電網(wǎng)運行監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)和創(chuàng)新

武婷婷，蔣 勃

1.陜西省地方電力（集團）有限公司電網(wǎng)運行中心，陜西西安 710061

2.西安供電局發(fā)展策劃部，陜西西安 710032

1 建設(shè)背景

陜西地方電力承擔著9市66個縣的供電任務(wù)，供電面積占全省總面積的72%，供電人口占全省51%，擁有402萬用電客戶，供電量占全省總用電量的30%以上。陜西地方電力所轄電網(wǎng)除了榆林電網(wǎng)基本形成自身的專用電力通信網(wǎng)絡(luò)外，其他7個正在建設(shè)市調(diào)的供電分公司所轄電網(wǎng)幾乎沒有專用電力通信網(wǎng)絡(luò)。即使部分通信條件較好的縣域，也僅是零星的點到點光纖或載波等通信設(shè)施，未能形成環(huán)網(wǎng)，沒有自愈保護，構(gòu)不成網(wǎng)絡(luò)，因此通信網(wǎng)的可靠性較差。

為了適應(yīng)電網(wǎng)發(fā)展快速、結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜的狀況，建設(shè)電網(wǎng)運行監(jiān)測系統(tǒng)來全面管理電網(wǎng)運行，滿足電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行的要求。

2 電網(wǎng)運行監(jiān)測系統(tǒng)功能

2.1 SCADA系統(tǒng)功能

電網(wǎng)運行監(jiān)測系統(tǒng)作為集團公司電網(wǎng)運行管理中心的技術(shù)保障，為將來開展調(diào)度業(yè)務(wù)建立了技術(shù)平臺。能夠直接監(jiān)測公司所轄電網(wǎng)的運行情況。監(jiān)測已接入調(diào)度自動化系統(tǒng)變電站的實時數(shù)據(jù)，掌握各變電站的實時電量，為電網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)提供決策數(shù)據(jù)，可將實時數(shù)據(jù)進行圖形化，為分析電網(wǎng)運行提供便利，能直接反映直流系統(tǒng)和繼電保護系統(tǒng)的運行情況，有利于運行人員掌握各變電站二次系統(tǒng)運行情況。

2.2 電網(wǎng)事故仿真系統(tǒng)

以調(diào)度自動化SCADA實時數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立逼真的電力事故模型，提供模擬環(huán)境，實現(xiàn)培訓調(diào)度員的目的。

2.3 PAS系統(tǒng)（電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)高級應(yīng)用軟件）

包括功能模塊：潮流計算、狀態(tài)估計、網(wǎng)絡(luò)拓撲、負荷預(yù)報等。

2.4 系統(tǒng)接口

模擬盤控制接口、 MIS接口、省調(diào)接口 、地調(diào)接口、綜合數(shù)據(jù)平臺接口、其他接口。

2.5 WEB服務(wù)

WEB系統(tǒng)能共享實時、歷史數(shù)據(jù)和報表等。

3 通信系統(tǒng)建設(shè)

3.1 需求

電網(wǎng)運行監(jiān)測系統(tǒng)對通信系統(tǒng)的要求主要是數(shù)據(jù)傳輸，將縣調(diào)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)郊瘓F公司。遠期，待公司7分公司電網(wǎng)監(jiān)測建成后，先將縣調(diào)的數(shù)據(jù)和分公司調(diào)管變電站的數(shù)據(jù)傳輸至分公司，在工委經(jīng)過匯集處理后，上傳至集團公司。

通信系統(tǒng)由三部分構(gòu)成。一是變電站至縣局的通信，通道速率要求大于1.2kbps。二是縣局至工委的通信，通道速率要求大于64kbps。三是工委至集團公司通信，通道速率要求大于2M/s。

3.2 通信系統(tǒng)建設(shè)方案

在縣級調(diào)度自動化系統(tǒng)中，要實時監(jiān)測眾多的變電站設(shè)備，所監(jiān)測的數(shù)據(jù)要實時發(fā)送到運行中心的后端服務(wù)器進行處理。由于網(wǎng)絡(luò)情況限制，可利使用VPN構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸，實時發(fā)送到調(diào)度主站，大大提高了工作效率，為三級調(diào)度的開展提供了嶄新方式。

采用VPN方式進行縣局、各工委和集團公司之間的數(shù)據(jù)傳輸，在集團公司SCADA子網(wǎng)邊界處設(shè)置以服務(wù)器方式運行的VPN安全網(wǎng)關(guān)，在各工委、縣局SCADA子網(wǎng)邊界處設(shè)置以客戶端方式運行的VPN安全網(wǎng)關(guān)，保證了集團公司內(nèi)部電力生產(chǎn)數(shù)據(jù)的安全、可靠地傳輸。

按照集團公司通信系統(tǒng)規(guī)劃本期采用VPN通信方式，遠期增加租用專線的通信方式，通信采用VPN和專線實現(xiàn)一主一備雙通道。

4 集團公司調(diào)度自動化系統(tǒng)建設(shè)方案

1）調(diào)度自動化系統(tǒng)功能要求：數(shù)據(jù)采集、據(jù)處理功能、據(jù)計算與統(tǒng)計、件及報警、故追憶與重演、拓撲著色、趨勢曲線、歷史數(shù)據(jù)管理、報表服務(wù)及管理、打印功能和時鐘與對時、

2）系統(tǒng)配置方案

數(shù)據(jù)采集單元。根據(jù)廠站的接入數(shù)量、設(shè)計規(guī)模來確定模擬通道板、數(shù)字板、通信終端服務(wù)器的數(shù)量、數(shù)據(jù)采集裝置、切換裝置和機柜。

數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。EMS網(wǎng)絡(luò)配備網(wǎng)絡(luò)交換機兩臺，網(wǎng)絡(luò)采用1000M/100M/10M自適應(yīng)的快速以太網(wǎng)，具有三層交換功能。

數(shù)采服務(wù)器 。系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)采集服務(wù)器兩臺，負責采集RTU的實時信息，當兩臺歷史服務(wù)器故障時可以代替歷史服務(wù)器功能。

歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器。 配置兩臺歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器，完成數(shù)據(jù)的管理和報表的生成。當兩臺數(shù)據(jù)采集服務(wù)器故障時可以代替數(shù)據(jù)采集服務(wù)器功能。

調(diào)度員工作站。配置單機雙屏的三臺監(jiān)測工作站，使調(diào)度員掌握電網(wǎng)實時狀況。

報表工作站。完成電網(wǎng)運行中心運行日報、旬報、月報和年報的編制功能。

維護工作站。完成系統(tǒng)的管理和運行維護。

WEB服務(wù)器。系統(tǒng)配置兩臺WEB服務(wù)器，完成WEB信息發(fā)布功能。

GPS天文時鐘配置一套GPS時鐘，帶周波信號及四路驅(qū)動器可同時接入兩臺數(shù)據(jù)采集服務(wù)器及歷史服務(wù)器。

5 系統(tǒng)應(yīng)用

5.1 信息接入情況

電網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)2008年4月初開始進行現(xiàn)場安裝調(diào)試，2008年5月完成榆林、高陵、長武調(diào)度數(shù)據(jù)接入、調(diào)試及各種應(yīng)用開發(fā)，系統(tǒng)投入試運行，12月完成了全部27個調(diào)度數(shù)據(jù)的接入。系統(tǒng)投運至今各項功能、指標均達到設(shè)計要求，為我公司電網(wǎng)安全、經(jīng)濟運行提供了可靠的技術(shù)保障。

目前我公司遠動系統(tǒng)由27個調(diào)度數(shù)據(jù)終端及其通道構(gòu)成；所轄調(diào)度均安裝有數(shù)據(jù)遠傳終端，27個調(diào)度接入率為100%，采集遙測量7516個，遙信量10649個，計算量213個，基本滿足監(jiān)視電網(wǎng)實時運行工況的要求。各站遠動信息均采用網(wǎng)絡(luò)通道傳輸，20個站采用CDT規(guī)約傳輸，7個站采用104規(guī)約傳輸。

5.2 通道運行情況

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)可用率從08年10月至09年10月一直為100%，通道質(zhì)量良好，系統(tǒng)運行正常，說明選用Internet結(jié)合VPN設(shè)備的通信方式是合理的，明智的。既保證了通道質(zhì)量，又節(jié)省了投資，減少了建設(shè)時間。

5.3 調(diào)度運行

電網(wǎng)運行監(jiān)測系統(tǒng)建成后，各縣級調(diào)度、市級調(diào)度行使管理職能，理順調(diào)度關(guān)系，指導(dǎo)各級調(diào)度發(fā)揮作用有了技術(shù)平臺，保障電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟的運行。

本系統(tǒng)采用了國內(nèi)先進成熟的調(diào)度自動化系統(tǒng)平臺，完全遵循遵循IEC 61970、CORBA技術(shù)規(guī)范，具有良好的開放性、可靠性、可擴展性和可維護性；預(yù)留了豐富的數(shù)據(jù)接口，將來可與DMIS系統(tǒng)、視頻會議及監(jiān)控系統(tǒng)、VOIP系統(tǒng)進行方便的連接；通信系統(tǒng)本期采用VPN技術(shù)，節(jié)約建設(shè)專用通道的費用，降低了運行維護的工作和費用，遠期采用租用專用光纖通道的方式，可與本期通道組成一主一備雙通道，增強了系統(tǒng)的可靠性。