调控一体化系统在超高压电网的应用

郑剑辉，吴毅翔

（国网福建省电力有限公司检修分公司，福建 厦门 361000）

随着电网规模的迅速扩大和无人值守变电站数量的快速增加，运行人员的工作量日益繁重，传统模式下电网的运维效率越来越低，已不能满足集约化管理的需求，“调控一体化”应运而生。“调控一体化”即将原来的变电监控、变电运行维护全面分离，将监控业务与调度业务融合，实现电网调度与电网监控的一体化管理。

1 集控建设模式

1.1 传统模式

传统模式是指按变电站分站点进行监控和操作，变电站24 h有人值守，调度预令、正令直接下到变电站，值班人员负责站内设备的巡视、监视、消缺和操作。该模式的优点是事故响应速度比较快，缺点是随着变电站的增加，需要庞大的运行人员队伍，投资比较大，人力资源或者自动化设备未得到充分的利用。

1.2 集控站模式

集控站模式是在管辖区域电网内按照地理位置或电压等级划分原则，适当选择数个核心变电站(或全部)，以对局部电网作用显著的重要变电站构建集控站(或集控中心)，如图1所示。集控中心配备必要的运行值班人员，除了负责主站的日常运行监视操作外，还通过集控自动化系统对周围或下级变电站进行遥控操作，定期进行巡视和设备管理。此模式的优点是在一定程度上减少了运行人员的数量，缺点是随着变电站的增加，需增设新的集控站，投资比较大。当电网构架发生变化，其下属变电站因业务需要而划分为其他集控站管理时，需将该站所有信息工作在新划分的集控站重新做一遍，因而维护成本高。

图1 集控自动化模式

1.3 监控中心+运维操作站模式

该种模式是在每个地市建立一个监控中心，按作业半径分设若干个运维操作站，变电站无人值班，监控中心24 h值班，调度预令下到监控中心、正令下到变电站。该模式的优点是人力资源使用效率高，充分利用自动化技术，适应电网的快速发展需要，有利于向调控一体化过渡；缺点是监控范围较大，需增加监控席位。

1.4 调控一体化模式

调控一体化模式是按照电网原有的集中监控原则和国网公司“三集五大”改革方案，整合电网调度和监控中心业务及人员，在原有的调度中心业务基础上，增加变电站设备的运行监控职责，以实现监控与调度合一，变电站无人值班，监控中心24 h值班，运维操作站少人值班。调度中心掌握设备运行信息更加及时全面、准确，事故及异常处理命令下达快捷；管理链条缩短，人力资源使用率高。

2 调控一体化总体方案

为了将调控一体化应用于实际工作中，需要利用先进的技术来建立一个基础的数据平台。通过完善的平台对调度自动化的各项功能进行有效集成，从而完成各个模块的建立、投运和扩充工作，同时利用先进的应用软件技术，实现快捷的输入功能。

2.1 硬件平台建设

在调控一体化系统的设计中，为了满足调度与监控的共同需求，可以采取使用服务器群进行计算的先进技术，合理调整硬件构架；同时，通过硬件系统的平台，配置冗余设施，保证系统的可靠性。从调控一体化系统的硬件结构可以看出，调度与监控在同一套硬件平台上运行，系统通过分层和分区的方式实现了调度的有效性，并对系统的不同范围进行监视和控制。在该系统中，实现了服务的全程优化配置，系统的数据采集模块和前置服务器采用一体化配置，充分实现了资源共享。而SCADA服务器、历史服务器以及前置服务器和网络服务器等设备，对冗余的配置提供了可靠性的保证。

2.2 软件构架的建设

调控一体化构架中，软件的构架更是其重要的一部分，需要用一个统一的技术平台来有效实现软件的先进性和实用性，从而提高模块化在设计和配置上的优化程度，使调控系统的智能化、开放化和灵活化得到更好体现。

3 调控一体化系统CC-2000A的实施

调控一体化系统CC-2000A提供了包括网络监视、自动发电控制、自动电压控制、在线安全分析、事故处理辅助决策、调度员培训仿真等功能全面的电力系统应用软件，为电力调度中心提供功能强大、方便易用的集成支撑环境，为特高压、大电网的安全稳定经济运行提供了强有力的决策支持。

3.1 硬件配置

调控一体化系统CC-2000A的硬件配置如图2所示，调度与监控在同一套硬件平台上运行，系统通过分层分区实现调度、监控对系统不同范围的监视与控制。全系统共配置2台SCADA服务器、2台历史服务器、2台前置服务器、2台调度服务器、l台Pas服务器。系统的数据采集和前置服务器采用一体化配置，实现资源共享；关键服务器如SCADA、历史、前置等采用冗余配置保证系统可靠性。在调度控制中心，通过通信设备，将网络延伸到每个变电站，扩展现有调度EMS系统平台。数据采集系统采用了多机并列运行及负载均衡的新技术，“分散”了服务器端运行的“负荷”，提高了运行效率。该平台利用原有调度EMS系统数据进行处理后，能对各变电站的设备和数据实时监控，数据通道为原有调度EMS系统通道。

图2 调控一体系统硬件配置

3.2 软件体系

调控一体化系统CC-2000A的软件构架采用一个统一的支撑平台，软件功能将兼顾先进性与实用性，采用模块化设计与配置，使系统具备智能化、灵活性与开放性的特点。统一平台包括调度与监控一体化图模库、一体化图形服务、一体化数据服务、一体化报警服务、一体化曲线服务、一体化报表服务、一体化信息发布，同时实现应用、功能的灵活配置，对不同业务对象具备不同的展示与信息发布功能。适应调度、监控与运维操作三级管理模式的需求，其中数据采集子系统的软件结构如图3所示。

图3 数据采集子系统软件结构

3.3 系统功能

3.3.1 电力系统的控制和操作

(1)数据处理。由于采用了调度自动化和集控站系统一体化设计，数据采集、实时数据处理、历史数据存储和报警以及事件顺序记录(Sequence of Event，SOE)信息均由调度自动化系统完成，并由光纤数据通道连接调度自动化系统和集控站系统。

(2)控制处理。集控站系统必备的一项功能就是遥控和遥调，遥控和遥调是实现变电站无人值守的必备条件。由于遥控和遥调的特殊性和重要性，对遥控和遥调的安全性要求很高，CC-2000A集控站系统在此方面做了大量的工作。

① 为防止监控人员遥控误操作，对于所有进行遥控操作的开关、刀闸等都设置单独操作界面。

② 在遥控操作的开关或刀闸处于挂牌的情况下，操作界面会提示操作员闭锁遥控。

③ 采用双机监护方式进行遥控操作，由主值班员许可操作，副值班员执行操作，并且操作前要输入操作员和监护员的口令。

④ 遥控测试菜单是为了确保遥控安全，给特定用户在特定时期放开的测试菜单。比如在现场调试期间，系统需要频繁的进行遥控权限、责任区的设定、测试，但是又担心直接控制到子站，因此仅给测试用户开发遥控测试菜单。遥控测试功能仅允许客户执行到遥控选择操作这一步骤。

3.3.2 事项监视和查询

事项监视和查询包括实时报警检索、历史报警检索、语音报警客户端、告警汇总窗、实时数据监测。

实时报警检索集中显示各模块报警信息，为调度员和监控员日常监控电网和厂站运行工况提供支持。历史报警检索是对关系库中的报警记录进行详细查询的功能，支持报警记录按照时间过滤、厂站过滤、数据类型过滤、量测过滤、模糊查询等查询过滤条件。

3.3.3 事故追忆

事故追忆(Post Disturbance Review，PDR)的功能主要是记录电力系统的事故信息，并能将事故按时间顺序重现。

PDR的记录部分每分钟将PSBOB系统事件记录为一组日志文件(包括日志索引文件、小尺寸事件日志文件、最小尺寸事件日志文件)，每隔一定的时间对PSBOB实时数据库做一个快照。

调控一体化系统CC-2000A的安全稳定运行，为超高压电网调度人员提供了实时、准确、可靠的信息。

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