據(jù)采集與監(jiān)制、自動發(fā)電控制、高級應(yīng)用控制等基本功能,還能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)實時監(jiān)控、智能報警等,提高電網(wǎng)智能化水平,簡化電網(wǎng)運(yùn)行管理工作流程,減少人員的日常工作負(fù)擔(dān),保障電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行,進(jìn)一步推動智能電網(wǎng)的快速發(fā)展,實現(xiàn)電網(wǎng)智能化、自動化、集約化發(fā)展目標(biāo)。