</a>調(diào)度自動化" title="調(diào)度自動化">調(diào)度自動化" title="調(diào)度自動化">調(diào)度自動化統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）的功能，在功能設(shè)計開發(fā)、運行維護等方面所作的工作，以及在華北電網(wǎng)的實際應(yīng)用情況，特別指出了事故追憶功能在華北電網(wǎng)1999年“7．20”、“7．21”兩次事故中所發(fā)揮的前所未有的重要作用。
關(guān)鍵詞：電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)；注重實用；事故追憶
1　前言
　　我國各級電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)（EMS／DMS）功能和應(yīng)用水平取得了質(zhì)的飛躍。國內(nèi)多個EMS／DMS開發(fā)廠商在引進消化吸收國外先進技術(shù)的同時，結(jié)合國情自行開發(fā)，不斷推出適合我國電網(wǎng)調(diào)度運行管理和生產(chǎn)實際需求的EMS／DMS系統(tǒng)。具有我國自主版權(quán)的開放式、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、事件驅(qū)動處理的CC－2000電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)，于1999年7月在華北電網(wǎng)調(diào)度指揮中心投入試運行，取代了從英國西屋公司引進的WESDAC－32能量管理系統(tǒng)。這標(biāo)志著華北電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)應(yīng)用進入了一個新階段。對于一套EMS系統(tǒng)，從其功能和作用而言，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控（SCADA）功能是最基本也是最重要的應(yīng)用。本文結(jié)合CC－2000電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的SCADA功能應(yīng)用，從設(shè)計開發(fā)、運行維護以及滿足生產(chǎn)運行需要的實際應(yīng)用等方面，總結(jié)一些工作體會，供有關(guān)人員參考。
2　注重基礎(chǔ)，結(jié)合實際，強化實用
　　為使華北電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)真正成為電網(wǎng)調(diào)度運行管理所依賴的技術(shù)手段。首先應(yīng)保證反映電網(wǎng)運行工況的實時信息能全面、準(zhǔn)確、可靠、及時地傳送至EMS主站系統(tǒng)。EMS主站計算機系統(tǒng)對采集來的實時信息進行快速、準(zhǔn)確、靈活的加工處理，利用一系列應(yīng)用軟件實現(xiàn)電網(wǎng)運行的調(diào)度和管理。華北電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)運行維護專業(yè)人員，歷經(jīng)幾代調(diào)度自動化系統(tǒng)的運行維護和生產(chǎn)實踐，逐步總結(jié)和完善了系統(tǒng)的應(yīng)用，積累了一些經(jīng)驗，特別是在SCADA功能發(fā)揮實用方面做了很多工作。
　　（1）注重基礎(chǔ)自動化，確保數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運行
　　遠(yuǎn)動系統(tǒng)是EMS的一個子系統(tǒng)，包括對調(diào)度范圍內(nèi)發(fā)電廠和變電站實時運行工況信息的采集、處理、傳輸和顯示等全部功能與設(shè)備。多年來，筆者堅持貫徹執(zhí)行“遠(yuǎn)動設(shè)備選型盡可能統(tǒng)一，遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約務(wù)求一致”的技術(shù)方針，對網(wǎng)內(nèi)遠(yuǎn)動廠（站）配備了成熟可靠并具有運行經(jīng)驗的遠(yuǎn)動設(shè)備。同時，對重要廠（站）和有條件的廠（站）實現(xiàn)了主／備遠(yuǎn)動通道，使得華北電網(wǎng)具有良好的遠(yuǎn)動系統(tǒng)。以遠(yuǎn)動實時數(shù)據(jù)作為電網(wǎng)調(diào)度和發(fā)、供、用電生產(chǎn)運行考核與管理的依據(jù)，也是華北電網(wǎng)多年執(zhí)行的技術(shù)方針。目前，EMS主站系統(tǒng)采集電網(wǎng)調(diào)度需要的遠(yuǎn)動信息的采集覆蓋率達到100％（直調(diào)的發(fā)電廠和重要變電站的遠(yuǎn)動信息直接采集，互聯(lián)相鄰電網(wǎng)重要信息通過計算機通信進行收集）。全網(wǎng)專業(yè)人員對系統(tǒng)設(shè)備的認(rèn)真運行維護和完善的專業(yè)管理，基本保證了遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)的全面、準(zhǔn)確、可靠。
　　EMS／DMS主站系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)（習(xí)慣上稱為前置機系統(tǒng)）是收集與處理各廠（站）遠(yuǎn)動信息的重要功能結(jié)點，也是各廠（站）遠(yuǎn)動信息進入調(diào)度主站系統(tǒng)的把關(guān)者，或者說是信息交換的瓶頸。前置機系統(tǒng)的功能與作用至關(guān)重要。若這一功能結(jié)點失效，或運行不穩(wěn)定可靠，那么調(diào)度主站系統(tǒng)就失去信息源，勢必影響EMS／DMS的正常功能應(yīng)用。所以CC—2000電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的前置機系統(tǒng)配置必須注重其可靠性和可維護性。
　　·為確?？煽啃?，除了對前置機（Motorola公司的MVEM工控機）、接收廠（站）遠(yuǎn)動信息的接口板以及通道接口，均采用冗余雙機（雙接口板、雙通道接口）配置外，對于重要廠（站）配備了雙MO－DEM。這些主要設(shè)備及器件均處于互為熱備用的工作狀態(tài)，并具備自動／手動切換功能。
　　·為及時掌握前置機系統(tǒng)運行狀態(tài)和快速處理故障及異常，提供了友好、靈活的人機界面和維護手段。通過監(jiān)視與維護畫面可監(jiān)測：主／備前置計算機、廠（站）RTU、接收廠（站）主／備接口板以及各廠（站）主／備遠(yuǎn)動通道的運行狀態(tài)。在監(jiān)視畫面上，形象地描述了這些設(shè)備器件之間的物理位置與邏輯連接關(guān)系。為了監(jiān)視遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)的實時性和正確性，在各廠（站）接線、系統(tǒng)潮流、發(fā)電表單、電壓表單及供電負(fù)荷等各類畫面中，對任一遠(yuǎn)動實時數(shù)據(jù)，以規(guī)定的不同顏色表征其是好數(shù)據(jù)還是壞數(shù)據(jù)。
（2）幾個成功的技術(shù)處理應(yīng)用
　　在保證SCADA基本功能穩(wěn)定可靠運行的基礎(chǔ)上，借鑒以往的經(jīng)驗和充分使用遠(yuǎn)動信息資源，重點對實時信息進行科學(xué)的加工處理，提供方便靈活的維護手段。解決了在重要的遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)參加各類統(tǒng)計與計算過程中，由于遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)出錯導(dǎo)致統(tǒng)計與計算嚴(yán)重偏差的問題，確保了SCADA功能的實現(xiàn)。
　　·取對端數(shù)據(jù)　為統(tǒng)計省網(wǎng)間送受電力情況，或者計算網(wǎng)內(nèi)各地區(qū)供電負(fù)荷，需要將網(wǎng)間聯(lián)絡(luò)線或地區(qū)負(fù)荷分界點線路規(guī)定的一端（計算點）的潮流值用于相應(yīng)的計算公式。缺少這些重要線路的計算點潮流值或者出錯，將直接影響到相關(guān)的重要計算結(jié)果。為解決這個問題，將線路兩端的潮流值通過兩端的站（廠）RTU傳送至調(diào)度主站。當(dāng)計算點潮流值出錯或本端站（廠）RTU檢修停運時，可以暫時采用取線路對端的潮流值來代替（只存在線損誤差）。這樣就可以保證統(tǒng)計與計算結(jié)果的基本正確性和連續(xù)性。在解決這一功能的同時，人機界面提供了方便靈活的在線操作手段。
　　·多數(shù)據(jù)源處理　由于歷史原因，在某些重要廠（站）安裝了兩臺RTU（Polling方式和CDT方式通信規(guī)約并存），而且通道資源又保證了兩臺RTU信息均傳送至調(diào)度主站；同時通過?。卣{(diào)計算機通信方式又可以收集這一廠（站）的信息。為此，同一廠（站）的數(shù)據(jù)由不同設(shè)備和渠道采集到調(diào)度主站，這樣就出現(xiàn)了多數(shù)據(jù)源。為了充分利用同一廠（站）的多數(shù)據(jù)源，采用了上述“取對端數(shù)據(jù)”的思路，以使每一數(shù)據(jù)均有價值。為實現(xiàn)多數(shù)據(jù)源處理功能，在SCADA數(shù)據(jù)庫設(shè)計中，在相應(yīng)數(shù)據(jù)庫表中定義兩個或三個源點（對應(yīng)兩個或三個數(shù)據(jù)源），同時再定義一個存放正確（或選定）結(jié)果的虛擬點（虛擬廠站）。對于該廠（站）的畫面顯示、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒏呒墤?yīng)用軟件等應(yīng)用均使用虛擬廠站的虛擬點；歷史數(shù)據(jù)、特殊計算、上模擬盤的數(shù)據(jù)、運行統(tǒng)計報表等均取虛擬點值。為便于維護及靈活的操作，人機界面提供了多數(shù)據(jù)源值的畫面，可自動／人工選取多數(shù)據(jù)源廠（站）的各個數(shù)據(jù)源的全部數(shù)據(jù)以及某單點值，保證了這些重要廠（站）數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與可靠性。
　　·在線修改遙測極性和遙信接點狀態(tài)　對于遙測量，在保證量值準(zhǔn)確的同時必須保證其極性正確。否則，EMS系統(tǒng)顯示的電網(wǎng)潮流會發(fā)生混亂，或者導(dǎo)致有關(guān)的統(tǒng)計與計算結(jié)果嚴(yán)重出錯。遙信量的狀態(tài)值則表示開關(guān)非斷即合，所以更要求其數(shù)值準(zhǔn)確可靠。從專業(yè)技術(shù)管理上，職能部門都要對接入RTU的遙測量規(guī)定正極性；對遙信量統(tǒng)一接點狀態(tài)，如“1”表示合、“0”表示斷。正常情況下，遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)按已規(guī)定的“遙測量極性”和“接點狀態(tài)”在EMS系統(tǒng)中運行。但是，對于基建、改擴建等工程，在新增、修改調(diào)整遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)的工作完成后，由于種種原因出現(xiàn)的“遙測量極性”和“接點狀態(tài)”與規(guī)定的相反，會使遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)出錯。從英國西屋公司引進的WESDAC－32能量管理系統(tǒng)不具有在線修改“遙測量極性”和“接點狀態(tài)”的功能，而施工及專業(yè)維護人員已撤（遠(yuǎn)）離現(xiàn)場，只能離線修改數(shù)據(jù)庫，既費時又影響系統(tǒng)的正常運行。CC－2000電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)增加這一功能，實現(xiàn)了快速在線修改，然后再通知有關(guān)局（廠）到現(xiàn)場解決。
3　事故追憶功能在電網(wǎng)事故處理與分析中發(fā)揮重要作用　　
　　事故追憶（PDR）是SCADA應(yīng)用的一項重要功能。該功能在華北電網(wǎng)原有調(diào)度自動化系統(tǒng)中一直沒能發(fā)揮其應(yīng)有的作用。在CC－2000電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)中，借鑒以往的經(jīng)驗并結(jié)合實際需要，注重了PDR功能的實用。
　　該功能可對SCADA數(shù)據(jù)庫的全部實時信息，以5 min（時間可調(diào)）為周期的全數(shù)據(jù)斷面加上遙信遙測各種變化事件，對事故前和事故后各1 h（時間段可調(diào)）內(nèi)的事故全過程進行全面的記錄保存；同時實現(xiàn)了對事故過程進行全場景的事故追憶和全過程連續(xù)反演的描述。各類事故記錄可長期保存在磁盤中，并可隨時提供追憶和反演；同時可對事故的任一斷面的數(shù)據(jù)及畫面拷貝打印。通過彩色激光打印機將一事故過程中需用的各個斷面打印裝訂，如同連環(huán)畫冊一樣描述事故過程，供領(lǐng)導(dǎo)及專業(yè)人員對事故的分析與查閱。
　　人機界面提供了方便的維護畫面和靈活的操作手段（PDR主控界面見圖1）。

圖1　PDR主




　　PDR具有自動和手動兩種啟動方式。在自動啟動方式下，觸發(fā)條件可以是網(wǎng)內(nèi)任一開關(guān)遙信事故跳閘，可以是任一遙測量值越限，也可按事先定義的典型事件進行啟動PDR。PDR功能記錄追憶的范圍，可定義為對全網(wǎng)的描述，也可定義對網(wǎng)內(nèi)與事故相關(guān)的局部電網(wǎng)。
　　在CC－2000調(diào)度自動化系統(tǒng)投運后，華北電網(wǎng)在1999年7月20和7月21日，先后發(fā)生了山西省網(wǎng)新店220kV變電站“720”事故和北京石景山熱電廠全廠停電事故（4臺機組，每臺裝機容量200MW）。尤其是“720”事故（由新店220kV站事故引起，導(dǎo)致神頭一電廠、神頭二電廠、陽泉電廠和大同二電廠，共計9臺機組2100 MW，相繼停機），對華北電網(wǎng)正常運行造成重大影響。由于CC－2000調(diào)度自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，為電網(wǎng)調(diào)度人員提供了實時、準(zhǔn)確、可靠的信息，特別是PDR功能的充分發(fā)揮，對電網(wǎng)事故分析起到了前所未有的重要作用。通過對兩個事故進行全場景的事故追憶，為事故分析及典型事故案例的建立提供了詳實的信息數(shù)據(jù)歷史記錄資料。這一功能應(yīng)用，得到了國家電力公司和華北電力集團公司領(lǐng)導(dǎo)以及電網(wǎng)調(diào)度人員的一致好評。
4　結(jié)束語
　　現(xiàn)代電網(wǎng)的調(diào)度運行管理與發(fā)展越來越證明電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)是保證電網(wǎng)安全、經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)運行不可缺少的重要技術(shù)手段。我國各EMS／DMS開發(fā)廠商與各級電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)運行維護專業(yè)人員密切合作，依靠自己的力量自行開發(fā)的EMS ／DMS系統(tǒng)走向成熟，并在生產(chǎn)實際中發(fā)揮了巨大作用。隨著電力市場運營的深入開展，EMS／DMS作為電力市場技術(shù)支持系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)將承擔(dān)和發(fā)揮著更大的作用。

作者簡介：
韓福坤（1951－），男，高級工程師，長期從事電網(wǎng)調(diào)度自動化專業(yè)工作；
李運平（1965－），男，高級工程師，長期從事電網(wǎng)調(diào)度自動化工作。