基于我国电网调度特点的电网自动化及时性通信的探讨

白 琰

（国网四川省电力公司眉山供电公司，四川 眉山 620000）

电网的未来发展趋势为职能调度，对电力系统进行有效整合，并采用调度数据集成技术，使电力系统获得暂态、动态、稳态运行信息，从而能够监视、优化电力系统运行状态，电网调度自动化系统是职能调度的基础，从同步性、高密度、实时性、数据量等方面，职能调度对电网实时信息提出了更高的要求，因此，面临新的挑战，电网调度自动化及时性通信系统需要提升运行质量。文章中介绍的基于调度的自动化系统是电网调度集成系统，它能够支持公共信息平台、广域动态监控系统、配电网管理系统、能量管理系统，该系统的设计思想体现在采用公共对象请求代理体系的结构，以可缩放矢量图形标准、公共信息组件/模型接口规范为基准，为其他自动化系统和用户提供了面向对象、可扩展、开放的电力企业自动化系统支撑平台。调度自动化及时性通信系统及时和其他计算机系统相互接连的实时数据通信网管，同时还是电力系统与电网调度集成系统的直接接口，该系统通过与相量测量单元的通信，从而使采集电网实时信息变为现实，并给应用服务实时数据库提供实时信息，并对远方设备的调控功能下达指令。作为电网调度集成系统通信网关和数据源，电网调度自动化实时通信系统具有着强大的输入、输出功能以及高度的可靠性，最终能确保信息在职能调度的传输中顺利、流畅。

1 电网调度自动化现状

因为日益复杂的电网结构与不断扩大规模，电网事故所造成的损失和影响的范围已经引起人们高度的重视。随着我国社会经济和科学技术水平的稳步发展，人们对用电的安全性与可靠性提出了较高的要求。

1.1 调度生产管理信息系统

调度生产管理信息系统的应用水平普遍得到提高，该系统的建成和使用在推动调度机构信息化、提高调度结构管理水平和工作效率、加强调度系统和机构内部之间的信息共享与沟通、规范了调度机构部门之间的工作流程和工作界面。

1.2 电力调度数据网络

建设专用的电力调度数据网路在调度系统在数据网络安全工作与调度系统的广泛应用工作中具有着十分重要的意义。采用了IP技术体制的该网络分为省网和骨干网两级。省网由县调、地调、省组成；而骨干网则由省级以上的调度网络节点构成的，骨干网和省网的关系是相对独立的。在域间，网络路由采用自治域加穿越自治域的模式，而链路状态协议则共享于域内，静态路由为厂站路由的接入方式。

1.3 电能量计量系统

由于电能量计量系统能够采集完整、准确的信息，具有分析、统计、采集分时关口电量等功能在考核、电量生产统计、电量结算等方面发挥了关键性作用，因此，电能量计量系统在省间电力市场中得到广泛使用。

1.4 调度员培训模拟系统

随着我国联网工程进度的不断加快、在进行调度员事故处理、运行操作模拟培训中，调度员培训模拟系统是提高技术应用的重要手段。所以，在省、网调等各项建设和应用工作中，调度员培训模拟系统得到较好应用。

2 电网调度自动化及时性通信系统

2.1 集群

一组网络设备或计算机就是集群，在运行模式上，前置通信子系统由通信口互为主备、双机互为主备、逐渐发展成为分组集群。作为向用户提供网络资源的整体，集群具有诸多优点，其中属故障自动切换、负载均衡、扩展性好等为主。通常采用双前置服务器作为规模较小的调度自动化系统集群，而在调度自动化系统规模较大的前提下，则应采用两台机器以上的多前置服务器集群。前置服务器的集合为后台应用提供了数据通信服务和数据采集，离线故障发生于某台前置服务器时，在其他相应机器上，所有通道会自动发生转移。路由器、终端服务器等网络设备被划分倒每一个端口，不再是成组值班。若某台网络设备产生了故障，预期相对应的备用个端口会将值班状态自动切换。可按照需要来增减集群节点，例如：网络设备和前置服务器等。前置服务器上通信任务的动态再分配可通过配置管理进行有效控制。

2.2 网络化数据通信设备

伴随终端服务器技术和网络通信的不断发展，终端服务器实现了额串口通信与网络通信之间的转换，数据通信设备的应用也逐渐形成网络化。通过网络，前置服务器可以对终端服务器端口数据收发缓冲区进行访问。通过通信方式不难看出，TCP/TP以太网和RS232串行模式为电网调度自动化及时性通信系统的两种方式，当采用IP网络方式时，通过路由器，与网络的通信方式为通过路由器采用TCP/IP的方式，在逻辑层面上，前置服务器可以创建多条链路，而可以采用不同的应用层作为每一条链路的通信协议。而应用串行通信方式时，变电站通信和调度中心则为电力专线通道。

3 硬件配置

电网调度自动化及时性通信系统硬件可由3层组成。第一层为专线通道接口板。位于模拟专线通道的信号采用调制解调器转换为串行信号，数字专线通道的信号光电隔离采用数字接口板继而实现。数字接口板和职能调制解调器还拥有波特率转换与同异步等功能。构成第二层的是网络通信设备，通过数字接口板或调制解调器与专线RTU进行连接，终端服务器可完成网络RS232串口。PMU和RTU由路由器进行连接。组成第三层的为前置服务器，在进行通信协议的处理后，服务器为后台应用提供了数据通信服务和数据采集服务。

4 应用

4.1 能量管理系统

以我国电网多区域大电网为例进行介绍。通过划分不同虚拟局域网，前置通信子系统对中心交换机实现共用，并以此来提升网络通信效率。因前置通信子系统采集实时数据量较大，所以为了确保WAMS和EMS前置采集系统效率，避免增加EMS前置服务器处理器负荷，采用了WAMS和EMS前置通信子系统分组集群。EMS前置通信子系统集群由四台前置服务器构成。对象管理通信为通道，前置通信子系统通道有效继承了厂站属性。通道优先权、通信路径、通信协议、通道类型等属性域在通道表里被定义。通道中的数据来源、通信协议、通信介质等均可不同。可以通过手动或自动的方式来切换通道的主、备工作状态。通过将PMU、EMS、RTU、终端服务器端口等通信节点进行改变，切换软件通道由逻辑连接路由来实现。通过菜单设定传送方式，其功能包括手动召唤、自动召唤、手动发送、自动发送等。在告警窗内将计划曲线传送的结果和过程提升出来，并在历史数据库中存储，返校确认是计划曲线传送的要求。模型拼接技术在导入模型量测对象中得以应用，利用XML文件方式将各中调的模型导入或导出，按照分布式建模的思路，在线拼接了全网EMS模型。

4.2 EMS系统互联

实现EMS系统互联可应用TASE.2协议实现。系统互联具有以下特点：①规范开放式接口，EMS开放式接口规范应用与通信网管和应用当地的EMSA系统中，通过手动或自动的方式，TASE.2通信网关将可选通信对象名称从EMS系统中读取出来，并生产工用户订阅的界面，本地数据库记录ID在生成后向通信网关自动返回，采用扩充协议，按照注册数据库记录ID，在低层实施双向通信，对于用户而言，该通信过程为透明状态，向用户提供按名通信界面。②实现自动化导出和上传，根据EMS系统中设备对象和量测对象之间存在的关系，反映该量测对象物理意义的信息从设备对象描述中提取出来，并转换为TASE.2对象字符串，并依照规则将TASE.2网络名拼接出。③提高了地调EMS系统信息速度，采用TASE.2协议，将原先通信方式下地调到省所需八秒的速度提升至两秒以下，提高了传输速度后，也同步提高了高级应用软件的信息，从很大程度上提高了计算精度。④作为TASE.2协议通信网关，在地调和中调EMS系统外挂上前置通信子系统，并创建以全网统一管理为基础的通信传输机制。为便于协议转换与数据重组，各种常用的通信协议集成于该通信网关。而根据用户的需求，可采用SUN、IBM、ALPHA机型作为前置服务器。

结语

电网调度自动化系统是职能调度的基础，从同步性、高密度、实时性、数据量等方面，实现监视、优化电力系统运行状态。基于调度的自动化系统是电网调度集成系统，它能够支持公共信息平台、广域动态监控系统、配电网管理系统、能量管理系统。为了提供强有力的信息载体支撑、调度自动化实时信息，从变电站至调度中心具有网络开放、应用开放的统一通信协议被广泛应用。对于大力推进以自身调度为特点的国家电网自动化及时性通信有着深远的意义。

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