淺析調度自動化系統(tǒng)在石河子電網(wǎng)中的應用

（新疆石河子天富能源股份有限公司電力調度中心，石河子市，832000） 李 俊

石河子電網(wǎng)覆蓋地域約7 762km2，擔負著兵團第八師全墾區(qū)的生產(chǎn)、生活的電力保證，石河子電網(wǎng)調度集發(fā)、供、輸、配于一體，總裝機容量6061兆瓦。原東方電子DF8002型調度自動化系統(tǒng)，于2001年12月建成投運，期間不間斷運行16年，由于運行時間過長，硬件設備老化嚴重并無備件，系統(tǒng)缺少必要的高級應用軟件，無法滿足當前的電網(wǎng)規(guī)模及電網(wǎng)調度新的需求。因此，南瑞繼保PCS9000調度自動化系統(tǒng)于2017年5月替代原系統(tǒng)投入運行，現(xiàn)將整個系統(tǒng)的概況做一簡單介紹。

1 石河子調度自動化主站系統(tǒng)的硬件組成

主站系統(tǒng)配置如圖1所示：

圖1 主站系統(tǒng)配置圖

1.1 監(jiān)控計算機

由前置（fe）服務器、數(shù)據(jù)處理（SCADA）服務器、歷史（his）服務器、PAS服務器、調度員仿真（DTS）服務器、WEB服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、遠程調閱（RGS）服務器、調度員工作站、維護工作站及遠程工作站等，服務器均為雙套冗余配置。

1.2 數(shù)據(jù)采集接口

RCS-9797通道接口裝置、MOXA終端服務器、2M協(xié)議轉換設備等。

1.3 網(wǎng)絡設備

交換機、防火墻、加密網(wǎng)關、物理正反向隔離裝置、路由器等。

1.4 其他設備

衛(wèi)星時鐘同步裝置、遠程撥號Modem、語音告警模塊等。

2 石河子調度自動化主站系統(tǒng)的硬件組成

系統(tǒng)軟件架構如圖2所示：

圖2 系統(tǒng)軟件架構圖

在電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)的軟件體系結構中，共包括5個層，自底向上分別是：

（1）硬件平臺層：是HP當時最新的服務器及工作站組成。

（2）操作系統(tǒng)平臺層：操作系統(tǒng)可以選用LINUX。

（3）通用中間件層：使系統(tǒng)能夠運行在多種操作系統(tǒng)和硬件平臺上，具有很好的可移植性。同時具有可伸縮性、異構系統(tǒng)、可互操作性等。

（4）統(tǒng)一支撐平臺層：提供一套強大的、通用的服務，提供了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理，高性能實時數(shù)據(jù)訪問，協(xié)調的人機交互界面、網(wǎng)絡消息傳遞、進程間通信、系統(tǒng)管理、報警與事件、數(shù)據(jù)轉發(fā)等服務。系統(tǒng)的各個應用就構建在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺、基于Internet/Intranet的通信管理子系統(tǒng)、全圖形化的基于WEB的用戶界面子系統(tǒng)、系統(tǒng)管理子系統(tǒng)、報警子系統(tǒng)等支撐子系統(tǒng)之上。

（5）應用層：在統(tǒng)一支撐平臺層之上，實現(xiàn)電網(wǎng)運行監(jiān)控、電網(wǎng)運行管理、優(yōu)化分析調度與調度員培訓仿真的系列軟件。

3 石河子調度自動化主站系統(tǒng)軟件模塊

3.1 數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控SCADA

SCADA是EMS系統(tǒng)的基礎應用，由前端數(shù)據(jù)采集裝置和I/O節(jié)點、SCADA節(jié)點、網(wǎng)絡通訊節(jié)點、歷史節(jié)點組成。SCADA功能包括：數(shù)據(jù)采集和處理、控制和調節(jié)、事故追憶（PDR）、報警處理、事件順序記錄(SOE)等。

3.2 高級應用軟件PAS

高級應用軟件PAS與SCADA是一體化設計，其由網(wǎng)絡拓撲、狀態(tài)估計、調度員潮流、負荷預報、短路電流計算、自動電壓控制、靜態(tài)安全分析等功能模塊組成。

3.3 自動發(fā)電控制AGC

根據(jù)CPS1、CPS2及A1、A2標準，通過控制區(qū)域內的發(fā)電機組的有功功率來調節(jié)系統(tǒng)頻率和電網(wǎng)聯(lián)絡線交換功率，將石河子地區(qū)AGC電廠進行分類，通過調度員實際需要或通過系統(tǒng)預先設置按不同系統(tǒng)調整需求和力度將不同的AGC機組進行集群控制。

3.4 調度員培訓仿真DTS

DTS系統(tǒng)能夠模擬電力系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)響應以及事故恢復過程，使學員能在與實際控制中心完全相同的調度環(huán)境中進行正常操作、事故處理及系統(tǒng)恢復的培訓。提供電網(wǎng)調度運行控制模擬培訓、EMS系統(tǒng)應用操作模擬培訓的功能。

3.5 保護與故障信息管理

保信主站接收子站上送的裝置運行狀態(tài)、裝置測量信息、保護動作報告、開關跳閘信息、保護告警和自檢信息、錄波簡報、錄波文件、裝置定值、子站系統(tǒng)事件及告警、以及子站配置等信息，并進行分類匯總和存儲，以便于定值的核對及為電網(wǎng)事故分析提供可靠的保護動作信息。

3.6 廣域量測系統(tǒng)WAMS

利用各個發(fā)電廠及主要變電站PMU裝置采集信息，對發(fā)電機組一次調頻運行情況、電網(wǎng)動態(tài)運行情況、功率擾動情況、低頻振蕩進行監(jiān)測及分析。

3.7 調度運行管理系統(tǒng)OMS

OMS系統(tǒng)代替了傳統(tǒng)的調度人員的各種紙張表單的審核處理過程，如設備檢修、調度計劃、日志管理、交接班、設備管理、保護定值管理等管理業(yè)務，可以大大提高調度的日常工作效率和正確性。

3.8 電能量采集計量系統(tǒng)

通過調度數(shù)據(jù)網(wǎng)，將各個廠站端電度表數(shù)據(jù)采集并傳輸至調度主站端并存入數(shù)據(jù)庫內?？蛇M行日、月、年等各類報表的制作，進行數(shù)據(jù)分析及查詢。還可以由電網(wǎng)模型自動生成的網(wǎng)損計算模型進行網(wǎng)損分析與考核。

4 石河子調度自動化主站系統(tǒng)安全防護措施

石河子電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)劃分為生產(chǎn)控制大區(qū)和管理信息大區(qū)。生產(chǎn)控制大區(qū)可分為控制區(qū)（安全Ⅰ區(qū)）與非控制區(qū)（安全Ⅱ區(qū)），其中安全Ⅰ區(qū)包括數(shù)據(jù)采集服務器、SCADA服務器、PAS服務器、AGC服務器及若干相關工作站，安全Ⅱ區(qū)包括DTS仿真子系統(tǒng)、在線定值校核子系統(tǒng)。管理信息大區(qū)（安全Ⅲ區(qū)），包括WEB服務器、電能質量子系統(tǒng)。安全Ⅰ區(qū)與Ⅱ區(qū)之間設置專用防火墻，而安全Ⅰ區(qū)與Ⅲ區(qū)之間設置了專用的正向反向隔離裝置。

5 結語

本次主站的建設是按照石河子電網(wǎng)8～10年期電網(wǎng)發(fā)展的規(guī)模要求進行配置。系統(tǒng)滿足業(yè)務功能模塊化建設和“即插即用”的要求，提供標準和開放的基礎設施和支撐平臺，支持電網(wǎng)運行各類技術系統(tǒng)/應用功能以模塊化的方式納入運行監(jiān)控系統(tǒng)并協(xié)同作業(yè)，具有良好的通用性、兼容性和可擴展性，可以為今后電網(wǎng)的發(fā)展及壯大提供技術支撐。