【摘要】為建立適應“大運行”體系建設的技術支撐手段,本文對秦皇島地調(diào)和所轄4縣調(diào)自動化系統(tǒng)目前現(xiàn)狀及存在問題進行了分析,提出了地縣一體化調(diào)度技術支持系統(tǒng)建設思路,并對提出的建設方案進行了闡述與優(yōu)缺點分析。
【關鍵詞】地縣一體化;調(diào)度技術;數(shù)據(jù)網(wǎng);雙環(huán)網(wǎng)架
1.引言
國家電網(wǎng)公司把加快“兩個轉(zhuǎn)變”作為公司科學發(fā)展的根本途徑,尤其是把構(gòu)建“五大”體系作為轉(zhuǎn)變公司發(fā)展方式的核心任務,加大了推進力度?!拔宕蟆斌w系中,“大運行”是對現(xiàn)有各級層電網(wǎng)調(diào)度的重大變革,必須同步做好技術支撐手段建設。其中,地縣一體化調(diào)度技術支持系統(tǒng)是“大運行”體系建設的重要技術支撐,將充分利用電力通信資源,通過若干條專用的通信數(shù)據(jù)網(wǎng)絡通道,把地區(qū)調(diào)度自動化系統(tǒng)和分布在該地區(qū)各縣的縣調(diào)自動化系統(tǒng)廣域遠程互聯(lián),使之邏輯上成為一套調(diào)度自動化系統(tǒng),實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源、技術資源、設備資源的共享,節(jié)約系統(tǒng)維護成本及建設成本,提高調(diào)度自動化系統(tǒng)的可靠性,實現(xiàn)異地冗災與備用,適應“大運行”體系建設的需要,進而為電力調(diào)度模式的變革提供技術支持。
2.系統(tǒng)現(xiàn)狀
目前,秦皇島地調(diào)和所轄4個縣調(diào)均配置了調(diào)度自動化系統(tǒng),其中地調(diào)系統(tǒng)采用南瑞科技公司OPEN3000自動化系統(tǒng),該系統(tǒng)于2006年投入運行,主要配置Alpha DS45服務器和Alpha DS15工作站。該系統(tǒng)經(jīng)過近幾年的不間斷運行和不斷深化應用,系統(tǒng)在服務器配置、磁盤陣列容量、數(shù)據(jù)處理運行速度等方面難以滿足發(fā)展要求,對地區(qū)電網(wǎng)智能調(diào)度技術支撐能力不足。各縣調(diào)調(diào)度自動化系統(tǒng)采用獨立建設模式,均為2003年及以前投運的老系統(tǒng),功能較為簡單。
由于歷史原因,各縣公司自動化專業(yè)技術力量比較薄弱,一般每個單位只有1-2名員工負責維護自動化系統(tǒng),通常還兼職維護通信、信息等其它專業(yè)系統(tǒng)。除個別縣調(diào)能自己維護系統(tǒng)外,其余大都依靠系統(tǒng)生產(chǎn)廠商來進行數(shù)據(jù)庫定義、畫面編輯等日常維護工作。
3.建設思路
按照專業(yè)化、集約化、扁平化的管理要求,創(chuàng)新技術支持系統(tǒng)建設模式,并結(jié)合國網(wǎng)公司“大運行”體系建設要求,以秦皇島地調(diào)現(xiàn)有自動化系統(tǒng)為基礎,采用“地縣一體化”建設模式對地調(diào)和所轄縣調(diào)的調(diào)度自動化系統(tǒng)進行升級改造。地調(diào)配置主要服務器、存儲設備等,縣調(diào)采取分布式采集模式,保留采集功能,設置前置服務器和工作站,可以在緊急或特定的情況下,單獨對所轄廠站進行監(jiān)視和控制。同時,通信系統(tǒng)同步進行相應的改造和完善,滿足“地縣一體化”系統(tǒng)所需的通信通道,實現(xiàn)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)覆蓋至各業(yè)務節(jié)點。
4.建設方案
(1)調(diào)度技術支持系統(tǒng)建設
1)系統(tǒng)網(wǎng)絡架構(gòu)
“地縣一體化”系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集功能由分布在地調(diào)及縣調(diào)的多個廣域節(jié)點共同完成。主系統(tǒng)設置在地調(diào),縣調(diào)除配置各類工作站外,還配置前置服務器及相關的采集裝置。縣調(diào)按就近采集的原則負責該縣所轄變電站的采集,主要考慮專線通道的采集,亦支持網(wǎng)絡通道的采集。地調(diào)及各縣調(diào)分布采集的數(shù)據(jù)均匯總至地調(diào)主系統(tǒng)的后臺統(tǒng)一處理,結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
優(yōu)劣性分析:
此模式縣調(diào)具備數(shù)據(jù)采集能力,具備如下優(yōu)勢:
①節(jié)約專線通道的投資??h調(diào)還存在相當數(shù)量的專線通道,若全部集中到地調(diào),通道建設成本較高,因此按就近采集的原則進行廣域分布式采集可以有效節(jié)約投資。
②適應管理體制。在當前地、縣分級調(diào)度體系下,縣調(diào)的自動化人員除了維護調(diào)度自動化系統(tǒng)外,還承擔了其他系統(tǒng)維護職責,一人身兼數(shù)職,若把縣調(diào)自動化人員全部集中到地調(diào),一方面不利于縣調(diào)廠站調(diào)試,另一方面也不利于縣調(diào)其它系統(tǒng)的維護。因此這種模式可以很好的適應管理體制。
③有效分擔了采集任務,降低了地調(diào)主系統(tǒng)的采集負擔,可擴展性較強,地調(diào)主系統(tǒng)的采集性能不會隨縣調(diào)規(guī)模的擴大或互聯(lián)縣調(diào)節(jié)點的增加而降低。
④縣調(diào)系統(tǒng)運行的可靠性相對較高,在地調(diào)主系統(tǒng)異?;虻乜h聯(lián)網(wǎng)中斷等故障導致的分區(qū)解列運行情況下,縣調(diào)系統(tǒng)的實時監(jiān)控功能仍可正常運行,可以將故障帶來的影響降至最小。
此模式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對復雜,有一定的硬件投資,功能要求較高,特別是要突破傳統(tǒng)的雙前置服務器的限制,軟件開發(fā)有較大的工作量和難度,分區(qū)管理和維護也比較復雜,需要制定相應的管理與維護規(guī)范。
2)系統(tǒng)主要功能
①基本功能
系統(tǒng)具備常規(guī)地區(qū)調(diào)度自動化系統(tǒng)和縣調(diào)自動化系統(tǒng)的基本功能,滿足地調(diào)和縣調(diào)基本的業(yè)務需求,如數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、事件報警、人機界面、報表工具、歷史存儲等等。
②統(tǒng)一建模與數(shù)據(jù)共享
系統(tǒng)部署在地調(diào)及各縣調(diào),系統(tǒng)具備統(tǒng)一建模及數(shù)據(jù)共享的功能,數(shù)據(jù)的存儲與訪問對用戶來說是透明的。各縣調(diào)可在當?shù)剡M行所轄廠站的建模,數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲至主系統(tǒng),同一個廠站只需在一側(cè)一次建模,全網(wǎng)共享。同時,也支持在任意節(jié)點訪問系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的任意數(shù)據(jù)。
③廣域分布式數(shù)據(jù)采集
系統(tǒng)具備廣域分布式采集功能,數(shù)據(jù)采集應用可以部署在任意位置,相應的前置服務器及采集設備可以部署在地調(diào),也可以部署在縣調(diào),也支持同時部屬在地、縣調(diào)。廣域分布式數(shù)據(jù)采集應用協(xié)調(diào)工作,共同完成整個系統(tǒng)的采集任務,任意位置采集的數(shù)據(jù)可共享至全網(wǎng)。
④廣域1+N
在縣調(diào)具備數(shù)據(jù)采集能力的前提下,若縣調(diào)出現(xiàn)無法獲取地調(diào)主系統(tǒng)服務的故障情況,如地調(diào)主系統(tǒng)異?;虻乜h聯(lián)網(wǎng)中斷,縣調(diào)系統(tǒng)仍可保證SCADA實時監(jiān)控功能的正常運行,將故障帶來的影響降至最小。
⑤廣域責任分區(qū)
系統(tǒng)具備廣域責任分區(qū)功能,可以通過專門的設置界面將各廠站或設備劃分在不同的責任區(qū)域,地調(diào)及各縣調(diào)根據(jù)管轄范圍的不同各自對應一個或多個責任區(qū)域。各節(jié)點的監(jiān)控人員只能操作所轄范圍內(nèi)的設備,無關的數(shù)據(jù)將被有效隔離,監(jiān)控人員可以高效、安全的使用系統(tǒng);各節(jié)點的維護人員也只能對所轄范圍的數(shù)據(jù)進行維護,系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全性、運行可靠性可以得到有效保障。在管轄范圍調(diào)整后,廣域責任分區(qū)可以在線靈活調(diào)整。
⑥異地冗災備用
系統(tǒng)在縣調(diào)側(cè)經(jīng)擴展后應具有異地冗災備用和獨立運行的能力??h調(diào)側(cè)具備EMS的主要功能,能通過網(wǎng)絡方式獨立采集完整的全網(wǎng)實時數(shù)據(jù),正常情況下,縣調(diào)側(cè)實時在線備份系統(tǒng)的,模型、圖形、參數(shù)、歷史數(shù)據(jù)及核心文件;在地調(diào)側(cè)主系統(tǒng)故障癱瘓的情況下,縣調(diào)側(cè)冗災備用系統(tǒng)能快速啟用,承擔主系統(tǒng)的SCADA等基本功能。
⑦地縣一體化電力應用軟件(PAS)
系統(tǒng)具備地縣一體化電力應用(PAS)功能,面向地縣一體化的完整電網(wǎng)模型,支持低電壓等級的網(wǎng)絡拓撲、狀態(tài)估計及后續(xù)的分析應用,同時滿足地調(diào)和縣調(diào)的應用需求。
⑧地縣一體化調(diào)度員培訓仿真(DTS)
系統(tǒng)具備地縣一體化調(diào)度員培訓仿真(DTS)功能,面向地縣一體化的完整電網(wǎng)模型,支持低電壓等級的調(diào)度員培訓仿真,同時滿足地調(diào)和縣調(diào)的培訓仿真需求。
(2)通信系統(tǒng)建設
調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)是實現(xiàn)“地縣一體化”系統(tǒng)的網(wǎng)絡支撐和必要條件,整個通信系統(tǒng)的建設方案將遵循國網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)組網(wǎng)原則,綜合考慮“十二五”期間備用調(diào)度建設的需求,按照統(tǒng)一技術規(guī)范、先進適用的標準化原則進行建設。
1)縣調(diào)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)基于秦皇島地區(qū)調(diào)度接入網(wǎng)進行建設,覆蓋4個縣級調(diào)度機構(gòu),其縣調(diào)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)組網(wǎng)示意圖詳見圖2。
2)采用互聯(lián)雙環(huán)網(wǎng)架
地縣調(diào)一體化系統(tǒng)運行在廣域網(wǎng)上,為了保證系統(tǒng)的網(wǎng)絡穩(wěn)定性和可靠性,系統(tǒng)采用雙環(huán)網(wǎng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。雙環(huán)網(wǎng)是指每個系統(tǒng)區(qū)域(地、縣)都有兩臺互聯(lián)的交換機(I、II號),所有的I、II號交換機又分別連接成為環(huán)網(wǎng),這樣系統(tǒng)的干網(wǎng)即可形成互聯(lián)的雙環(huán)網(wǎng)架(如圖3所示)。每個系統(tǒng)區(qū)域通過4條線路和其它區(qū)域相連,因此在N-1,N-2的狀態(tài)下,該區(qū)域仍然存在于某個環(huán)網(wǎng)中,N-3狀態(tài)下,該區(qū)域仍可與其它區(qū)域相連,N-4狀態(tài)下,該區(qū)域才會和整個系統(tǒng)解裂。這為地縣調(diào)一體化系統(tǒng)提供充分的網(wǎng)絡可靠性和運行穩(wěn)定。同時,在系統(tǒng)解裂的情況下,解裂區(qū)域的SCADA應用會自行啟動,在區(qū)域內(nèi)形成獨立系統(tǒng),保證解裂狀態(tài)下縣調(diào)系統(tǒng)對本地的監(jiān)控功能。為了避免在環(huán)網(wǎng)內(nèi)形成廣播回路,采用特定的手段將交換機間某些通路進行阻斷,形成樹狀的網(wǎng)絡通路,保證了系統(tǒng)內(nèi)廣播通信的單向性,從而避免了廣播風暴的發(fā)生。
5.結(jié)束語
秦皇島電網(wǎng)“地縣一體化”調(diào)度技術支持系統(tǒng)建成后,將更好地適應“大運行”體系建設對調(diào)度、集控管理模式調(diào)整的要求,為“大運行”體系提供更加靈活、豐富的功能支持,是“大運行”體系下調(diào)度、集控業(yè)務順利開展和電網(wǎng)安全運行的可靠保障。