調(diào)控一體化系統(tǒng)在超高壓電網(wǎng)的應用

鄭劍輝，吳毅翔

（國網(wǎng)福建省電力有限公司檢修分公司，福建 廈門 361000）

隨著電網(wǎng)規(guī)模的迅速擴大和無人值守變電站數(shù)量的快速增加，運行人員的工作量日益繁重，傳統(tǒng)模式下電網(wǎng)的運維效率越來越低，已不能滿足集約化管理的需求，“調(diào)控一體化”應運而生?！罢{(diào)控一體化”即將原來的變電監(jiān)控、變電運行維護全面分離，將監(jiān)控業(yè)務與調(diào)度業(yè)務融合，實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度與電網(wǎng)監(jiān)控的一體化管理。

1 集控建設模式

1.1 傳統(tǒng)模式

傳統(tǒng)模式是指按變電站分站點進行監(jiān)控和操作，變電站24 h有人值守，調(diào)度預令、正令直接下到變電站，值班人員負責站內(nèi)設備的巡視、監(jiān)視、消缺和操作。該模式的優(yōu)點是事故響應速度比較快，缺點是隨著變電站的增加，需要龐大的運行人員隊伍，投資比較大，人力資源或者自動化設備未得到充分的利用。

1.2 集控站模式

集控站模式是在管轄區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)按照地理位置或電壓等級劃分原則，適當選擇數(shù)個核心變電站(或全部)，以對局部電網(wǎng)作用顯著的重要變電站構(gòu)建集控站(或集控中心)，如圖1所示。集控中心配備必要的運行值班人員，除了負責主站的日常運行監(jiān)視操作外，還通過集控自動化系統(tǒng)對周圍或下級變電站進行遙控操作，定期進行巡視和設備管理。此模式的優(yōu)點是在一定程度上減少了運行人員的數(shù)量，缺點是隨著變電站的增加，需增設新的集控站，投資比較大。當電網(wǎng)構(gòu)架發(fā)生變化，其下屬變電站因業(yè)務需要而劃分為其他集控站管理時，需將該站所有信息工作在新劃分的集控站重新做一遍，因而維護成本高。

圖1 集控自動化模式

1.3 監(jiān)控中心+運維操作站模式

該種模式是在每個地市建立一個監(jiān)控中心，按作業(yè)半徑分設若干個運維操作站，變電站無人值班，監(jiān)控中心24 h值班，調(diào)度預令下到監(jiān)控中心、正令下到變電站。該模式的優(yōu)點是人力資源使用效率高，充分利用自動化技術，適應電網(wǎng)的快速發(fā)展需要，有利于向調(diào)控一體化過渡；缺點是監(jiān)控范圍較大，需增加監(jiān)控席位。

1.4 調(diào)控一體化模式

調(diào)控一體化模式是按照電網(wǎng)原有的集中監(jiān)控原則和國網(wǎng)公司“三集五大”改革方案，整合電網(wǎng)調(diào)度和監(jiān)控中心業(yè)務及人員，在原有的調(diào)度中心業(yè)務基礎上，增加變電站設備的運行監(jiān)控職責，以實現(xiàn)監(jiān)控與調(diào)度合一，變電站無人值班，監(jiān)控中心24 h值班，運維操作站少人值班。調(diào)度中心掌握設備運行信息更加及時全面、準確，事故及異常處理命令下達快捷；管理鏈條縮短，人力資源使用率高。

2 調(diào)控一體化總體方案

為了將調(diào)控一體化應用于實際工作中，需要利用先進的技術來建立一個基礎的數(shù)據(jù)平臺。通過完善的平臺對調(diào)度自動化的各項功能進行有效集成，從而完成各個模塊的建立、投運和擴充工作，同時利用先進的應用軟件技術，實現(xiàn)快捷的輸入功能。

2.1 硬件平臺建設

在調(diào)控一體化系統(tǒng)的設計中，為了滿足調(diào)度與監(jiān)控的共同需求，可以采取使用服務器群進行計算的先進技術，合理調(diào)整硬件構(gòu)架；同時，通過硬件系統(tǒng)的平臺，配置冗余設施，保證系統(tǒng)的可靠性。從調(diào)控一體化系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)可以看出，調(diào)度與監(jiān)控在同一套硬件平臺上運行，系統(tǒng)通過分層和分區(qū)的方式實現(xiàn)了調(diào)度的有效性，并對系統(tǒng)的不同范圍進行監(jiān)視和控制。在該系統(tǒng)中，實現(xiàn)了服務的全程優(yōu)化配置，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模塊和前置服務器采用一體化配置，充分實現(xiàn)了資源共享。而SCADA服務器、歷史服務器以及前置服務器和網(wǎng)絡服務器等設備，對冗余的配置提供了可靠性的保證。

2.2 軟件構(gòu)架的建設

調(diào)控一體化構(gòu)架中，軟件的構(gòu)架更是其重要的一部分，需要用一個統(tǒng)一的技術平臺來有效實現(xiàn)軟件的先進性和實用性，從而提高模塊化在設計和配置上的優(yōu)化程度，使調(diào)控系統(tǒng)的智能化、開放化和靈活化得到更好體現(xiàn)。

3 調(diào)控一體化系統(tǒng)CC-2000A的實施

調(diào)控一體化系統(tǒng)CC-2000A提供了包括網(wǎng)絡監(jiān)視、自動發(fā)電控制、自動電壓控制、在線安全分析、事故處理輔助決策、調(diào)度員培訓仿真等功能全面的電力系統(tǒng)應用軟件，為電力調(diào)度中心提供功能強大、方便易用的集成支撐環(huán)境，為特高壓、大電網(wǎng)的安全穩(wěn)定經(jīng)濟運行提供了強有力的決策支持。

3.1 硬件配置

調(diào)控一體化系統(tǒng)CC-2000A的硬件配置如圖2所示，調(diào)度與監(jiān)控在同一套硬件平臺上運行，系統(tǒng)通過分層分區(qū)實現(xiàn)調(diào)度、監(jiān)控對系統(tǒng)不同范圍的監(jiān)視與控制。全系統(tǒng)共配置2臺SCADA服務器、2臺歷史服務器、2臺前置服務器、2臺調(diào)度服務器、l臺Pas服務器。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和前置服務器采用一體化配置，實現(xiàn)資源共享；關鍵服務器如SCADA、歷史、前置等采用冗余配置保證系統(tǒng)可靠性。在調(diào)度控制中心，通過通信設備，將網(wǎng)絡延伸到每個變電站，擴展現(xiàn)有調(diào)度EMS系統(tǒng)平臺。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用了多機并列運行及負載均衡的新技術，“分散”了服務器端運行的“負荷”，提高了運行效率。該平臺利用原有調(diào)度EMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行處理后，能對各變電站的設備和數(shù)據(jù)實時監(jiān)控，數(shù)據(jù)通道為原有調(diào)度EMS系統(tǒng)通道。

圖2 調(diào)控一體系統(tǒng)硬件配置

3.2 軟件體系

調(diào)控一體化系統(tǒng)CC-2000A的軟件構(gòu)架采用一個統(tǒng)一的支撐平臺，軟件功能將兼顧先進性與實用性，采用模塊化設計與配置，使系統(tǒng)具備智能化、靈活性與開放性的特點。統(tǒng)一平臺包括調(diào)度與監(jiān)控一體化圖模庫、一體化圖形服務、一體化數(shù)據(jù)服務、一體化報警服務、一體化曲線服務、一體化報表服務、一體化信息發(fā)布，同時實現(xiàn)應用、功能的靈活配置，對不同業(yè)務對象具備不同的展示與信息發(fā)布功能。適應調(diào)度、監(jiān)控與運維操作三級管理模式的需求，其中數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)

3.3 系統(tǒng)功能

3.3.1 電力系統(tǒng)的控制和操作

(1)數(shù)據(jù)處理。由于采用了調(diào)度自動化和集控站系統(tǒng)一體化設計，數(shù)據(jù)采集、實時數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)存儲和報警以及事件順序記錄(Sequence of Event，SOE)信息均由調(diào)度自動化系統(tǒng)完成，并由光纖數(shù)據(jù)通道連接調(diào)度自動化系統(tǒng)和集控站系統(tǒng)。

(2)控制處理。集控站系統(tǒng)必備的一項功能就是遙控和遙調(diào)，遙控和遙調(diào)是實現(xiàn)變電站無人值守的必備條件。由于遙控和遙調(diào)的特殊性和重要性，對遙控和遙調(diào)的安全性要求很高，CC-2000A集控站系統(tǒng)在此方面做了大量的工作。

① 為防止監(jiān)控人員遙控誤操作，對于所有進行遙控操作的開關、刀閘等都設置單獨操作界面。

② 在遙控操作的開關或刀閘處于掛牌的情況下，操作界面會提示操作員閉鎖遙控。

③ 采用雙機監(jiān)護方式進行遙控操作，由主值班員許可操作，副值班員執(zhí)行操作，并且操作前要輸入操作員和監(jiān)護員的口令。

④ 遙控測試菜單是為了確保遙控安全，給特定用戶在特定時期放開的測試菜單。比如在現(xiàn)場調(diào)試期間，系統(tǒng)需要頻繁的進行遙控權限、責任區(qū)的設定、測試，但是又擔心直接控制到子站，因此僅給測試用戶開發(fā)遙控測試菜單。遙控測試功能僅允許客戶執(zhí)行到遙控選擇操作這一步驟。

3.3.2 事項監(jiān)視和查詢

事項監(jiān)視和查詢包括實時報警檢索、歷史報警檢索、語音報警客戶端、告警匯總窗、實時數(shù)據(jù)監(jiān)測。

實時報警檢索集中顯示各模塊報警信息，為調(diào)度員和監(jiān)控員日常監(jiān)控電網(wǎng)和廠站運行工況提供支持。歷史報警檢索是對關系庫中的報警記錄進行詳細查詢的功能，支持報警記錄按照時間過濾、廠站過濾、數(shù)據(jù)類型過濾、量測過濾、模糊查詢等查詢過濾條件。

3.3.3 事故追憶

事故追憶(Post Disturbance Review，PDR)的功能主要是記錄電力系統(tǒng)的事故信息，并能將事故按時間順序重現(xiàn)。

PDR的記錄部分每分鐘將PSBOB系統(tǒng)事件記錄為一組日志文件(包括日志索引文件、小尺寸事件日志文件、最小尺寸事件日志文件)，每隔一定的時間對PSBOB實時數(shù)據(jù)庫做一個快照。

調(diào)控一體化系統(tǒng)CC-2000A的安全穩(wěn)定運行，為超高壓電網(wǎng)調(diào)度人員提供了實時、準確、可靠的信息。

1 吉晏平，賈紅波．淺談縣局調(diào)控一體化[J]．中外企業(yè)家，2011(8).

2 呂洪波，馮躍龍，詹國紅，等．國內(nèi)外電網(wǎng)運行管理模式比較研究[J]．陜西電力，2010(9).

3 王晶晶，劉 巍，張勇平，等．華北電網(wǎng)無人值班站和集控中心管理模式的探討[J]．華東電力，2009(10).

4 李 群．調(diào)控一體化在電力系統(tǒng)自動化中的應用[J]．科技創(chuàng)新與應用，2013(16).

5 王 雷．電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)CC-2000A.經(jīng)濟研究參考 [J]．2009(58).

6 何 江，吳杏平，尚學偉，等．CC-2000系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集 子系統(tǒng)的實現(xiàn)[J]．電網(wǎng)技術，2003(10)．

7 胡 軍．CC2000集控站系統(tǒng)在呼倫貝爾電業(yè)局的應用[J].電網(wǎng)技術，2007(2).