新一代安控裝置集中管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)及工程應(yīng)用

忽浩然，沈鳳杰，湯 偉，邵 偉，劉 輝，陶賽健，陳仕鵬（.國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司，安徽合肥300；.國(guó)電南瑞科技股份有限公司，江蘇南京06）

新一代安控裝置集中管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)及工程應(yīng)用

忽浩然1，沈鳳杰2，湯 偉1，邵 偉2，劉 輝1，陶賽健2，陳仕鵬2
（1.國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司，安徽合肥230022；2.國(guó)電南瑞科技股份有限公司，江蘇南京211106）

結(jié)合安控裝置集中管理系統(tǒng)的現(xiàn)狀和大電網(wǎng)調(diào)度控制的技術(shù)需求，分析了現(xiàn)有安控裝置集中管理系統(tǒng)存在的不足，提出了基于智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)支撐平臺(tái)一體化建設(shè)新一代安控裝置集中管理系統(tǒng)的技術(shù)方案；設(shè)計(jì)了集采集－監(jiān)視－告警－預(yù)警－輔助決策－控制功能于一體的軟件體系；提出了安控裝置采用不同規(guī)約同時(shí)與2個(gè)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)雙連接通信的工程應(yīng)用方法，解決了新安控裝置集中管理系統(tǒng)與現(xiàn)役系統(tǒng)的過(guò)渡銜接問(wèn)題；基于類(lèi)定義和運(yùn)行要素的層次化安控系統(tǒng)與控制策略模型，開(kāi)發(fā)了安控策略解析服務(wù)功能，可為在線安全穩(wěn)定分析等應(yīng)用模塊提供策略解析服務(wù)；基于“橫向隔離”的安全防護(hù)策略，與管理信息區(qū)工作票管理系統(tǒng)、離線分析計(jì)算系統(tǒng)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了定值單閉環(huán)管理，為輸電斷面實(shí)時(shí)限額計(jì)算、安控策略適應(yīng)性校核提供數(shù)據(jù)支撐。最后介紹了系統(tǒng)在安徽電網(wǎng)的應(yīng)用情況。

安控裝置；管理系統(tǒng)；不同規(guī)約；雙連接通信；定值單閉環(huán)管理；策略解析

0 引言

近年來(lái)，為解決電網(wǎng)安全穩(wěn)定問(wèn)題，作為保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行第二道防線的安控裝置得到了廣泛應(yīng)用［1］，但一段時(shí)期內(nèi)調(diào)度機(jī)構(gòu)對(duì)于這些分散的安全穩(wěn)定控制裝置（以下簡(jiǎn)稱(chēng)安控裝置）缺乏有效的監(jiān)視管理手段，安控裝置管理的自動(dòng)化和智能化水平較低［2］。為了切實(shí)發(fā)揮安控裝置對(duì)于電網(wǎng)安全穩(wěn)定的保障作用、提升安控專(zhuān)業(yè)管理水平，不少調(diào)度機(jī)構(gòu)相繼開(kāi)展了安控裝置集中管理系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)安控管理系統(tǒng)）的研究與建設(shè)［3－7］，一定程度上滿足了調(diào)度運(yùn)行人員對(duì)安控裝置的運(yùn)行監(jiān)視需求。

隨著電網(wǎng)的持續(xù)發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，安控管理系統(tǒng)經(jīng)歷了單機(jī)模式、獨(dú)立系統(tǒng)模式以及與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)一體化模式3個(gè)階段，系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化程度、可靠性、可擴(kuò)展性越來(lái)越高，應(yīng)用功能方面更加關(guān)注安控裝置管理的自動(dòng)化和智能化，也初步開(kāi)展了安控?cái)?shù)據(jù)的挖掘和應(yīng)用研究［2，8－10］。自國(guó)網(wǎng)公司推行“大運(yùn)行”體系建設(shè)以來(lái)，各網(wǎng)省級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)均已完成智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)（D5000）的建設(shè)與應(yīng)用，四大類(lèi)應(yīng)用功能日趨完善，在線安全穩(wěn)定分析（DSA）等高級(jí)應(yīng)用模塊基本已納入同業(yè)對(duì)標(biāo)考核，安控策略適應(yīng)性校核功能也納入了在線安全穩(wěn)定分析模塊的技改范圍，其他類(lèi)似模塊（如靜態(tài)安全分析、調(diào)度計(jì)劃校核、動(dòng)態(tài)限額管理等）也迫切需要計(jì)及安控裝置的狀態(tài)信息和策略邏輯，以提高計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，國(guó)調(diào)將此功能正式納入智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)模塊［11］。由此可見(jiàn)，基于智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)一體化建設(shè)安控管理系統(tǒng)是“大運(yùn)行”體系建設(shè)的基本要求，且安控裝置數(shù)據(jù)具有廣闊的應(yīng)用空間，有必要在安控管理系統(tǒng)中對(duì)安控裝置數(shù)據(jù)進(jìn)行充分挖掘和應(yīng)用研究。

相比之下，現(xiàn)有的安控管理系統(tǒng)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到大電網(wǎng)調(diào)度控制的技術(shù)要求。大部分系統(tǒng)還處于單機(jī)模式或獨(dú)立系統(tǒng)模式，一體化系統(tǒng)占比較低，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)模普遍較小，無(wú)法承載越來(lái)越多的安控裝置信息接入后的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性要求，系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)也存在較多的問(wèn)題，應(yīng)用功能也大多僅僅局限于安控裝置監(jiān)視與管理本身，缺乏對(duì)外部提供有效的數(shù)據(jù)支撐和服務(wù)支撐，難以滿足智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求。這就迫切需要研究智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)功能，加強(qiáng)安控管理系統(tǒng)與其他應(yīng)用的信息交互，充分利用安控管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)召喚等功能，完善安控專(zhuān)業(yè)現(xiàn)有管理流程，從根本上提升安控專(zhuān)業(yè)管理的自動(dòng)化和智能化水平。

1 新一代安控管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

完整的安控管理系統(tǒng)由安控管理主站、數(shù)據(jù)通道、安控裝置三部分構(gòu)成［1］，系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。其中，安控管理主站安裝在調(diào)度中心側(cè)，數(shù)據(jù)通道包括電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)或2 M專(zhuān)用通道，安控裝置安裝在變電站或電廠內(nèi)。安控管理主站與安控裝置通過(guò)數(shù)據(jù)通道進(jìn)行信息交互。正如數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制（SCADA）系統(tǒng)、廣域監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（WAMS）一樣，在無(wú)特殊說(shuō)明的情況下，安控管理系統(tǒng)即特指安控管理主站。

圖1 安控管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Fig.1 Structure schematic diagrams of SCMS

1.1系統(tǒng)總體框架

如前所述，一體化將是今后安控管理系統(tǒng)建設(shè)的主要模式，可以最大程度復(fù)用調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)硬件設(shè)備，還可通過(guò)其支撐平臺(tái)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口，更容易實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)數(shù)據(jù)資源共享，減少不同應(yīng)用功能模塊間的接口開(kāi)發(fā)調(diào)試，有利于系統(tǒng)的統(tǒng)一運(yùn)行維護(hù)和資產(chǎn)管理。

本文所述新一代安控管理系統(tǒng)的系統(tǒng)總體架構(gòu)在遵循統(tǒng)一支撐平臺(tái)一體化設(shè)計(jì)的前提下，延伸其與外部的接口服務(wù)，如圖2所示。

新一代安控管理系統(tǒng)整體框架設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：

（1）采用安全的操作系統(tǒng)，如Unix（aix，hpux），Linux（redhat、凝思、麒麟）等；

（2）基于國(guó)內(nèi)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)較為主流的支撐平臺(tái)一體化設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，如OPEN－3000，OPEN－5000，D5000，PCS－9000等，具有標(biāo)準(zhǔn)化、可擴(kuò)展性高等特點(diǎn)；

（3）滿足省調(diào)及以上調(diào)度機(jī)構(gòu)對(duì)安控裝置信息監(jiān)視的需求，設(shè)計(jì)規(guī)模至少為200套；

（4）符合遠(yuǎn)方控制的實(shí)時(shí)性要求，一般安裝在生產(chǎn)控制大區(qū)的控制區(qū)，即安全I(xiàn)區(qū)［11］；

圖2 新一代安控管理系統(tǒng)總體架構(gòu)路Fig.2 General structure diagram of new SCMS

（5）遵循“橫向隔離、縱向認(rèn)證”的安全防護(hù)策略［12－14］；

（6）推進(jìn)安控裝置及安控策略建模的標(biāo)準(zhǔn)化，擴(kuò)展調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中二次設(shè)備模型范圍；

（7）注重對(duì)安控?cái)?shù)據(jù)的挖掘和利用，開(kāi)展基于安控實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的高級(jí)應(yīng)用功能研發(fā)；

（8）加強(qiáng)與外部系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)用模塊以及外部系統(tǒng)的信息交互。

1.2軟件體系

目前的安控管理系統(tǒng)軟件主要包括數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視與告警、人機(jī)界面管理工具三大類(lèi)，文獻(xiàn)［1］較為全面地總結(jié)了安控管理系統(tǒng)的技術(shù)現(xiàn)狀和應(yīng)用功能組成，本文所述的新一代安控管理系統(tǒng)則在現(xiàn)有安控管理系統(tǒng)常規(guī)功能的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對(duì)安控實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用方面進(jìn)行了延伸與擴(kuò)展，以解決安控專(zhuān)業(yè)管理的實(shí)際需求。主要包括：

（1）安控管理系統(tǒng)改造建設(shè)期間的過(guò)渡銜接。新的安控管理系統(tǒng)在建設(shè)和試運(yùn)行期間，應(yīng)不影響現(xiàn)役管理系統(tǒng)的正常運(yùn)行和原有安控裝置集中監(jiān)視管理業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)新老系統(tǒng)的平穩(wěn)切換。

（2）為穩(wěn)定斷面運(yùn)行限額自動(dòng)調(diào)整提供安控裝置投退狀態(tài)基礎(chǔ)信息。安控管理系統(tǒng)應(yīng)具備接收安控裝置運(yùn)行狀態(tài)或根據(jù)裝置主要壓板組態(tài)自動(dòng)識(shí)別安控裝置運(yùn)行狀態(tài)的能力，并通過(guò)支撐平臺(tái)與穩(wěn)定斷面限額管理模塊進(jìn)行信息交互。

（3）及時(shí)掌握當(dāng)前安控系統(tǒng)可切量是否滿足離線制定的控制量的需求。安控管理系統(tǒng)應(yīng)具備模擬安控裝置動(dòng)作邏輯的功能，在線實(shí)時(shí)滾動(dòng)匹配離線策略表，識(shí)別當(dāng)前控制措施。

（4）為在線安全穩(wěn)定分析等其他應(yīng)用模塊提供安控策略解析服務(wù)。安控管理系統(tǒng)應(yīng)具備通用的安控策略模型，能夠接受外部應(yīng)用模塊的觸發(fā)，識(shí)別與其運(yùn)行方式對(duì)應(yīng)的控制策略，并分配到一次設(shè)備（如發(fā)電機(jī)組、負(fù)荷線路）。

（5）對(duì)安控裝置切負(fù)荷可能導(dǎo)致的電力安全事故等級(jí)風(fēng)險(xiǎn)實(shí)時(shí)預(yù)警。安控管理系統(tǒng)應(yīng)具備在線統(tǒng)計(jì)安控裝置動(dòng)作導(dǎo)致的損失負(fù)荷、用戶等信息統(tǒng)計(jì)，對(duì)照國(guó)務(wù)院599號(hào)令《電力安全事故應(yīng)急處置和調(diào)查處理?xiàng)l例》及《國(guó)家電網(wǎng)公司安全事故調(diào)查規(guī)程》給出相應(yīng)事故等級(jí)，對(duì)電網(wǎng)可能存在的事故等級(jí)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警。

（6）與信息管理區(qū)業(yè)務(wù)系統(tǒng)結(jié)合，滿足運(yùn)行方式人員分析計(jì)算和運(yùn)行管理的需求。安控管理系統(tǒng)應(yīng)具備與信息管理區(qū)相關(guān)業(yè)務(wù)的信息交互能力，如與工作票管理系統(tǒng)融合，實(shí)現(xiàn)定值單閉環(huán)管理；與方式計(jì)算管理系統(tǒng)結(jié)合，為輸電斷面實(shí)時(shí)限額計(jì)算和安控策略適應(yīng)性校核提供了安控?cái)?shù)據(jù)支撐。

結(jié)合上述需求以及安控管理系統(tǒng)現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)新一代安控管理系統(tǒng)軟件體系如圖3所示。

2 應(yīng)用功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法

數(shù)據(jù)采集、運(yùn)行監(jiān)視、實(shí)時(shí)告警以及部分運(yùn)行管理功能已經(jīng)成為安控管理系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)功能，雖然不同廠家在實(shí)現(xiàn)方法存在一定的差異，但總體思路和流程是一致的。本文重點(diǎn)闡述根據(jù)安控專(zhuān)業(yè)管理新需求而設(shè)計(jì)的相關(guān)功能或工程應(yīng)用方法，最大限度地為安控管理專(zhuān)業(yè)提供便捷的自動(dòng)化服務(wù)，提高工作效率。

2.1安控策略解析服務(wù)

在電網(wǎng)第二道防線中，安全穩(wěn)定控制裝置通過(guò)切除機(jī)組、負(fù)荷等措施保證大擾動(dòng)情況下的電力系統(tǒng)穩(wěn)定性［15］，目前國(guó)內(nèi)安控系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛的控制決策方式是“離線決策＋在線匹配”［16］。然而在電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，受通道狀態(tài)、安控裝置狀態(tài)、允切／出口壓板狀態(tài)等諸多因素影響，“在線匹配”后實(shí)際可控制措施量與離線制定措施量不一定吻合。此時(shí)，安控管理系統(tǒng)應(yīng)在發(fā)現(xiàn)可控量不足時(shí)發(fā)出預(yù)警，提前改變電網(wǎng)運(yùn)行方式或調(diào)整安控裝置運(yùn)行狀態(tài)；分析計(jì)算類(lèi)應(yīng)用應(yīng)能及時(shí)校核安控系統(tǒng)可控制措施對(duì)于當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行方式的適應(yīng)性，并給出定性或定量的評(píng)估結(jié)果。為解決這一共性需求，本安控管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)了安控策略解析服務(wù)，滿足各類(lèi)應(yīng)用對(duì)于安控實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、安控策略的需求。其功能結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖3 新一代安控管理系統(tǒng)軟件體系Fig.3 Software system of new SCMS

圖4 安控策略解析服務(wù)功能結(jié)構(gòu)Fig.4 Functional structure diagram of control strategy analysis

安控策略解析服務(wù)包括數(shù)據(jù)獲取、安控策略模型、策略解析（搜索）三部分。其中，安控策略模型是基礎(chǔ)，策略解析模塊是核心。

為滿足不同應(yīng)用對(duì)安控策略的需求，安控策略解析服務(wù)設(shè)計(jì)了3種模式，供不同場(chǎng)景下應(yīng)用：（1）訂閱方式，適用于安控管理系統(tǒng)和在線安全穩(wěn)定分析等周期性應(yīng)用；（2）請(qǐng)求響應(yīng)方式，適用于調(diào)度計(jì)劃安全校核等外部事件觸發(fā)的相關(guān)應(yīng)用；（3）本地調(diào)用方式，DTS和DSA研究態(tài)下直接調(diào)用封裝后的獨(dú)立程序或動(dòng)態(tài)庫(kù)。

2.2不同規(guī)約的雙連接通信方法

在安控管理系統(tǒng)工程項(xiàng)目中經(jīng)常遇到這樣的情形：（1）需要在保持本調(diào)度機(jī)構(gòu)現(xiàn)役的安控管理系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，完成新安控管理系統(tǒng)的建設(shè)和安控裝置信息的接入調(diào)試（采用與現(xiàn)役系統(tǒng)不同的通信規(guī)約），在經(jīng)過(guò)試運(yùn)行后正式切換至新系統(tǒng)，老系統(tǒng)完全退出運(yùn)行；（2）某些安控裝置歸屬本調(diào)度機(jī)構(gòu)調(diào)管，但同時(shí)需上級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)許可，且在前期已通過(guò)某規(guī)約接入了上級(jí)安控管理系統(tǒng)，此次需同時(shí)接入本調(diào)度機(jī)構(gòu)新建的安控管理系統(tǒng)，但采用不同的通信規(guī)約。這2種情形都要求安控裝置具備2個(gè)條件：（1）同時(shí)接入2個(gè)管理系統(tǒng)的能力；（2）支持2種不同的通信規(guī)約。

為此，本文提出在不改變安控裝置本體的前提下，通過(guò)加裝協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備的方式，實(shí)現(xiàn)了安控裝置采用不同規(guī)約同時(shí)與2個(gè)管理系統(tǒng)雙連接通信，基本原理如圖5所示。

圖5 協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備原理示意圖Fig.5 Principle diagram of protocol conversion equipment

通過(guò)這種方式，可以最大限度降低對(duì)現(xiàn)役安控管理系統(tǒng)的影響，從而保證新老系統(tǒng)的平穩(wěn)過(guò)渡和順利切換。

2.3定值單閉環(huán)管理

在建設(shè)安控管理系統(tǒng)之前，安控裝置和調(diào)度機(jī)構(gòu)管理系統(tǒng)沒(méi)有直接物理通道上的聯(lián)系，安控裝置定值單管理主要靠專(zhuān)業(yè)人員通過(guò)相應(yīng)的管理流程來(lái)把關(guān)，缺乏相應(yīng)的自動(dòng)化手段，工作效率較低，而且容易疏漏或出錯(cuò)。建設(shè)了安控管理系統(tǒng)后，在安控裝置和調(diào)度機(jī)構(gòu)間架起了信息互通的橋梁，可以充分利用安控管理系統(tǒng)的信息樞紐角色，改進(jìn)完善現(xiàn)有定值單管理流程，如圖6所示。

安控管理系統(tǒng)在整個(gè)流程的中樞，負(fù)責(zé)召喚裝置定值描述、運(yùn)行定值，并同步至信息管理區(qū)工作票管理系統(tǒng)，完成裝置信息的傳遞；工作票管理系統(tǒng)是整個(gè)流程的核心，保留了原安控裝置定值單的下發(fā)管理流程，即定值單的生成、流轉(zhuǎn)審核、批準(zhǔn)、下發(fā)等（這里將調(diào)度機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)的定值單稱(chēng)為基準(zhǔn)定值單），增加了運(yùn)行定值單的生成以及和基準(zhǔn)定值單的比對(duì)流程，即接收安控管理系統(tǒng)召喚的裝置運(yùn)行定值，按照基準(zhǔn)定值單格式生成運(yùn)行定值單，與基準(zhǔn)定值單完成比對(duì)校驗(yàn)，列出兩者不一致的定值項(xiàng)。

利用該定值單閉環(huán)管理流程，可以快速實(shí)現(xiàn)安控裝置運(yùn)行定值單的線上比對(duì)校驗(yàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)安控裝置可能存在的定值錄入錯(cuò)誤的情況，可顯著提高工作效率，減少人為因素產(chǎn)生的錯(cuò)誤率，從而提高安控裝置的運(yùn)行可靠性。

2.4與面向方式人員離線分析計(jì)算管理系統(tǒng)互聯(lián)

在省級(jí)以上調(diào)度機(jī)構(gòu)中，除了在生產(chǎn)控制區(qū)（安全I(xiàn)區(qū)）建設(shè)面向調(diào)度人員的在線安全穩(wěn)定分析應(yīng)用模塊或類(lèi)似的離線分析計(jì)算系統(tǒng)，也會(huì)在信息管理區(qū)（安全I(xiàn)II區(qū)）建設(shè)面向方式人員的離線分析計(jì)算管理系統(tǒng)。如前所述，通過(guò)本文所述的安控管理系統(tǒng)，已為面向調(diào)度的在線安全穩(wěn)定分析應(yīng)用提供了安控實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和策略解析服務(wù)，那么也可以為面向方式人員的離線分析計(jì)算管理系統(tǒng)提供安控信息。

在功能設(shè)計(jì)時(shí)，為了保持2個(gè)系統(tǒng)的相對(duì)獨(dú)立性，系統(tǒng)交互接口定義在信息管理區(qū)，且通過(guò)中間文件來(lái)交互，避免直接訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，如圖7所示。通過(guò)安控管理系統(tǒng)的WEB子系統(tǒng)定周期生成安控信息文件，供離線分析計(jì)算管理系統(tǒng)讀取。

系統(tǒng)間交互的內(nèi)容主要包括：（1）為輸電斷面實(shí)時(shí)限額計(jì)算模塊提供安控裝置的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)、通道狀態(tài)、可切量等信息，不再需要人工在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置裝置狀態(tài)；（2）為安控策略適應(yīng)性校核模塊提供安控系統(tǒng)及裝置的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)、通道狀態(tài)、壓板狀態(tài)、可切量以及策略模型，可以在線校核離線制定的安控策略能否保證電網(wǎng)在當(dāng)前工況下安全穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)還可以進(jìn)一步用于安控策略在線優(yōu)化。

圖7 與離線分析計(jì)算管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互Fig.7 Data interface diagram With off?line analysis computation system

3 工程應(yīng)用實(shí)例

安徽電網(wǎng)以火電為主，水電為輔，呈北電南送格局，為了解決電網(wǎng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性矛盾，安徽電網(wǎng)建設(shè)和配置了多個(gè)區(qū)域安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)，在保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下提高了電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行能力。安徽省調(diào)在2010年就啟動(dòng)了安控集中管理系統(tǒng)的研發(fā)，2012年系統(tǒng)投入運(yùn)行，該系統(tǒng)基于Windows Server 2000操作系統(tǒng)獨(dú)立開(kāi)發(fā)建設(shè)（以下原系統(tǒng)、現(xiàn)役系統(tǒng)均指該獨(dú)立系統(tǒng)），累計(jì)接入64套安控裝置和備自投裝置，實(shí)現(xiàn)了對(duì)分散安控裝置的集中監(jiān)視與管理的預(yù)期目標(biāo)。

但隨著電網(wǎng)的快速建設(shè)，尤其是特高壓建設(shè)進(jìn)程的推進(jìn)，電網(wǎng)中配置的安控裝置數(shù)量越來(lái)越多，現(xiàn)役系統(tǒng)源設(shè)計(jì)規(guī)模已無(wú)法滿足更多的安控裝置信息接入，且隨著“大運(yùn)行”體系建設(shè)以及D5000系統(tǒng)的實(shí)用化，在標(biāo)準(zhǔn)化、可擴(kuò)展性、應(yīng)用功能等方面也不符合智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)系列標(biāo)準(zhǔn)。因此安徽電網(wǎng)2015年啟動(dòng)了基于智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)一體化安控集中管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)工作，從系統(tǒng)架構(gòu)、應(yīng)用功能等提出了全新的設(shè)計(jì)思路，并提出了在新系統(tǒng)建設(shè)期間的過(guò)渡方案，確保在項(xiàng)目執(zhí)行期內(nèi)不影響現(xiàn)有的業(yè)務(wù)功能。

（1）從獨(dú)立系統(tǒng)升級(jí)為一體化系統(tǒng)，設(shè)計(jì)更合理、標(biāo)準(zhǔn)化程度更高、使用維護(hù)更簡(jiǎn)單。如圖8所示。原系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)、前置、應(yīng)用、顯示終端全部集合在1臺(tái)服務(wù)器上，功能角色劃分不清晰，且缺乏支撐平臺(tái)的統(tǒng)一管理，沒(méi)有設(shè)計(jì)主備冗余配置，可靠性及用戶體驗(yàn)較差。經(jīng)本次改造后，系統(tǒng)基于D5000平臺(tái)一體化建設(shè)，復(fù)用其數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器及存儲(chǔ)設(shè)備、工作站、應(yīng)用服務(wù)器以及交換機(jī)、縱向加密認(rèn)證裝置、正向隔離裝置等，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、各節(jié)點(diǎn)功能角色清晰，采用雙機(jī)冗余配置，提高了系統(tǒng)可靠性，采用平臺(tái)統(tǒng)一的圖形服務(wù)，人機(jī)界面更友好，使用維護(hù)方便。和整合，設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)采集－集中監(jiān)視－實(shí)時(shí)告警－在

（2）應(yīng)用功能全新設(shè)計(jì)，更貼合專(zhuān)業(yè)工作需求、圖像界面更友好、軟件體系更完整。如圖9所示。改造后的安控管理系統(tǒng)對(duì)應(yīng)用功能模塊進(jìn)行了重新劃分線預(yù)警－輔助決策－遠(yuǎn)方控制（運(yùn)行管理）的軟件體系，功能模塊更清晰、內(nèi)容更豐富，不僅保留原系統(tǒng)的功能，還拓展了基于安控?cái)?shù)據(jù)的相關(guān)高級(jí)應(yīng)用功能，突破了以往管理系統(tǒng)的范疇。

圖8 改造前后系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對(duì)比Fig.8 Contrast diagram of system structure before and after transformation

圖9 應(yīng)用功能模塊設(shè)計(jì)Fig.9 Application function module design

（3）合理的系統(tǒng)過(guò)渡切換方案，業(yè)務(wù)影響更小、系統(tǒng)切換快速簡(jiǎn)單。為保證在新系統(tǒng)建設(shè)期間不影響現(xiàn)有安控監(jiān)視管理業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行，系統(tǒng)采用在安控裝置加裝協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備的方式，將安控裝置同時(shí)接入新老安控管理系統(tǒng)，即保證了原系統(tǒng)的正常運(yùn)行又滿足新系統(tǒng)應(yīng)用功能調(diào)試對(duì)于安控實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的需求。如圖10所示。

圖10 雙系統(tǒng)過(guò)渡方案Fig.10 Dual system transition scheme

（4）安控策略自動(dòng)建模，全力支撐在線安全穩(wěn)定分析等應(yīng)用?；陬?lèi)定義和運(yùn)行要素的層次化安控系統(tǒng)與控制策略通用描述方法，完成了安控裝置自動(dòng)上送安控策略描述文件的功能改造和工程應(yīng)用，可自動(dòng)在安控管理系統(tǒng)建安控策略通用模型，并應(yīng)用于在線安全穩(wěn)定分析應(yīng)用的安控策略校核功能模塊。

（5）對(duì)安控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行充分挖掘和利用，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了安控當(dāng)值策略控制量不足告警及基于安控措施空間的輔助決策功能、安控裝置切負(fù)荷事故等級(jí)風(fēng)險(xiǎn)在線預(yù)警功能，初步構(gòu)建了一體化安控系統(tǒng)在線預(yù)警及決策系統(tǒng)框架。

（6）加強(qiáng)了系統(tǒng)與信息管理區(qū)應(yīng)用系統(tǒng)的融合，實(shí)現(xiàn)了定值單閉環(huán)管理，并為面向方式人員的在線分析計(jì)算管理系統(tǒng)的輸電斷面實(shí)時(shí)限額計(jì)算、安控策略適應(yīng)性校核模塊提供數(shù)據(jù)支撐。

系統(tǒng)自2015年12月投入試運(yùn)行以來(lái)，已累計(jì)接入28套安控裝置，涉及肥西、安慶等區(qū)域安控系統(tǒng)，整體運(yùn)行情況良好，基礎(chǔ)應(yīng)用功能穩(wěn)定，高級(jí)應(yīng)用功能正根據(jù)安控裝置信息接入情況持續(xù)調(diào)試中，各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)的安控管理系統(tǒng)，遵循標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)一平臺(tái)一體化建設(shè)的基本原則，充分利用平臺(tái)的可擴(kuò)展性優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了一體化安控管理系統(tǒng)應(yīng)用的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。系統(tǒng)保留了目前安控管理系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集、集中監(jiān)視和運(yùn)行管理等基礎(chǔ)功能，重點(diǎn)強(qiáng)化了安控策略建模和對(duì)安控實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的應(yīng)用，開(kāi)發(fā)了安控策略解析服務(wù)、安控當(dāng)值策略可實(shí)施性評(píng)估及控制量不足輔助決策功能、安控裝置切負(fù)荷事故等級(jí)風(fēng)險(xiǎn)在線評(píng)估功能，形成了數(shù)據(jù)采集－集中監(jiān)視－實(shí)時(shí)告警－在線預(yù)警－輔助決策－遠(yuǎn)方控制（運(yùn)行管理）的軟件體系，實(shí)現(xiàn)了針對(duì)安控裝置監(jiān)視管理的一整套解決方案。系統(tǒng)還加強(qiáng)了與外部系統(tǒng)的交互設(shè)計(jì)，進(jìn)一步擴(kuò)展安控?cái)?shù)據(jù)的應(yīng)用場(chǎng)景，滿足不同專(zhuān)業(yè)的實(shí)際應(yīng)用需求。尤其是協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備的工程應(yīng)用，對(duì)于其他安控管理系統(tǒng)的改造建設(shè)具有較好的借鑒意義。

但由于安控裝置缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，尤其是信息條目描述和內(nèi)容尚不規(guī)范，實(shí)際工程實(shí)施過(guò)程中，在安控策略建模以及高級(jí)應(yīng)用功能建設(shè)方面還需要制定相應(yīng)的交互規(guī)范，以達(dá)到用管理系統(tǒng)來(lái)促進(jìn)安控裝置標(biāo)準(zhǔn)化的目的。

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Design and Engineering Application of Centralized Management System for New Generation Security and Stability Control Devices

HU Haoran1，SHEN Fengjie2，TANG Wei1，SHAO Wei2，LIU Hui1，TAO Saijian2，CHEN Shipeng2
（1.State Grid Anhui Electric Power Company，Hefei 230022，China；2.NARI Technology Co.Ltd.，Nanjing 211106，China）

Combined with the state of security and stability control management system（SCMS）and the needs of large power grid dispatching control technology，this paper analyzes the deficiencies of existing SCMS，and proposes the technical scheme of a new integration SCMS based on smart grid dispatching control system platform.A software system contains collection?monitoring?alarm?warning?decision?control is designed.To solve the problem of transition between the new SCMS and service SCMS，the paper propose a project application method of the security and stability control device connect two SCMS with different protocols.A control strategy analysis service based on the class definition and operation factor model of hierarchical security and stability control system and control strategy is developed.It will support strategy analysis service for other application modules thus as Dynamic Security Analysis（DSA）.Based on the“horizontal isolation”safety protection strategy，SCMS establishes the connection with the work ticket management system and off?line analysis computation system in management information area，which achieves the setting value list closed loop management and support data for transmission section real time limit calculation and control strategy adaptive check.Finally，the application of the system in Anhui power grid is introduced.

security and stability control device；management system；different protocol；two connection communication；setting value list closed loop management；strategy analysis

TM734

：A

：2096－3203（2017）02－0043－08

忽浩然

忽浩然（1960—），男，安徽定遠(yuǎn)人，高級(jí)工程師，從事電網(wǎng)運(yùn)行分析與管理工作；

沈鳳杰（1983—），男，江蘇淮陰人，工程師，從事電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定分析與控制工作；

湯 偉（1978—），男，安徽巢湖人，高級(jí)工程師，從事電網(wǎng)運(yùn)行及管理工作；

邵 偉（1981—），男，江蘇興化人，高級(jí)工程師，從事電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化研究工作；

劉 輝（1978—），男，四川遂寧人，高級(jí)工程師，從事電網(wǎng)運(yùn)行及管理工作；

陶賽健（1990—），男，江蘇啟東人，助理工程師，從事電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定分析與控制工作；

陳仕鵬（1992—），男，廣東茂名人，助理工程師，從事電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定分析與控制工作。

（編輯 劉曉燕）

2017－01－19；

2017－02－24

江蘇省省級(jí)現(xiàn)代服務(wù)業(yè)（軟件產(chǎn)業(yè)）發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)引導(dǎo)資金項(xiàng)目（電網(wǎng)和通信網(wǎng)聯(lián)合仿真平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)化）；國(guó)家電網(wǎng)公司項(xiàng)目（具備態(tài)勢(shì)感知能力的在線安全穩(wěn)定趨勢(shì)分析及控制技術(shù)研究）