D5000系統(tǒng)功能及應(yīng)用探析

莊穎璇

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司潮州供電局，廣東 潮州521000）

1 D5000系統(tǒng)

現(xiàn)階段，電力企業(yè)調(diào)控一體化大多為D5000智能電網(wǎng)調(diào)度控制自動(dòng)化系統(tǒng)，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況來看，此系統(tǒng)在可靠性和安全性較高，以下從硬件結(jié)構(gòu)、軟件結(jié)構(gòu)以及系統(tǒng)功能三個(gè)角度對D5000智能電網(wǎng)調(diào)度控制自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行簡要分析闡述。

1.1 硬件結(jié)構(gòu)

D5000智能電網(wǎng)調(diào)度控制自動(dòng)化系統(tǒng)采用三級安全區(qū)設(shè)計(jì)，其中第一安全區(qū)主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)功能，如能源管理系統(tǒng)等原獨(dú)立系統(tǒng)也安全集成在第一安全區(qū)中[1]；第二安全區(qū)主要集成了調(diào)度計(jì)劃、安全校核等日前功能；第三安全區(qū)集成了調(diào)度管理等具體系統(tǒng)管理功能。系統(tǒng)集成架構(gòu)如圖1所示。

圖1 D5000調(diào)度控制自動(dòng)化系統(tǒng)集成架構(gòu)

D5000智能電網(wǎng)調(diào)度控制自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件架構(gòu)主要分為局域網(wǎng)、應(yīng)用服務(wù)器、工作站、數(shù)據(jù)采集與通信、DTS等部分，具體內(nèi)容如下：

第一，局域網(wǎng)。系統(tǒng)的局域網(wǎng)采用雙交換冗余結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)具有三方面特點(diǎn)：局域網(wǎng)中任一網(wǎng)點(diǎn)出現(xiàn)故障均不會對系統(tǒng)整體造成過于嚴(yán)重影響，同時(shí)也為后續(xù)系統(tǒng)設(shè)備更換提供便利；可有效避免安裝多臺交換機(jī)，降低系統(tǒng)安裝及運(yùn)行成本，提高系統(tǒng)的整體運(yùn)行可靠性和設(shè)備利用率；為后續(xù)系統(tǒng)升級留有充足空間。

第二，應(yīng)用服務(wù)器。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，為能夠有效傳遞系統(tǒng)應(yīng)用程序數(shù)據(jù)，需要為應(yīng)用程序配置相應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)器，提高應(yīng)用程序運(yùn)行效率及效果。

第三，工作站。由于工作站的性能會直接影響系統(tǒng)總體的運(yùn)行效果，所以在系統(tǒng)硬件配置過程需要采用最穩(wěn)定、性能最優(yōu)秀的Unix工作站。

第四，數(shù)據(jù)采集與通信。數(shù)據(jù)采集主要通過各類傳感器設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，相關(guān)數(shù)據(jù)在經(jīng)過本地初步處理后，會通過通信網(wǎng)絡(luò)傳遞給系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析處理[2]。通常情況下，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集和通信子系統(tǒng)由路由器、數(shù)據(jù)采集通信服務(wù)器、串行通信設(shè)備共同組成，相關(guān)設(shè)備的正常功能發(fā)揮需要2臺及以上數(shù)量的應(yīng)用服務(wù)器作為功能支持和互為備用冗余支持。

1.2 軟件結(jié)構(gòu)

從本質(zhì)上來說，D5000智能電網(wǎng)調(diào)度控制自動(dòng)化系統(tǒng)就是對傳統(tǒng)SCADA系統(tǒng)（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)）進(jìn)行合理拓展升級，其功能核心也是數(shù)據(jù)采集、處理及監(jiān)控，輔助電網(wǎng)調(diào)度中心完成一系列電網(wǎng)調(diào)控一體化工作。從結(jié)構(gòu)上來說，D5000智能電網(wǎng)調(diào)度控制自動(dòng)化系統(tǒng)主要分為硬件層、操作層、支持層以及應(yīng)用層等4個(gè)層次[3]。中支持層是整個(gè)軟件結(jié)構(gòu)的核心層，其在系統(tǒng)中主要發(fā)揮著數(shù)據(jù)采集分析、運(yùn)行監(jiān)控管理等功能。此過程中所涉及的數(shù)據(jù)包括遙信量、遙測量以及電量等。遙信量是指整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，可進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)控的在線智能化設(shè)備所顯示的各類數(shù)值；遙測量則是指可進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)控的在線智能化設(shè)備所顯示的監(jiān)測數(shù)據(jù)，例如相關(guān)設(shè)備的電壓、電流等基本參數(shù)等；電量則是指實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的各類參數(shù)值。

1.3 系統(tǒng)功能

D5000智能電網(wǎng)調(diào)度控制自動(dòng)化系統(tǒng)的核心功能是數(shù)據(jù)采集、處理及監(jiān)控，有以下幾方面功能：

第一，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制：接收來自FES（飛輪儲能）系統(tǒng)所發(fā)送的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，確定相關(guān)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控管理，也為其他應(yīng)用程序提供數(shù)據(jù)服務(wù)。

第二，自動(dòng)發(fā)電控制：系統(tǒng)中的自動(dòng)發(fā)電控制軟件應(yīng)用了發(fā)電機(jī)控制技術(shù)、通信技術(shù)以及數(shù)據(jù)采集技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)的遠(yuǎn)程輸入、輸出控制。

第三，高級應(yīng)用控制：系統(tǒng)中有高級控制軟件，此軟件主要分為實(shí)時(shí)態(tài)和研究態(tài)2種運(yùn)行方式，其中實(shí)時(shí)態(tài)運(yùn)行方式包括調(diào)度員潮流、狀態(tài)估計(jì)等各類系統(tǒng)應(yīng)用功能，在此工作狀態(tài)，系統(tǒng)會對英語程序進(jìn)行深入分析研究，并獲取其中有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息，為研究態(tài)的后續(xù)研究分析提供有價(jià)值數(shù)據(jù)。

2 電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控與智能報(bào)警

2.1 電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控

數(shù)據(jù)采集及處理模塊作為D5000系統(tǒng)與電力系統(tǒng)的連接關(guān)鍵點(diǎn)，在運(yùn)行過程中通過遠(yuǎn)程通信專線和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)采集和處理運(yùn)行數(shù)據(jù)，并將處理結(jié)果傳遞至系統(tǒng)中的應(yīng)用程序進(jìn)行快速分析處理，應(yīng)用程序再根據(jù)預(yù)設(shè)參數(shù)向遠(yuǎn)方調(diào)控站發(fā)出控制指令，實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)調(diào)控一體化效果。數(shù)據(jù)采集及處理模塊作為智能電網(wǎng)調(diào)控一體化的重要數(shù)據(jù)來源，其數(shù)據(jù)采集及處理效果將會直接影響后續(xù)系統(tǒng)的控制指令精準(zhǔn)性和有效性，所以必須要保障數(shù)據(jù)采集及處理模塊的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)處理能力。

系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控主要可以分為穩(wěn)態(tài)監(jiān)控、動(dòng)態(tài)監(jiān)視以及在線監(jiān)視3種形式。其中穩(wěn)態(tài)監(jiān)控需要斷路器、隔離開關(guān)等遠(yuǎn)程控制設(shè)備的支持，在其他系統(tǒng)功能的支持下，實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的遙控效果，為保障控制的有效性，此過程中的具體操作主要由技術(shù)人員來完成[4]；動(dòng)態(tài)監(jiān)視則是對穩(wěn)態(tài)監(jiān)控提供有效補(bǔ)充，不僅可以對各類異常數(shù)據(jù)進(jìn)行有效辨別，還可以為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)監(jiān)視相關(guān)的公式定義、計(jì)算庫等功能補(bǔ)充；在線監(jiān)視也是穩(wěn)態(tài)控制的補(bǔ)充功能，可實(shí)時(shí)對智能電網(wǎng)進(jìn)行在線檢測，方便技術(shù)人員加強(qiáng)對智能電網(wǎng)的具體了解，提高控制的有效性。

2.2 電網(wǎng)智能報(bào)警

D5000智能電網(wǎng)調(diào)度控制自動(dòng)化系統(tǒng)將所采集的數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)參數(shù)匹配對比，快速判斷現(xiàn)有數(shù)據(jù)中是否存在異常數(shù)據(jù)，并對異常數(shù)據(jù)進(jìn)行有效定位，完成智能電網(wǎng)故障分析后向技術(shù)人員發(fā)出自動(dòng)化報(bào)警，并將智能電網(wǎng)故障分析結(jié)果一同傳遞給技術(shù)人員，為快速排除故障提供重要參考依據(jù)[5]。智能故障定位依靠智能信號分析功能，充分利用開關(guān)變位信息，根據(jù)電網(wǎng)開關(guān)及元件的正常運(yùn)行參數(shù)，通過邏輯計(jì)算的方式快速判斷故障元件位置，再根據(jù)該元件是否存在失電情況來判斷元件是否真正發(fā)生故障，完成故障的定位及驗(yàn)證工作，幫助技術(shù)人員快速搶修節(jié)約時(shí)間，提高故障判斷正確率及處理效率。智能報(bào)警功能不僅提高了故障分析及處理效果，還可以分析出電網(wǎng)中的異常數(shù)據(jù)，并向技術(shù)人員發(fā)出預(yù)警，實(shí)現(xiàn)被動(dòng)故障處理向主動(dòng)故障預(yù)防的轉(zhuǎn)變。

3 結(jié)束語

D5000智能電網(wǎng)調(diào)度控制自動(dòng)化系統(tǒng)不僅可以發(fā)揮數(shù)據(jù)采集與監(jiān)制、自動(dòng)發(fā)電控制、高級應(yīng)用控制等基本功能，還能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控、智能報(bào)警等，提高電網(wǎng)智能化水平，簡化電網(wǎng)運(yùn)行管理工作流程，減少人員的日常工作負(fù)擔(dān)，保障電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)一步推動(dòng)智能電網(wǎng)的快速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)智能化、自動(dòng)化、集約化發(fā)展目標(biāo)。