論電力系統(tǒng)中的電力自動化技術

（國網(wǎng)拉薩供電公司，西藏 拉薩 850000）

前言

電力系統(tǒng)是從電力能源生產(chǎn)、傳輸，直到使用消費的一個龐大的能源系統(tǒng)。電力能源是一種區(qū)別與其他任何能源的特殊能源，電力能源是無形不可見的能源，電力能源是即時生產(chǎn)即時使用消費的能源。電力能源無法大量儲存,必須即時生產(chǎn)即時使用消費，并且，電力能源的生產(chǎn)、傳輸、使用消費始終是365 天×24 小時全天候不間斷運行的。因此電力系統(tǒng)從生產(chǎn)、傳輸?shù)绞褂孟M的每個環(huán)節(jié)，都必須要實時的全程監(jiān)視控制，這就需要應用到以電子技術為基礎的自動化技術。

電力自動化技術就是為了保障電力系統(tǒng)的-安全、穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟運行，而誕生的一種電力系統(tǒng)專業(yè)技術。電力自動化技術最初就是應用于電力調度上的電力調度自動化技術。在各類調度行為當中，電力調度是最特殊的一類調度，因為被調度的“對象”是不可見的電力能源，不像其他調度所調度的對象都是可見的。這就使得電力調度的難度大大增加，而電力調度失誤所帶來的影響卻是不可遇見的，后果是非常嚴重的。為了保證電力調度行為的準確性和及時性，電力調度機構就必須要實時掌握電力系統(tǒng)及其相關設備的實時運行工況，在必要時及時對不當?shù)碾娏ο到y(tǒng)設備運行工況，加以干預和調整。

電力調度自動化技術就是保證電力調度機構，能夠實時準確地掌握電力系統(tǒng)及其相關設備運行工況，并能夠使電力調度機構及時正確的，對電力系統(tǒng)設備運行工況加以干預和調控。早期的電力調度自動化技術以計算機技術及設備、通訊技術及設備為基礎的綜合系統(tǒng)。因電力系統(tǒng)調度自動化系統(tǒng)是一項復雜的工程,涉及面比較廣,所以加強電力系統(tǒng)調度自動化系統(tǒng)運行、維護是一項重要任務。嚴格意義上講，電力調度自動化系統(tǒng)有兩大系統(tǒng)構成，首先是廠站端自動化系統(tǒng)，然后才是主站端自動化系統(tǒng)。以下就本人多年從事電力調度自動化系統(tǒng)主站端，運維工作的運行維護情況作闡述,旨在促進電力調度自動化系統(tǒng)主站的安全可靠穩(wěn)定運行。

電力調度自動化的發(fā)展：

電力系統(tǒng)調度機構是指，負責電力系統(tǒng)有序安全穩(wěn)定運行的組織、指揮、指導和協(xié)調的機構。

最早的電力調度機構是不能夠實時獲取電力系統(tǒng)及其相關設備運行工況的，更談不上對電力系統(tǒng)及其相關設備的干預和調控。當時的調度機構只能在感覺到電力系統(tǒng)運行工況發(fā)生明顯變化時，通過電話獲取相關的設備運行工況信息，再通過電話，命令相關廠站的現(xiàn)場值班人員對電力系統(tǒng)及設備實施控制調整。后來隨著通訊技術特別是光纖通訊技術和設備，大規(guī)模集成電路和計算機技術的高速發(fā)展，調度機構不僅能夠實時準確的了解掌握電力系統(tǒng)及其相關設備的運行工況，并且能夠直接對電力系統(tǒng)及其設備運行工況加以干預和調整。拉薩電業(yè)局地調在1997 年組建成立，一直到2001 年建成投運調度自動化系統(tǒng)期間，一直都是采用單一電話調度方式。

早期的電力調度自動化系統(tǒng)主站，由于計算機技術和通訊技術的限制，主要功能僅僅是實現(xiàn)了對電力系統(tǒng)及其設備運行工況的是監(jiān)測，而不能實現(xiàn)對電力系統(tǒng)及設備的實時干預和調控。也就是最基本的兩遙功能（遙信、遙測），這種模式只能實時獲取電力系統(tǒng)設備（主要是斷路器、隔離開關）的分合閘狀態(tài)位置信號，以及發(fā)電機的發(fā)電功率，電力變壓器和電力線路的電壓、電流、功率等實時數(shù)據(jù)信息。這種調度自動化系統(tǒng)主站的軟、硬件都比較落后，計算機核心基本都是Intel80286、80386、80486CPU 架構的，軟件多數(shù)是基于磁盤操作系統(tǒng)DOS 的低級軟件，大多數(shù)操作也基本是鍵盤命令提示行方式的，計算機內存和系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)的存儲量也處于MB（百萬字節(jié)）級別。廠站端的數(shù)據(jù)信號，基本是依靠電力載波和微波傳送的，受這兩種通訊技術的限制，所傳送的信息量很有限，傳送數(shù)據(jù)的數(shù)率也比較低。

隨著集成電路技術、電子技術和光纖通訊技術的快速發(fā)展，計算機CPU進入奔騰時代，電力通訊進入了光通訊時代。計算機內存升級到了GB（1000MB）級別，歷史數(shù)據(jù)的存儲上升到TB（1000GB）級別。應用軟件和操作系統(tǒng)也飛速的發(fā)展，操作模式從鍵盤命令提示行方式，升級為視窗鼠標方式。調度自動化主站的系統(tǒng)功能也由早期的兩遙（遙信、遙測）模式，發(fā)展為四遙（遙信、遙測、遙調、遙控）模式，直到現(xiàn)在的六遙（遙信、遙測、遙控、遙調、遙脈、遙視）模式。電力變電站也基本逐步實現(xiàn)了無人值守的運行模式，這就對電力調度自動化主站的安全、穩(wěn)定、高效運行提出了更高的要求。

由于電力調度自動化主站硬件設備的日趨多樣化，應用軟件功能的日趨復雜化，電力調度自動化主站要滿足安全、穩(wěn)定、高效運行，主站系統(tǒng)的運維工作水平就顯得至關重要了，這也就要求電力調度自動化主站的運維技術人員，必須掌握豐富的知識，包括電力系統(tǒng)專業(yè)技術知識，廠站端自動化設備的構成和作用，計算機應用技術知識，以及網(wǎng)絡通訊和電力通訊相關的基本通訊技術等。

作為一名電力調度自動化主站運維工作人員，首先應該了解和掌握電工基礎知識，電力系統(tǒng)的一些專業(yè)知識，了解電力系統(tǒng)的主要構成和設備種類。要知道電能是如何傳送給用戶使用的，電力系統(tǒng)內的斷路器、隔離開關是做啥用的，變壓器在電力系統(tǒng)中的作用是啥，為什么會有不同的電壓等級，電壓互感器、電流互感器都是做啥用的。除此，還需要了解一點二次設備以及二次回路設備的作用等。因為，你不知道斷路器和隔離開關的作用，你就不會意識到信號的重要性，不知道斷路器和隔離開關的二次輔助接點回路，你就不明白遙信是如何采集來的，更不會知道調度自動化主站端遙信參數(shù)當中遙信取反的含義，同時也就知道了調度端的遙控指令是如何操作到斷路器或其他可操作設備的。你了解了電壓互感器、電流互感器是做啥用的，你就明白了遙測是如何采集到的，同樣你也就明白了調度自動化主站端遙測參數(shù)為啥要設置系數(shù)。

其次，電力調度自動化主站的運維人員，不僅要掌握必需的主站系統(tǒng)設備運維技術，還應該了解必要的廠站端設備的基本構成，以及廠站端設備的作用和常見故障或異?，F(xiàn)象。例如：廠站端自動化設備當中，測控裝置的作用，廠站端自動化設備之間的通訊組網(wǎng)方式，廠站端自動化總控通訊管理機的作用，廠站端自動化數(shù)據(jù)上傳調度自動化主站的通訊方式等。了解了測控裝置的作用，就知道廠站端自動化信息是如何獲取的。廠站端自動化設備之間的通訊組網(wǎng)方式不同，發(fā)生自動化信息中斷時的故障現(xiàn)象也不同。非以太網(wǎng)的廠站端設備組網(wǎng)方式，沒有除總控通訊管理機以外的專用數(shù)據(jù)信息匯聚點，一般是不會發(fā)生全站或部分設備自動化信息中斷的故障。而以太網(wǎng)廠站端設備組網(wǎng)方式，因為有一個或多個除總控通訊管理機以外的數(shù)據(jù)信息匯聚點-網(wǎng)絡交換機，當非核心網(wǎng)絡交換機出現(xiàn)故障導致網(wǎng)絡中斷時，就會出現(xiàn)部分設備自動化信息中斷的故障，而當核心網(wǎng)絡交換機出現(xiàn)故障導致網(wǎng)絡中斷就會出現(xiàn)全站設備自動化信息中斷的故障。廠站端數(shù)據(jù)完全中斷時，即有可能是核心網(wǎng)絡交換機發(fā)生故障，也可能是總控通訊管理機發(fā)生故障，因為廠站端的所有自動化的數(shù)據(jù)信息，匯集到總控通訊管理機，由總控通訊管理機按照調度自動化系統(tǒng)主站的（通訊波特率、規(guī)約等）要求處理后，再通過通訊設備及通道傳送到調度自動化系統(tǒng)主站的。廠站端自動化信息一般有兩種通道方式，將廠站端數(shù)據(jù)信息傳送到調度自動化系統(tǒng)主站的，一種是網(wǎng)絡數(shù)字通道，另一種就是常用的4 線模擬通道。確定了采用的是那種方式，就能夠在日后的運維當中采取對應的處理方式。

調度自動化系統(tǒng)主站的運維，需要掌握必要的計算機應用及網(wǎng)絡技術知識，商用數(shù)據(jù)庫的基本知識，調度自動化主站系統(tǒng)的構成等。

調度主站的運維主要包括硬件和軟件兩個部分的內容。硬件部份主要有：計算機工作站及服務器、網(wǎng)絡通訊設備、通道板、通訊服務器等。軟件部份主要有：計算機操作系統(tǒng)、專用數(shù)據(jù)庫、自動化系統(tǒng)應用軟件。首先，淺談一下硬件部份的運維工作，計算機工作站和服務器以及網(wǎng)絡通訊設備，主要是檢查面板的工作指示燈狀態(tài)是否正常，電源風扇是否運轉正常。通道板、通訊服務器主要是掌握運行參數(shù)（波特率、中心頻率、頻偏、端口通訊方式等）的設置，當廠站通訊參數(shù)發(fā)生變化，或新接入廠站時能夠正確的設置廠站通訊參數(shù)。由于現(xiàn)在電子設備都是大規(guī)模集成電路的，單個部件都不具備可維修性，所以應該記住各種設備廠商的官方技術支持電話，以便出現(xiàn)故障時能夠及時獲得設備廠商的技術支持。

軟件部分的運維才是整個調度自動化主站的主要工作。首先，要知道計算機操作系統(tǒng)的種類、版本，Windows 操作系統(tǒng)應該定期將主備機操作系統(tǒng)重啟，特別是在放長假前應該這樣操作一次。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的運維，需要定期備份系統(tǒng)參數(shù)庫記錄，以備恢復時導入使用；定期檢查歷史數(shù)據(jù)庫存儲空間剩余量，必要時將早期歷史數(shù)據(jù)備份后予以刪除。主站自動化應用軟件的運維，是調度自動化主站運維工作的重中之重，絕大部分的主站運維時間和精力也都耗費在了這。特別是新接入廠站的數(shù)據(jù)庫錄入、圖形繪制及廠站端信息核對調試，都需要運維人員投入大量的時間和精力。這需要運維人員熟練地掌握應用數(shù)據(jù)庫表的構成，信息數(shù)據(jù)表記錄的錄入及錄入注意事項，后期數(shù)據(jù)庫表記錄的維護修改等。如果能夠掌握一定的SQL 標準查詢語句技術，將能夠在限定多字段特征下批量修改數(shù)據(jù)庫記錄，以及按多字段數(shù)據(jù)特征精確定位篩選特定數(shù)據(jù)庫記錄，并根據(jù)需要實施修改時，發(fā)揮巨大的作用。在進行數(shù)據(jù)庫記錄錄入時，要知道哪個字段是設定了主鍵約束的。這樣你就明白為啥遙信參數(shù)表的遙信號和遙控號不能出現(xiàn)重復，廠站參數(shù)表的廠站編碼（代碼）不能出現(xiàn)重復。當發(fā)生廠站遙信錯誤或遙測錯誤，甚至遙控失敗及錯位時，能夠知道檢查哪些參數(shù)表記錄的哪些字段。這些運維工作還時常需要廠站端技術人員的配合。當廠站端數(shù)據(jù)中斷時，要能通過相關數(shù)據(jù)的檢查，準確判斷出是主站故障還是通道或廠站端故障。如果掌握一點通訊及通道原理，就可以利用簡單的工具，配合通訊工作人員檢查模擬通道是否正常。知道循環(huán)規(guī)約和問答式規(guī)約的傳送原理，對通道故障的判斷也非常重要。一個新的調度自動化主站系統(tǒng)投運時，最好在數(shù)據(jù)庫錄入前，規(guī)劃好一些重要基礎參數(shù)表字段的數(shù)據(jù)模式，重要有關聯(lián)參數(shù)表字段數(shù)據(jù)的關聯(lián)性等。例如：在新廠站接入時，應該確定好廠站表內廠站代碼（編號）的數(shù)據(jù)格式，因為，諸如通道參數(shù)表、遙信參數(shù)表及遙測參數(shù)表等，重要的核心參數(shù)表都是以廠站表為基礎的。就拿拉薩地調來說，如果將100以內的編碼（編號）定義給10kV 及以下變電站（所），101-200 的編碼（編號）定義給35kV 變電站，201-300 的編碼（編號）定義給110kV 變電站。通道參數(shù)表的通道序號和廠站表的廠站編號（編碼）定義一樣，這樣后期的數(shù)據(jù)庫查詢和維護就會變得很方便。這里我要特別說一下我們現(xiàn)在投運的D5000 調度自動化系統(tǒng)主站，就因為沒有事先規(guī)劃好廠站表內廠站代碼（編號）的數(shù)據(jù)格式，導致后期新接入廠站時無法確定哪些編碼（編號）已經(jīng)被使用了。并且，由于D5000 是以區(qū)調服務器群為核心，各地市公司分布式信息采集的一體化大系統(tǒng)，如果最初將廠站表內廠站代碼（編號）的數(shù)據(jù)格式規(guī)劃好，就能避免現(xiàn)在廠站編碼（編號）無規(guī)律，不知道新接入廠站編碼（編號）如何確定的問題。因此我想將廠站表內廠站代碼（編號）的數(shù)據(jù)格式，規(guī)定為6 位或6 位數(shù)字以上。就以6 位數(shù)字格式來說，前兩位數(shù)字固定為54，第三位做如下規(guī)劃：0 代表區(qū)調，1 代表拉薩，2 代表昌都，3 代表山南，4 代表日喀則，5 代表那曲，6 代表阿里，7 代表林芝；最后三位數(shù)字做如下規(guī)劃：1-99 表示為10kV 及以下變電站（所），100-199 表示為35kV 變電站，200-299 表示為110kV 變電站，300-399 表示為220kV 變電站，400-499 標示為換流站，500-599 表示為發(fā)電廠（站）。這樣規(guī)劃后在后期運維時就很方便了，就不會像現(xiàn)在這樣，無法從廠站表的廠站代碼（編號）的數(shù)據(jù)格式上區(qū)別出廠站的區(qū)域特性、廠站特性，這樣也便于數(shù)據(jù)索引查詢。因為，廠站的中文名稱標示是給人用的，而廠站代碼（編號）是給數(shù)據(jù)庫內部管理查詢索引使用的。最直接的好處就是，不用像現(xiàn)在這樣需要區(qū)調的系統(tǒng)管理員，人為的在數(shù)據(jù)庫里面去進行廠站責任區(qū)域劃分，從數(shù)據(jù)庫基礎底層上就避免了現(xiàn)在廠站責任區(qū)域時?；靵y錯位的問題?，F(xiàn)在各地市公司維護人員設置廠站數(shù)據(jù)時，要在全區(qū)的所有廠站當中去尋找，使用起來很不方便。如果在數(shù)據(jù)庫底層就將廠站進行區(qū)域劃分，使用起來就非常便利了。

以上調度自動化主站的運維淺談，主要是以煙臺東方電子的DF8900 運維經(jīng)驗而言的，有部分內容已不符合現(xiàn)在D5000 的運維，特別是數(shù)據(jù)庫的運維部分完全不能應用在D5000 系統(tǒng)上面。因為，D5000 系統(tǒng)采用的不是通用成熟的商用數(shù)據(jù)庫，不能完全支持SQL 標準查詢語句的操作。系統(tǒng)廠商也不建議使用SQL 標準查詢語句操作D5000 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。各地市公司不能備份各自的參數(shù)庫、歷史庫，因為整個西藏公司的D5000 調控系統(tǒng)，是共用的一個數(shù)據(jù)庫。維護數(shù)據(jù)庫的備份和導入操作，只能由區(qū)調自動化處的系統(tǒng)管理員來進行了。

結束語

隨著2000 年，以“廠網(wǎng)分離”為標志的電力體制改革，以及國家電力系統(tǒng)公司內部的不斷改革，電力調度機構的職責和自動化主站系統(tǒng)的功能及架構，也發(fā)生了很大的變化。我認為現(xiàn)在這種將電力調度自動化主站的，運行和維護技能分開的做法，已經(jīng)不能適合現(xiàn)在的電力調度自動化主站的運維工作了。而且，本人從事電力調度自動化主站的運維工作十幾年，電力調度機構的自動化崗位設置上，也從來沒有因電力調度自動化主站運行和維護技能的不同，而設置不同的運行和維護兩種類別的崗位。特別是在“國家電力系統(tǒng)公司”實施的“三集五大”改革方案，以及對應的“D5000”調控一體化自動化系統(tǒng)投入后，更加模糊了電力調度自動化主站運行和維護技能的差別。因此，我建議將電力調度自動化主站的運行和維護技能，以及對應的技能鑒定加以整合。