时间：2013-11-29 分类：电力
摘要: 为满足电网的快速发展和电力调度管理的更高层次需求，在现有调度系统建设和运行管理经验的基础上，结合电网调度岗位的日常工作实际，分析电网调度自动化系统发展面临的常见问题和未来电网调度自动化系统的发展需求，探讨电网调度自动化系统的建设思路和方案。
关键词:调度自动化;系统;平台建设
1发展电网调度自动化系统面临的问题
(1)系统间数据的顺利交换和信息共享困难。当前，电网调度控制中心的调度自动化各系统之间及与上下各级调度系统之间信息流通的频率和速度正以几何级数增长，但是自动化系统的异构性阻碍了信息流通的顺利进行。应用程序往往运行于不同厂家开发的平台，其相应的数据格式也是私有的非标准格式，同时由于缺乏统一的标准和信息命名规范，各厂家开发出来的调度自动化系统没有一个统一的网络模型和数据结构，系统之间很难进行数据交换和共享。
(2)调度自动化系统资源利用率低，难以实现调度自动化系统的集约化管理。由于各应用系统开发时，均需要建立各自的网络模型，重复配置网络拓扑、状态估计等应用功能，并直接从EMS系统的实时数据库中获得实时数据，造成网络拓扑、状态估计等通用应用功能不断重复建设，整个系统的集成度较差，并造成系统日常维护的工作量很大，难以适应现代化电网集约化管理发展的要求。
(3)信息接口的多样性和直接交互访问，严重影响系统自身的安全性。随着电网的发展，调通中心开发的应用系统或功能、系统或应用之间的专用接口多和复杂，调度自动化系统运行的安全性和可靠性降低。由于各系统位于不同的安全区域，系统之间存在直接交互的专用接口，这种信息接口的\"交叉穿越\"不同安全区域，严重影响调度自动化系统的自身安全性。
(4)系统或应用的升级扩充费时费力，有效资源得不到可靠保护。当对系统功能进行扩展时，如果采用第三方软件，由于接口专用而重复建设一些配套软件，浪费了用户的资金和时间。当进行系统后期功能的建设时，由于第三方软件的接口问题，往往只能选择原来厂家的应用软件，不能选择最好的应用软件。同时对老系统更新升级时，由于运行平台的不兼容，系统原来的一些运行稳定可靠的软件不能再利用，系统长期积累的数据资料和二次开发的工作不能再保留。
2电网调度自动化系统的发展需求
(1) 调度自动化系统间信息共享和交流频繁，需要建立高效的数据交换和共享平台。
随着电网技术的发展，调度自动化系统的内涵和外延不断丰富和发展。现在的调度自动化系统已经涵盖电网调度控制中心的大多数计算机系统，如:数据采集和监视(SCADA)、能量管理(EMS)、电网高级应用软件(PAS)、调度员培训(DTS)、电能计量(TMR)、电网在线安全稳定控制、继电保护故障信息管理、雷电监测、调度信息管理(DMIS)等系统多方面的应用需求，并处于不断发展和完善之中，还将涵盖电力系统实时动态监测(WAMSP)、电网运行环境监测等系统。随着系统的进一步完善，还要求调度自动化系统具备与生产信息系统(MIS)互动的功能。例如：可以生成并传输生产数据(设备跳闸故障统计)、报表(负荷预测)及电网方式变化(正常倒闸操作)等记录，缩短调度员在日常记录和报表上花费的大量时间，极大缓解调度员工作压力，有利集中人力物力于电网的运行与控制。
这些系统或应用之间数据交换、信息共享和互操作的需求迫切，以及不断扩展新应用的要求等，使得调度自动化各系统之间的联系越来越紧密，信息共享和交流越来越频繁，迫切需要建立一个调度自动化系统所需的高效的数据交换和共享平台，为调度自动化各系统提供一个数据交互平台，使系统之间的数据交换更加规范化和安全化。
(2)满足调度生产管理和流程控制的要求，对调度自动化应用进行区域划分，电力调度自动化系统的应用可归纳为以下4个方面。
1)电力生产和电网控制的控制类应用及相关的辅助控制应用;
2)电力市场运行和发电/输电等计划类应用及相关的辅助校核应用;
3)规划研究和模拟培训的研究类应用;
4)调度业务管理等管理类应用，需要对应用区域进行重新划分。
(3)增加及重新组合传统的调度自动化应用功能群，通用功能需进一步整合优化
信息技术的广泛应用，出现了为电网的安全、优质和经济服务的各种应用功能，同时调度自动化原有应用功能随着电力市场、发电考核和调度智能化等工作的开展，应作出适当的功能调整和重新组合，更好地适应电力体制改革、电网商业化运营和电力调度技术发展的需求。同时，整合通用应用功能，消除同一种功能在不同系统中的重复配置，使得所有应用能够基于同一网络模型/参数，所有数据来自于唯一数据库源，最大限度地利用调度自动化系统资源，减少日常维护工作量，适应调度智能化的发展要求。
(4)为电力调度提供更多的自动化技术手段和智能化工作环境
由于电力系统的运行状态往往隐藏在表面信息中，有经验的调度员根据表面信息来判断电力系统的实际运行状态和危险发展程度。如果能为电力调度人员提供更多智能化手段来辅助调度员的决策，将降低调度人员的工作强度，以能集中精力关注电网的重要信息。建立为电力调度提供辅助决策手段的应用系统，利用调度自动化应用软件的先进功能、认知科学和人工智能原理，使调度实现由经验型向分析型和智能型的转变，是智能电网发展重要方向。#p#分页标题#e#
3调度自动化系统的整体建设探讨
3.1 调度自动化系统总体方案
(1)构筑统一的系统平台
构筑符合IEC61970标准的统一系统平台，所有调度自动化系统和应用均采用\"一体化\"的设计，逐步实现应用功能的\"即插即用\"。IEC61970标准颁布后，为电力系统中的各种资源定义了公共信息模型(Common information model，CIM)，提供了一种用对象类和属性及彼此关联关系来表示电力系统资源的标准方法，在很大程度上方便了不同系统之间的信息集成和整合。
目前，部分地区开始建立统一数据信息平台，实现了各自动化系统实时数据、生产管理数据的整合。随着新标准的推广、信息命名规范化等标准化工作的完善，建立统一系统平台将得以实现。统一系统平台的建立，可以实现数据顺利交换，使调度信息的广泛共享成为可能;可以实现应用功能的扩展和\"即插即用\"，避免不断地建设独立系统的现象，有效地保护现有系统的有效资源;可以使各系统之间的数据交换更加高效化、规范化和安全化。
(2)建立2个数据中心(平台)
遵循电力二次系统安全防护的要求，分别对电网监控和电力交易应用的安全I、II区和电力调度生产管理的安全III区建设数据平台，形成电网调度自动化统一数据的内平台和外平台结构，形成安全I、II区数据内平台和安全III区数据外平台2大数据中心。由数据平台统一向调度中心以外的电力企业系统提供调度数据。
调度数据中心的形成，有望避免系统之间的关联复杂、数据存储分散、信息缺乏有机联系的局面，解决数据的冗余和不一致性问题。同时由数据平台统一实现数据的交换和对外发布，消除了系统之间存在直接交互的专用接口，避免了信息接口的\"交叉穿越\"不同安全区域，提高了系统的安全保障。此外，利用数据仓库的数据挖掘和展现技术获取更多电网调度管理信息，提高了调度信息的利用率，准确地显示电力系统的真实运行状态，为电力调度人员提供更多的智能化手段来辅助调度员的决策。
(3)重新整合和优化应用功能
由于传统功能(或功能模块)的组合已不能完全适应现代电网调度和运营的需求，同时新的应用功能不断投入，急需对应用功能进行重新整合和优化。通过消除同一种应用功能的重复配
置、单项功能被高级综合功能所取代，使所有应用能够基于同一网络模型/参数。同时，可自由调用各项应用，按照\"任务\"目标的不同组合成不同的\"功能群\"。某一功能群包含的功能可能跨区或利用多个软件实现。
(4)形成3个应用区域
为满足安全分区的要求和适应生产流程的特点，可按照电力二次系统安全防护方案的分区原则，划分为3个应用区域:以监视控制的应用I区;以市场计划的应用II区;以规划研究和管理的应用III区。3个应用区域均配置完全相同的应用支撑环境，区域之间采用有效数据同步与镜像机制来交换数据。
通过I区与II区、II区与III区之间的有效数据同步与镜像机制，保证3个应用区域间的数据一致性，保证应用功能能够按需部署与有效整合。
3.2 调度自动化系统主要技术要求
(1)新一代调度自动化系统的体系结构(统一系统平台)
统一系统平台是整个调度自动化系统的基础，为所有应用系统或功能模块提供统一的运行管理、数据访问、系统通信、图形界面、权限管理等公共服务。平台应遵循IEC 61970等国际标准，具有清晰的层次结构，便于应用功能的扩展和适应用户需求的变化，见表1。
(2)调度自动化系统的内、外数据中心(平台)
内数据平台中存储的数据包括:安全I、II区中各应用系统的模型、参数、拓扑、图形、计划数据、计算结果、运行/交易数据，以及历史采样数据、定值数据、过程数据、告警记录等，同时还包括少量安全III区的信息(如:设备参数、气象信息、计划值等)。
外数据平台中存储的数据包括:内平台的所有数据、安全III区应用系统的有关信息、多种统
计分析数据等。利用数据镜像和复制功能将内平台数据传输到外平台。利用外数据平台建立调度数据仓库。采用ETL工具进行数据加载和整合，形成数据集市，从而形成决策支持系统的数据基础。
(3)功能群的整合优化要求
调度自动化系统的应用功能可以固定组成以下多个功能群:实时监视控制、在线辅助决策、市场与计划、运行评价管理、研究分析和业务管理等。也可以根据\"任务\"目标灵活地组合成所需的功能群。
(4)针对电力二次系统安全防护框架形成3个应用区域
1)应用I区应用主要支持实时监视控制、在线辅助决策功能模块和运行评价管理功能模块的
相关部分。
2)应用II区应用以数据内平台为核心，主要支持市场与计划、研究分析以及在线辅助决策功
能模块，数据中心，WEB发布系统等安全II区应用。这个区的数据中心直接为电力市场等提供服务。本应用区的功能以及数据可以直接在安全I区调用，与安全I区应用形成统一体，实现安全II区的数据和应用集成，对调度生产运行提供强大技术支持。
3)应用III区应用以数据外平台为核心，功能包含监视控制、市场计划应用区有关功能的安全III区镜像，以及数据中心、WEB发布系统等安全III区应用。主要功能为监视控制、市场计划应用区功能的研究。本区要求能实现与DMIS形成一体化，实现数据和应用集成，对调度管理业务提供强大技术支持。#p#分页标题#e#
4 结语
整体设计方案的基本前提是标准和规范的统一。随着电网技术的快速发展，电网调度自动化系统的发展方向也是动态变化的，在系统的建设过程中仍需要不断地积极跟踪发展方向，以便及时进行完善和修正。
参考文献
[1]王梅义;大电网系统技术[M].北京：中国电力出版社，1995.
[2]张慎朋;刘国宝. IEC 61970标准系列简介[J].电力系统自动化，2002 (14).
[3]张君毅;对多区域电网模型和数据集中管理系统的设计构想 2010年\"东方电子\"杯征文
