電力調度自動化系統(tǒng)的特點及幾點思考

冼永生

【摘 要】隨著計算機和通信技術的迅速發(fā)展，電力調度自動化水平也有了巨大提高。本文主要分析了電力調度自動化系統(tǒng)的基本構成和建設現(xiàn)狀，并針對電力調度自動化系統(tǒng)的建設進行了探討，提出了幾點優(yōu)化措施，期為進一步提高電力調度自動化系統(tǒng)實用化水平提供一點借鑒。

【關鍵詞】電力調度 自動化 應用 優(yōu)化

引言

電力調度是保證電力安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟供應的重要環(huán)節(jié)，而電力調度自動化系統(tǒng)則為電力調度提供有效的技術支撐。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)調度控制中心已經(jīng)無法滿足電網(wǎng)調度運行的需求，在日新月異的通信和計算機技術的推動下，電力調度自動化系統(tǒng)在近十年獲得了長足發(fā)展，對保障電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠運行發(fā)揮了重要作用。

1 電力調度自動化系統(tǒng)的基本構成

電力調度自動化系統(tǒng)主要包含三部分：主站系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸通道、子站系統(tǒng)。這三部分之中，子站系統(tǒng)是基本組成部分，是主站信息的來源，主站系統(tǒng)是核心，直接為電力調度員監(jiān)控電網(wǎng)服務，數(shù)據(jù)傳輸通道是連接主站系統(tǒng)和子站系統(tǒng)的紐帶。

子站系統(tǒng)實時、準確收集各變電站、電廠電力設備的基本運行信息并將其傳送給調度機構，同時及時、準確執(zhí)行各級調度機構下發(fā)的控制、調節(jié)命令。以廣東電網(wǎng)為例，經(jīng)過十多年的努力，廣東中調及其下屬各地調已經(jīng)實現(xiàn)對其管轄的大部分35kV及以上等級各變電站和電廠的綜合自動化改造，子站自動化基本條件已經(jīng)具備。

數(shù)據(jù)傳輸通道方面，以廣東電網(wǎng)為例，目前絕大多數(shù)主要變電站及電廠采用專線通道加和調度數(shù)據(jù)網(wǎng)兩種方式進行數(shù)據(jù)傳輸。

主站系統(tǒng)是調度自動化系統(tǒng)最核心的部分。它匯總所鏈接的所有子站系統(tǒng)的自動化信息，既通過SCADA系統(tǒng)為調度員提供最基本的電網(wǎng)監(jiān)控技術支持，還通過AVC、AGC等系統(tǒng)直接參與電網(wǎng)調度決策。其顯著特點是結構復雜、重要性強、風險性高、高級應用功能發(fā)展迅速。系統(tǒng)典型結構如圖1所示。

2 電力調度自動化系統(tǒng)建設的幾點思考

2.1 主站系統(tǒng)

作為電力調度自動化系統(tǒng)的中樞，主站系統(tǒng)發(fā)揮著極其重要的作用。

（1）加強主站系統(tǒng)設備的可靠性建設。

主站系統(tǒng)的極端重要性，對系統(tǒng)的可靠性提出了極高的要求；一旦主站系統(tǒng)失靈，將使相關的調度部門失去對所管轄電網(wǎng)的監(jiān)控，調度員將變成聾子、瞎子。因此，主站系統(tǒng)涵蓋的所有關鍵自動化設備必須是可靠的，其運維風險必須是可控的。為保證設備可靠性，可以從以下兩點入手。一是要認真、嚴格選擇相關設備，切實把好設備選型關。一般認為，盡量選擇市場已經(jīng)認可的、具備了良好運行口碑的主流產品，特別是對一些關鍵的服務器等設備，切忌因價錢等因素錯選劣品。二是根據(jù)設備本身的運行壽命屬性，定期對一些達到運行年限的設備進行更換；關注相關軟件市場信息，對存在漏洞的軟件及早進行升級。

（2）加強主站系統(tǒng)設備的冗余性建設。

冗余性是電力調度自動化系統(tǒng)配置應該具備的最基本、最重要的特點之一。對主站系統(tǒng)的關鍵節(jié)點、關鍵設備，比如SCADA服務器、前置服務器、主網(wǎng)交換機、磁盤陣列、歷史服務器等，原則上都要確保冗余配置；對極端重要的設備，比如SCADA服務器和前置服務器，在硬件方面，采用三套或以上配置模式，在軟件方面，確保關鍵功能在主服務器出現(xiàn)故障的情況下，必須能第一時間按既定的輪換順序，將該功能對應的進程自動切換至備用的服務器，以保證功能的有效性。

（3）開展、加強備用調度自動化系統(tǒng)建設。

開展備用調度自動化系統(tǒng)建設，即是在已有的主用調度自動化系統(tǒng)的基礎上，另起爐灶再建一套與主用系統(tǒng)互相獨立的備用系統(tǒng)，這是確保不失去對電網(wǎng)監(jiān)控的一項極其重要的措施。一旦主用調度自動化系統(tǒng)失靈，調度員可立即切換至備用系統(tǒng)，繼續(xù)對電網(wǎng)實施有效監(jiān)控，確保監(jiān)控不中斷。

（4）加強系統(tǒng)二次安全防護建設。

電力系統(tǒng)已經(jīng)成立敵對勢力的重要攻擊目標，僅2016年，烏克蘭電網(wǎng)、以色列電網(wǎng)和伊朗核設施等就遭受了相關的網(wǎng)絡攻擊，造成巨大影響?？梢?，對現(xiàn)有的主站系統(tǒng)加強二次安全防護建設是非常有必要的。在具體實施方面，一是必須按照“安全分區(qū)，網(wǎng)絡專用，橫向隔離，縱向認證”的原則進行建設；二是盡快部署防病毒網(wǎng)關、入侵檢測裝置、堡壘機、遠程撥號網(wǎng)關等關鍵設備；三是可以考慮開展二次運維與監(jiān)管相關系統(tǒng)的建設，通過該系統(tǒng)的建設，實現(xiàn)實時對二次系統(tǒng)業(yè)務運行狀態(tài)、二次設備運行狀況、網(wǎng)絡互連情況、系統(tǒng)信息安全、機房環(huán)境參數(shù)等重要信息的監(jiān)管。

（5）加快配用電主站系統(tǒng)建設。

與主網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)迅猛發(fā)展相比較，配、用電調度自動化系統(tǒng)建設起點遲、發(fā)展慢，是配、用電調度水平滯后比較嚴重的因素之一。建設一套完整、可靠的配用電主站自動化系統(tǒng)，將相關配網(wǎng)終端自動化信息接入主站系統(tǒng)，并通過打通接口實現(xiàn)配用電主站與配電GIS、營銷管理系統(tǒng)、計量自動化系統(tǒng)等系統(tǒng)的互聯(lián)；在以上基礎上，開發(fā)實時負荷水平監(jiān)控、有序用電管理、重要用戶管理、事故（事件）安全監(jiān)視、實時用電風險管控、電網(wǎng)經(jīng)濟調度功能等基本應用功能模塊，為配、用電調度切實提供有效的系統(tǒng)技術支撐。

2.2 子站系統(tǒng)

（1）加快變電站、電廠的綜合自動化改造。

主站系統(tǒng)發(fā)揮作用的基礎，就是能及時、準確、可靠獲取變電站、電廠相關電力系統(tǒng)、設備的運行信息和狀況，而這依賴于變電站、電廠已經(jīng)完成了相應的綜合自動化改造、從而實現(xiàn)了子站與主站的數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。以廣東電網(wǎng)為例，目前，仍有部分35kV及以上等級有人值班變電站未完成相應的無人值班綜自改造，或者已達運行年限的綜自系統(tǒng)未進行及時的更換、升級改造，這就從技術上限制了調度員實現(xiàn)對子站的遠方監(jiān)控水平。加快子站的綜自改造，是解決該問題的唯一辦法。

（2）開展變電站自動化設備一體化運維管理建設。

變電站里面的自動化設備，生產商眾多，具有不盡相同的技術特征；有時即便是相同廠家的設備，由于軟、硬件版本的不同，也會在設計、參數(shù)等方面存在差異。這就造成：一是同一子站不同廠商的設備之間要進行接口（常采用規(guī)約轉換器）匹配以進行信息互聯(lián)，這就增加了中間環(huán)節(jié)，給整個子站系統(tǒng)建設提出了額外的技術課題，增加了系統(tǒng)運行不暢的幾率，甚至可能導致業(yè)務中斷；二是增加了運維難度，運維作業(yè)難以標準化，容易造成運維人員對廠商的依賴；三是增加了專業(yè)管理的難度。解決上述問題的其中一個辦法，就是開展變電站自動化設備一體化運維管理建設。通過該項建設，實現(xiàn)自動化專業(yè)核心參數(shù)一體化、自動化設備維護參數(shù)一體化；在此基礎上，實現(xiàn)自動化參數(shù)表單和作業(yè)指導書一體化、自動化維護作業(yè)流程一體化和自動化專業(yè)管理模式一體化。

2.3 數(shù)據(jù)傳輸通道

（1）完善子站系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸多通道配置。

數(shù)據(jù)傳輸通道是主站系統(tǒng)與子站系統(tǒng)互聯(lián)的唯一路徑，通道是否可靠運行及運行質量如何，直接影響主站系統(tǒng)與子站系統(tǒng)的信息交互質量。以廣東電網(wǎng)為例，目前，仍有不少子站系統(tǒng)是單種類通道（只有專線通道或只有調度數(shù)據(jù)網(wǎng)）或單通道配置，這就使自動化系統(tǒng)運行面臨較大風險。完善子站系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸多通道配置，是解決此問題的辦法。

（2）開展調度數(shù)據(jù)網(wǎng)第二平面建設。與專線通道相比，調度數(shù)據(jù)網(wǎng)在信息傳輸速率、實時性方面具有明顯優(yōu)勢。以廣東電網(wǎng)為例，經(jīng)過近十年的努力，調度數(shù)據(jù)網(wǎng)建設與運維已經(jīng)積累了充分的經(jīng)驗，且其安全性也因相關二次安全防護的配置而得到了充分保障。在此基礎上開展調度數(shù)據(jù)網(wǎng)第二平面建設，這對進一步提高數(shù)據(jù)傳輸水平具有積極意義。

3 結語

電力調度自動化系統(tǒng)在電網(wǎng)調度運行中發(fā)揮了重要作用，它提高了電力部門對電網(wǎng)的監(jiān)控水平，提高了調度運行的工作效率。目前，在整個電力行業(yè)，調度自動化系統(tǒng)建設已經(jīng)來到了一個新階段，且仍在跟隨時代的進步快速向前發(fā)展。認識、研究該系統(tǒng)的特點，思考該系統(tǒng)的可提升空間，對電網(wǎng)調度運行相關部門和人員具有重要意義。

參考文獻：

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