摘要：随着电网的建设与发展，越来越多的县级供电企业逐步建成了无人值班变电站，电网的运行方式日益复杂，对供电可靠性的要求也不断提高，因此县级调度自动化系统对电网运行起到了非常重要的作用。本文详细介绍了调度自动化系统的基本概念、实现功能和结构模式，结合县局实际探讨了县级调度自动化系统的管理及其在电网中的应用，并指出当前县级调度自动化的发展方向。
关键词：调度自动化；管理；应用
电力系统的迅猛发展需要完善、先进和实用的电网调度自动化系统来保证，它能实时准确地采集各种数据及信息，是调度员进行电网调度及经济调控的主要依据。
调度自动化系统又称作能量管理系统（EMS），是以计算机技术为基础的现代电力综合自动化系统，与高级应用软件（PAS）应用于电网中，主要为电网运行人员提供电网各种实时的信息，并对电网进行调度管理和控制。为了保证电网安全经济运行，就要认真做好调度自动化的管理工作，使之在电网中充分发挥作用。
1.县级调度自动化系统的主要功能
县级调度自动化系统的主要功能：数据采集和监视控制、人机联系、电网分析控制。
1.数据采集和监视控制包括模拟量、状态量及数据传输，数据处理与记录，遥控操作，事故报告等。
模拟量的采集包括各个主变压器及输电线路的功率、电流、各段母线电压、频率、变压器油温、站变直流电源电压、功率等。
状态量采集包括各个短路器的位置、各个隔离开关的位置、变电站一次设备报警信号、预告信号、保护动作信号、变压器分头位置信号及接地信号等。
数据传输包括和上级调度监控系统通信及上级调度信息的转发，通信规约的转换。
数据处理包括变压器、线路的功率、电流及最大值、最小值及其出现时间，电网功率总加，电网电能量总加，负荷率统计，越限告警，断路器动作次数、断路器切除故障时的故障电流和跳闸次数统计。
遥控功能包括遥控断路器、电容器投切、变压器有载调压分接开关等。
事故报告功能是主变及断路器事故告警、事件顺序记录、事件追忆等。
2.人机联系包括：画面显示及操作，报表打印，模拟盘操作及通道联系等。
画面显示及操作包括：电网潮流图，地理接线图、所有厂站一次接线图及实时数据显示，实时负荷曲线，电压曲线、电压棒图；发送遥控命令，修改RTU端定值，添加修改实时数据库，修改图形报告，查看历史数据库，事件顺序记录显示，厂站设备参数，继电保护定值参数。
报表打印包括：定时打印、召唤打印、异常及事故打印、操作记录。
模拟盘包括：反应所有断路器的位置、遥测量及潮流方向，具有声光检查、数码显示等自检功能。
通道功能包括：通道运行时间、运行率、故障统计和报警、主备通道的自动切换等。
3.电网分析控制。专门为调度自动化系统开发的系统的应用软件（PAS软件），该应用软件包括实时网络建模和网络拓扑、负荷预测（LF）、实时经济调度、状态估计（SE）、调度员潮流、安全分析、电压无功优化、短路电流计算、最优潮流、调度员培训仿真系统（DTS）等，辅助调度运行人员预测和分析电力系统的运行趋势，对电力系统运行中发生的各种问题做出正确的处理，是调度自动化系统的重要组成部分。
2.县级电网调度自动化系统的结构模式
根据县级电网管理的特点，调度自动化系统主要分为3级分布式，主站端调度自动化系统监控与管理；各个厂端将监控数据发送到调度中心的调度系统；调度自动化系统与信息管理系统通过WEB服务器交换数据。
县级电网调度自动化系统设计过程中必须遵循以下原则：
（1）应选用比较先进的调度自动化系统及设备。
（2）系统采用开放式结构，保证在系统进行再开发和升级，满足电网未来几年发展的要求。
（3）有扩充性。提供实时数据库、历史数据库和人机界面通用访问接口，满足进一步开发应用软件的要求。
（4）有友好方便的人机界面。
（5）功能强大的报表处理功能。
（6）具有与局MIS网的标准接口，可以向MIS网提供各种实时和历史数据。
（7）满足配网自动网系统的接入功能。
在这个设计原则指导下，我们建立了比较完善的调度自动化网络，完全满足了电网调度的需要，并且为MIS网络联接提供了接口，实现了数据信息共享，提高了系统的实用性。
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我局调度自动化系统是双网络结构，网络速率100Mb/s，操作系统采用WindowsXP，硬件配置主要包括48路（数字、模拟各24路）双通道数据采集柜一台、前置机两台、数据服务器两台、调度员工作站两台、维护工作站一台、WEB服务器一台、网络交换机两台、网络隔离装置一台、GPS时钟一台，以后还可根据具体情况增加相应工作站。
该系统采用DF8002调度自动化系统，其主要特点是一体化的支撑平台设计，综合的数据采集系统，模块化的系统，各应用模块具有一体化设计的图形、数据库；面向电力系统对象的数据库设计，实现数据的一致性；基于TCP/IP平衡分流的网络子系统；与Excel 2000紧密结合的无缝报表系统，强大的历史数据及信息查询功能，实现了各种数据的统计功能，应用简单方便，便于操作，可扩展性强。
随着局域网的建设与发展，调度自动化系统和信息系统互联，实现数据及信息的共享，为生产运行提供基本数据及可靠信息。WEB服务器必须通过防火墙与调度自动化系统联网，WEB服务器采用双网卡方式实现调度自动化系统与信息系统的网络互联，通过IE浏览器对调度自动化实时系统完成查看电网运行情况、报表打印、历史数据浏览等功能，完全实现了信息共享。
3.县级调度自动化系统的运行管理
调度自动化系统的运行管理主要是调度自动化软件、硬件的维护与管理，包括基础资料的管理、日常管理、缺陷检修、安全管理、通道管理等。
基础资料管理。建立完整的技术档案。内容包括：设备的技术说明书、使用说明书、合格证、RTU图纸出厂试验报告、调度自动化设备投运试验报告及验收报告、设备台帐、通信及自动化设备现场运行规程、通信及自动化设备运行管理规程等。
日常管理。在日常管理中，我们建立了日检、季检及年检制度。
日检是巡查调度自动化系统主站及厂站设备的运行情况。包括检查遥测、遥信、遥控、遥调情况，远动设备运行中断时间及原因、通道误码率等，发现问题及时解决。
季检内容包括：主站、厂站端的遥信、遥测量抽样测试；遥控、遥调执行测试；通道测试；UPS电源自动切换；主站端双机热备用自动切换；双通道热备用自动切换；模拟屏遥测、遥信是否正确。
年检内容包括：所有遥测精度测试，遥测的总准确度应不低于1.5级；所有遥信动作测试，校对传动信号与定义的遥信序号是否对应，是否正确动作，SOE信号是否正常；遥控、遥调执行测试，校对断路器及分节开关动作是否正常；UPS电源放电时间测试。
缺陷及故障处理。巡视人员及值班人员发现缺陷或故障要及时通知自动化专责，专责人及时处理，尽快恢复设备正常运行。处理完毕后，再通知缺陷发现人，并做好缺陷处理记录，整个过程形成一个闭环式的管理。
网络安全。随着Internet的发展，计算机病毒的种类急骤增多，扩散速度及破坏性也加大，使用网络杀毒软件和防毒策略是保证系统正常运行的关键。调度自动化系统采用网络版杀毒软件，并保持对病毒库升级。防火墙保护也是局域网内不可缺少的屏障，采用完善的防火墙，可使计算机充分利用安全的电子手段，防止黑客入侵，提高网络防范、检测的能力，确保网络安全。
通道管理。目前我局调度自动化系统采用以光纤通道为主通道，载波通道备用通道双通道互为备用。光纤通信网是电力通讯、生产控制、视频监控、电网调度自动化以及管理信息（MIS）传输和交换的重要基础设施，是电网安全、稳定运行的技术保障，因此对光纤通信设备管理提出了更高的要求，以保证其在电网安全、稳定、经济运行和各项工作中发挥了更大的作用。
4.县级调度自动化在电力生产中的应用
我局现有13个变电站，其中5个110KV变电站、8个35KV变电站，全部实现调度自动化。调度自动化设备完全满足了电力部颁发的《县级电网调度自动化系统技术规范》和《县级电网调度自动化系统实用化要求》，自2005年通过上级实用化验收至今已运行10多年，运行稳定可靠，是调度员进行电网调度及经济调控的主要依据，主要表现在以下几个方面：
（1）实现了电网实时监控。调度人员通过调度自动化系统上传的各种数据及信息，分析当前电网的运行情况，并根据这些数据及信息，对各站的断路器进行各种操作，如改变运行方式、投切电容、调整分节头位置等。
（2）数据保存、统计、及打印。调度自动化系统提供了强大的数据保存及统计功能，对每一个遥测数据每5分钟进行一次数据记录，统计工作是对历史数据作一个简单计算，如负荷总加、最大值、最小值、出现时间、运行时间、运行率、合格率等，根据需要完成各种统计，并以表格的形式进行打印。
（3）提高了电网分析控制能力。高级应用软件的应用为调度运行人员分析电网运行提供了很大的便利，状态估计是通过对电力系统的SCADA实时量数据进行分析，清除其中的坏数据，修正原始的数据精度，实现实时接线分析、开关错误状态辨识、可观测性分析、变压器抽头估计、母线及负荷计算等，是调度员潮流的基础；调度员潮流可以在线条件下进行电力系统分析，模拟各种可能的操作，分析在潜在后果，检验各种措施的效果，保障了电网的可靠运行；负荷预测可以根据历史数据，用不同的方法对某天的数据进行预测，并对预测结果进行误差分析，调度人员根据预测结果调整运行方式，保证电网的安全经济；电压无功优化控制通过调整有载变压器抽头、投切电容器，保证电网的电压质量，降低线路损耗，保障电网安全经济运行。
（4）实现了电网调度的直观化，形象化和自动化，实现了对电网的科学管理。调度人员可以实时掌握电网的运行情况，及时发现事故隐患，减少电力作业现场错误操作事故，提高企业劳动生产率。电网管理方式也从过去的粗放型管理过渡到精细化管理，电压合格率、功率因数、供电可靠率等各项考核指标明显提高，供电量和供电服务水平也得到了大幅度提高，创造了良好的经济效益和社会效益。
5.县级调度自动化的发展
电网调度自动化从SCACA发展到EMS花了近30年的时间，随着国家对电网建设的不断加大，无人值班变电站、变电站综合自动化的实现，使调度自动化系统成为集测量、控制、保护、经济运行、指标考核等多方面的综合性管理系统。随着电网向数字化方向发展，县级调度自动化系统的信息化、科技化程度也越来越高，对计算机及其网络技术、通信技术的依赖性也越来越强。
论文作者:曹泽锡
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/6
标签：电网论文; 自动化系统论文; 县级论文; 数据论文; 调度员论文; 实时论文; 通道论文; 《电力设备》2017年第26期论文;