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【陕西经验交流】户县县调中心简介
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发表日期：2007年4月9日 【编辑录入：duand】
户 县 县 调 中 心 简 介
一、调、配、集、管一体化自动化主站系统
户县分局在调度自动化系统升级改造过程中，为更好地适应电网安全、稳定、经济运行的需求，在Unix/Windows混合平台基础上创造性地提出了基于遥控操作安全约束的调配集管一体化自动化主站系统，该系统可灵活扩展和集成各种功能，功能内涵丰富，实用性更强。系统改造完成后，使分局整体技术水平和应用水平得到全面提升。
（一）调配集一体化主站系统组成
新系统采用先进的Unix/Windows混合平台系统结构，所有服务器和工作站之间采用双网，组成了完整的调配集管一体化自动化系统，单独设置数据采集网段。在变电站的通道接入上按照16个变电站主备双通道考虑，共计32个独立通道，可扩展到48个独立通道。每个通道都考虑了独立防雷措置。通过网关服务器一方面与安全控制约束系统交换信息，另一方面通过电力专用物理隔离装置向WEB服务器同步SCADA系统的各种实时和历史运行信息。
新系统在软件功能和框架上采用全新的设计思想和设计框架。首先提供了功能强大的一体化支撑平台，同时在数据采集和数据处理硬件平台上遵循一体化设计，数据采集系统可以同时采集变电站自动化、配网自动化终端、配变监测单元、关口电量信息。在支撑平台的基础上，可以灵活扩展和集成调度，配网、集控站，调度管理等各项功能。户县科技示范县新主站系统的建设，在应用功能的设计和实现上，完全超过了县调和地调功能的范畴，在功能的外延上有了深层次的拓展和丰富，系统主要实现的应用功能如下：
⑴面向电力网络设备的拓展深层次SCADA应用功能；⑵面向110kV变电站的集控站信息分流数据挖掘功能；⑶面向调度员分析决策的电网分析软件PAS功能；⑷面向配电网的城区配网自动化DA和配变检测功能以及地理信息系统功能；⑸面向电网安全运行的电网安全信息监视功能；⑹面向电网经济运行的应用软件；⑺电网运行参数管理功能；⑻调度管理功能；⑼基于物理隔离装置的安全WEB 信息发布功能；⑽调度员遥控操作安全约束功能。
（二）调配集一体化主站系统设计思想
在主站系统改造建设中的指导思想：在技术上要国内领先、在功能上要丰富实用、在投资上要经济、在维护使用上要简单方便。同时，紧扣国网公司农电工作部“十一五”科技发展规划，研究和探索一种适合于中西部地区调度自动化系统建设和发展的模式。主要设计思想体现在以下五个方面：
⑴采取更强的数据处理和操作平台。新系统采用最新的Unix/Windows混合平台系统结构，充分发挥了Unix平台数据处理能力强、运行稳定可靠、安全性高的优势；同时基于Windows的人机界面非常友好、使用操作方便、维护简单。这种模式具有非常高的性能价格比，将是“十一五”期间县调自动化系统改造和建设的主流模式。
⑵遵循一体化系统集成设计思想。新系统必须为各种应用功能的实现提供统一的强大技术支撑平台，从而确保应用功能在支撑平台上的灵活扩展和实现。一体化的支撑平台包括异构网络透明数据传输、基于CIM电网模型的统一数据库建模、透明商用数据库访问和同步复制、基于图模库一体化技术的矢量化多应用分层次图形系统、基于Excel的智能报表生成系统、分层分级数据分流权限管理系统。必须强调的是支撑平台必须为所有应用功能的实现提供全面支撑，而不是为特定应用功能实现提供单一支持。同时在数据采集方面遵循一体化设计，数据采集系统可以同时采集变电站自动化、配网自动化终端、配变监测单元、关口电量信息，支持多种通信接口、多种通信方式、多种通信规约。
⑶多应用功能的无缝集成。在统一支撑平台上，可灵活扩展调度自动化SCADA，电网分析软件PAS，集控站监控、配网自动化/配变监测，电能量采集统计、电网安全监视、电网经济运行、电网参数管理、调度管理、实用化应用功能、安全WEB数据发布等多种应用功能，各应用功能之间通过一体化支撑平台实现了应用之间数据的无缝共享以及灵活扩展。
⑷遵循最新的标准化和开放性。新系统遵循最新的国际标准，采用最新的软件复用和组件技术，建立基于信息的安全交换机制，提供异构环境下独立应用功能的紧密耦合，达到系统的标准化、构件化，使系统具有更好的开放性。在系统结构上遵循IEC 61970 CIM模型，系统之间的非实时数据交互遵循IEC 61968配网管理接口规范，在远动规约的接入上支持IEC 61870 101/102/103/104接口规范及将来的IEC 61850标准。
（三）调配集管一体化自动化系统技术创新
户县调度自动化升级改造最大的创新在于提出了县调自动化建设和今后发展的一种新的模式“基于Unix/Windows混合平台和遥控安全约束的调配集一体化自动化系统”，这种新的模式一方面是国网南京自动化研究院农村电气化研究所在进行了多个科技示范县县调自动化建设经验基础上的最新研究经验成果的结晶，也是结合户县科技示范县县调改造进行的一次最胆大、最有突破性、最成功的实践。新模式主要的创新点有五个：一是系统结构的创新。提出了县调自动化系统新的结构，基于Unix/Windows软硬件混合平台的系统架构，更好地兼容系统运行的稳定性和操作的方便性，性能价格比非常高；二是遥控安全约束机制的创新。首次在县调中引入遥控操作安全约束功能，提高了遥控操作的正确性和安全性；三是自动化信息集成平台的创新。基于调配集一体化系统，建立了县级电网自动化信息整合中心，更灵活地适用功能的集成和数据的共享再利用；四是主站系统实施和维护管理模式的创新。调度值班人员直接参与主站系统的建设和功能实施过程，能够独立对系统进行维护，从而使系统的各种功能更好地满足了调度员的应用需求；五是数据综合应用图形化展示的创新。在实施过程中，力求横向求广度、纵向求深度，拓展和丰富了各个应用功能的内涵，注重于数据的综合利用和图形化直观表达。
调配集一体化自动化系统可以用“一个平台，四条主线，十大功能”来概括，一个平台是建立了县级电网自动化数据的集成整合信息平台，实现了信息的集成和共享，更好地满足各种功能扩展的需要；四条主线分别是35kV调度自动化、110kV集控站监控、10kV配网自动化、电网管理四条工作主线，更好地满足户县境内电网的分级管理模式,确保电网的安全、稳定、经济、高效率地运行；十大应用功能分别是调度自动化、集控站监控、配网自动化、电网分析软件、遥控安全约束、电网安全监视，电网经济运行、电网管理、WEB数据发布、调度管理功能，涵盖了电网从监视、操作、分析、无纸化管理、信息发布的各种实用应用需求。
（四） 调配集管一体化自动化系统ON2000应用特色
户县新一代调配集管一体化自动化系统的应用特色主要体现在：
(1)功能强大的一体化支撑平台。新系统的支撑平台包括网络传输、实时数据库、商用数据库、图形子系统、报表子系统、权限管理子系统。网络系统实现了双网动态平衡透明数据传输以及网络流量控制；实时数据库采用C/S模式，保证各节点实时数据的一致性，采用CIM模型，支持分应用存贮和访问，满足多应用实现的需求；商用数据库采用Oracle9i，采取了优化存贮和访问，两个数据库之间采取软复制技术保证历史数据的一致性；图形系统采用OpenGL矢量化图形以及图模库一体化技术，实现了多平面、多层次矢量化智能化图形系统，支持多应用切换显示；报表系统基于Excel2000实现，同时通过快速智能手段，快速生成各种报表模板；权限管理系统可选择按角色和人员赋予不同权限，定制人员厂站关系及人员机器管理。
(2)数据采集系统遵循主备热备用机制，实现了调度、配网、电量数据的采集和接入要求。适应多种通信方式：模拟、数字、网络、GPRS/CDMA等，具有丰富的远动通信规约库。单独设立数据采集网，与地调之间可通过专线或网络方式实现数据转发。与配变监测终端和大用户监测终端通过GPRS/DMA方式传输数据。
(3)面向电网设备的拓展深层次SCADA应用功能。
在系统的运行维护方面，提供多种灵活的数据库备份和还原手段；实现对重要进程在线监护和异常告警功能；在线监视系统资源的使用状况和各设备的运行状态；具有点面结合的灵活告警设置功能。
在数据处理方面，提供面向实时数据库在线计算的ANSI C计算引擎，可灵活定义和修改各种在线计算公式；面向历史事件数据查询的动态SQL引擎，可灵活配置各种查询模式；支持自动旁路代和手动旁路代功能；在线监视变压器调档、电容器投切。
在系统操作方面，可以实现全网拓扑着色，浏览设备台帐、设备图片、设备注释信息以及间隔单元的保护定值、保护定值单；对开关实现封锁、挂牌、遥控、变位统计，对测点实现封锁、置数、曲线、统计；实现双机不下位遥控监护、事故追忆、自动浏览事故断面和数据断面；实现基于设备的实时和历史曲线浏览和维护，提供曲线统计功能；提供面向开关批操作的遥控交互功能；实现多种统计分析功能。
(4)面向110kV变电站的集控站信息分流数据挖掘功能。实现了责任区域的管理和信息的分层处理，一个是责任区域的设置和管理，另一个是根据责任区域进行相应的信息分层处理。系统将所有接入厂站的信息按变电站以及电压等级划分为不同责任区。并将责任区的定义和用户权限管理模块相结合，每个用户定义所属责任区和可登录的结点，可以防止用户越权登录，提高了系统的安全性能。
(5)面向调度员分析决策的电网分析软件PAS功能。电网分析软件是辅助电网调度运行人员从经验型调度上升为分析决策型调度的重要手段，户县配置的PAS软件包含两部分：一部分有助于提高电网运行的经济性和供电质量，如电压无功优化和全局电压无功控制，通过合理地投切电容器和调整变压器档位，提高了电压合格率，降低了线损，并避免了频繁投切；另一部分有助于提高电网运行的安全性和稳定性，如网络建模、网络拓扑、状态估计、调度员潮流等功能。可以处理任意接线方式，更真实地反映电网的实时运行情况，通过模拟电网的各种操作和运行方式的变化，评估人工操作对电网的安全性影响，为实际调度操作的可行性提供科学依据，保证电力系统的安全可靠运行。此外，负荷预报可以协助运方更好地制定电网的运行方式和设备检修计划，为电网的规划提供决策依据。
(6)面向配电网的城区配网自动化DA和配变监测功能。采用当前国内DA主流模式：电流型远方集中控制DA方案，集中环路所有FTU信息进行综合判断，依据网络拓扑关系进行分析，多种不同恢复供电方案供运行人员选择，实现了配网经济运行。在通信方式上，采用GPRS/CDMA通信方式，具有一次投资省，通道维护调试简单，通信稳定的优点。为配网自动化实用化运行和建设提供了示范作用。
(7)电网安全信息监视功能。对电网中各种影响到电网安全运行的信息进行监视：①单相接地告警；②线路过负荷告警；③主变温度告警；④列表显示变电站重要的安全告警信号。
(8)面向电网经济运行的应用功能。主要实现的电网经济运行分析功能有：线损的计算和分析；各类潮流平衡率的统计；监视主变调档和电容器投切；按照九域图原理，针对主变调档和电容器投切，给出经济控制策略；提供主变经济运行方案。
(9)电网参数管理功能。对电网运行中的主要设备实现参数管理功能，如主变运行参数管理，线路运行参数管理，PT/CT参数管理，低周减载切负荷序列表，低压减载切负荷序列表。
(10)基于WEB浏览和ASP技术的调度管理功能。采用目前流行的B/S软件模式结构，采用ASP结合IIS的技术平台实现了调度管理功能与SCADA系统的无缝结合，通过强大的数据库支持，达到管理自动化、智能化，办公无纸化的预期目标。采用计算机数据库对调度管理的数据记录进行管理，减轻了调度员的工作强度，增强了调度管理流程的安全可靠性。
(11)基于物理隔离装置的安全WEB 信息发布功能。通过电力专用隔离装置，将处于安全I区的主站系统信息单向迁移至安全III区，在III区建立WEB数据镜像,为安全III区的数据综合平台提供数据发布服务，同时向MIS网提供各种画面、报表、曲线、告警、实时和统计数据的WEB浏览功能。
(12)调度员遥控操作安全约束功能。通过网关服务器与操作安全约束系统互联，该系统按照遥控逻辑闭锁条件进行遥控合理性判断，如果通过校合，给SCADA系统发确认报文，开放遥控权限，调度员可以直接操作开关；否则闭锁遥控权限。
(13)与第三方系统的安全数据共享和交换功能。SCADA系统通过WEB数据发布中心向将来的数据整合一体化中心进行数据的透明发布功能，WEB服务器上提供透明的数据服务协议，通过网络方式向数据中心提供各种请求的数据，及时向数据平台中心发布调度自动化系统的各种数据信息，为将来全局的一体化智能分析决策提供数据来源。
新系统ON2000自2006年8月投运以来，运行稳定，功能齐全，使用操作方便，为我局电网的安全、稳定、经济运行提供了有力的技术支撑和安全保障，为信息整合系统的全面建设奠定了良好基础。
二、县级调度操作安全约束系统
（一）引言
电网调度中心和集控中心是保证电网安全、稳定、经济运行的重要部门，随着自动化水平的不断提高，变电站逐步实现了无人值守，越来越多的操作可直接从调度和集控中心进行遥控操作，大大提高了电网操作的安全性。
（二）县级调度自动化系统安全遥控操作的重要性
调度遥控操作过程虽有严格的管理规定，但也存在如下弊端和不安全隐患：
1、对电网全局性的了解及判断依据比较困难。调度中心和集控中心面对的是多站管理，调度或操作人员在操作时如果忽视了全局电网实时性，因此可能下达不合适的指令和操作。
2、调度操作管理规定很难严格的避免由于操作人员疏忽带来错误的遥控操作。
3、调度员遥控操作时，不能预计到电网运行方式的突变，可能造成在遥控预执操作时与实时区域电网运行方式及状态的脱节，而影响遥控操作的正确性。
由于这些因素，电力系统中遥控操作所引起的误操作时有发生。因此解决普遍存在的问题，在电力系统“安全第一，预防为主”的方针下具有重要意义和良好的科技示范作用。
（三）县级调度操作安全约束系统的功能
该系统充分挖掘调度SCADA数据，结合电网的实际模型的实时状态和接线方式，根据操作规程，设计了正常操作下的“有票操作”和紧急事故处理或单步骤操作下的“无票操作”两种状态，结合三个控制流程（1、操作票控制流程；2、模拟操作控制流程；3、实际操作控制流程），采用四种相结合的约束方法（1、实时电网分析约束；2、操作票约束；3、操作自定义条件约束；4、模拟操作约束）来实现整个实际操作过程的约束控制和实际要求。
遥控前，SCADA系统所有遥控对象处于闭锁状态，任何遥控无法执行,不符合安全约束系统检验的遥控操作和无关操作对象的遥控无效,只有经过安全约束系统正确检查、选择，形成严格的遥控操作序列后，才逐步和唯一地开放遥控对象，同时与SCADA系统实时地进行校验，最终完成遥控操作。
安全约束系统的多级安全检查和实际操作始终与实际电网状态保持一致，系统将对操作全过程进行记录，内容包括：操作时间、操作人员、报警内容、操作内容描述等信息，供日后分析、察看、考核使用。
（四）系统功能特点
1、建立符合电力系统操作规则的计算机遥控；
2、实现与SCADA实时系统紧密结合的安全约束系统；
3、建立误选操作设备后的遥控操作闭锁和报警机制；
4、建立严格的遥控操作的有序规则，防止跨步遥控操作；
5、实现符合电力系统的在线智能操作票系统；
6、建立灵活的、可定制的、符合客户不同需求和习惯；
7、遵循电力系统操作票制度的术语和设备描述工具；
8、把遥控操作的“手”和分析问题的“脑”结合起来。
（五）县级调度操作安全约束系统的三大创新
1、防误操作手段。目前国内针对防误操作的其他产品包括就地操作的硬件五防，主要是防止变电站就地操作，是一种基于规则却没有全网分析的基础，因此是一个局部的防误操作。本系统考虑的操作和下令是区域电网内的影响，应用于调度中心、集控中心等下令和遥控操作的部门，而且是建立在区域电网实时数据基础之上的，具有更强的算法分析手段。
2、在线式操作票生成。就操作票方面，国内、省内有很多操作票生成系统，普遍是基于传统的拟票方式和使用方式，目标是形成文字描述的操作票。该系统改变了传统操作票的拟票方式和使用方式，在电力系统图形拓扑模型和实时数据校验的基础之上进行操作票的拟定，不仅操作迅速，而且描述标准、可靠，最为突出的是，该系统形成的操作票不仅仅是文字的描述，而且在实际操作过程中与电网进行实时校验，对实际操作产生约束，避免各类误选设备、跨步操作、遗漏等问题；
3、实时性。同某些离线系统比较，该系统实现了实时的数据同步，所有校验是基于实际电网和电网当前状态进行校验，具有极强的实时应用价值，避免由于电网发生突变而带来的误操作。
因此，县调操作安全约束系统将监控系统（SCADA）和实际操作的智能监护有机的结合起来，利用并弥补了SCADA偏重于监视功能而对操作安全约束的不足，同时将电力系统操作规程的操作流程融入到监控系统中，形成具有操作安全约束的监控系统，为计算机遥控的安全操作提供了先进科学的手段。
标签：技术
