备用调度自动化系统在智能调度领域的应用研究

发表时间:2019/4/28   来源:《基层建设》2019年第4期   作者:张程
[导读] 摘要:文章基于地区备用调度自动化系统建设过程和实际应用情况,通过备用调度自动化系统建设过程和应用情况研究,针对建设和运行过程发现的问题,提出解决方案,实现了调度自动化系统的安全无缝对接,既满足了供电电网不断增加的数据要求,又保证了调度自动化系统安全稳定运行,电网调度自动化运行维护管理水平得到全面提升,有效确保电网安全、优质、经济运行,保证地区电力安全可靠稳定供应,提高企业对外形象。
        广东电网有限责任公司清远供电局
        摘要:文章基于地区备用调度自动化系统建设过程和实际应用情况,通过备用调度自动化系统建设过程和应用情况研究,针对建设和运行过程发现的问题,提出解决方案,实现了调度自动化系统的安全无缝对接,既满足了供电电网不断增加的数据要求,又保证了调度自动化系统安全稳定运行,电网调度自动化运行维护管理水平得到全面提升,有效确保电网安全、优质、经济运行,保证地区电力安全可靠稳定供应,提高企业对外形象。本研究既适合于地区电网的备用调度自动化系统建设和实际应用,也为电力自动化系统安全运行提供依据。
        关键词:电力系统;调度自动化;备调调度自动化系统;主备系统切换运行;安全
        0引言
        由于电力系统正向着高电压、大机组、长距离输电、电网互联的现代化大电网发展,使电网结构越来越复杂。尤其是近几年来,各种电压等级的变电站逐步采用计算机监控,实现了无人或少人值班,对其安全可靠性提出了更高的要求。电网调度自动化系统在确保电网安全、优质、经济运行,提高电网调度运行管理水平等方面发挥越来越重要的作用。
        本文开展电网备用调度自动化系统建设和应用研究,统筹考虑、分步实施、逐步完善,为电网建设一套具备基础资源平台核心功能、运行控制系统基础功能(输电运行监视、手动控制),具备独立采集能力的备用调度自动化系统,最终实现主备调系统同等功能配置,主备调同步值班,保证电力调度工作在任何自然灾害和社会突发事件发生后都能不间断运行,可以说是全面提高了地区电网智能调度水平和抗灾水平。
        1系统结构
        备用调度自动化系统分为实时数据采集、SCADA应用、历史数据管理、集控、用户工作站、WEB、等子系统,系统的历史数据服务器、数据采集服务器等均采用冗余的双服务器配置方式,当一台发生故障,其功能自动由另外一台代替,保证系统的正常运行;整个系统体系架构采用集中式,数据流向集中,应用服务器承载分布式应用,并且前置采集服务器采用多组集群的方式。系统体系结构能灵活配置,可以支持各种调度模式,即能适应目前“输配分开、调度集中控制”的调度模式,也必须能够适应“统一调度管理,集中划区监控”的调度模式需要,并具有向“集中调度,分层分区监视控制”过渡的能力。主备用调度自动化系统结构示意图如下图1-1所示:
        图1-2 实时数据库结构层次示意图
        1.1主备调系统同步的实现方式
        主、备系统同步功能模块部署备系统的主备数据同步服务器上。通过备系统的同步服务功能,实现主备系统之间的数据同步,实现图形、模型、实时数据和历史数据的同步。在连接结构上,通过主备系统加密认证装置分别接入主备调的数据同步服务器。主、备系统之间应实现单边维护,所有维护应实现双向同步。备用调度自动化系统实时数据库结构层次示意图见下图1-2:
        2试运行期间存在的问题和解决措施
        2.1存在的问题
        地区供电局备用调度自动化系统投运以来运行较为稳定,在经过整体验收发现问题的进行了整改后,仍存在不少问题,工作成效还有待进一步验证:
        (1)系统功能庞大,数据量大,有时会发生数据异常的情况;
        (2)系统受限于通信网络,主备调自动化系统的数据在同步速度上还不一致;
        (3)系统的应用程序升级前后不太稳定,一些功能受到影响。
        (4)系统显示的画面时常出现乱序的现象。
        (5)通用菜单中的光子牌全图确认功能异常
        2.2解决措施
        针对存在问题,本人所在的工作小组,联合系统厂家对试运行期间发现的问题进行了部分整改,主要措施如下:
        数据库单端维护。在主调EMS对数据库、图形进行的任何修改,完全、实时地同步到备调系统。同时要求,在正常情况下,备调系统不能进行数据库、图形的修改。在数据采集时,由前置应用完成的数据采集,如通过104规约采集和主调系统转发的各厂站数据;
        图、数、模同步。数据同步:一是立即同步:改变的内容立即同步到备用系统。二是周期同步:以用户指定的周期将主用系统内容向备用系统同步,周期可以在5分钟~7天内设定。三是手动同步:通过用户命令进行同步。四是操作同步。在EMS进行的调度员操作,如置牌、人工置数、封锁等,都将完全、实时地同步到备调系统。但要保证,在正常情况下,备调系统不能进行操作。主系统的同步应用程序把操作报文同步到备系统,备系统的应用程序收到主系统的操作报文后再做相应的处理,从而实现操作的同步。两套系统的后台服务程序接收到的操作请求是完全一致的,对于大部分操作,两套系统的处理是一致的;对于涉及下发的操作,如遥控、计划下发等,则仅主系统执行。五是历史数据同步。正常情况下,备调系统自行保存历史数据,但为了保证备调系统和主调系统历史数据的一致性,或有时为了追补某些历史数据,系统应提供同步历史数据的工具,该工具可以将主调系统的某一时间段,某些测点的历史数据导出,再导入到备调系统。
        运行切换。备调系统升级为主系统是手动的,这时提供命令将控制命令下发,和其他系统的数据通讯等权限开放。主调降级为备系统也是手动的,和其他系统的数据通讯等权限闭锁。可在备调系统人工设置标记控制是否值班,相关的软件根据该标记自动做相应的处理。正常情况下,备调系统承担备用任务,此时:控制命令不下发;与各地调的通讯只收不发。当主系统发生异常时,可在备调系统人工切换,将备调系统升级为主用,此时:控制命令可下发;与各地调的通讯可收可发。
        相互监视。主系统能实时监视备调系统的运行情况,当备调系统异常时,主系统要有及时的报警,提醒自动化值班员注意。备调系统也可以实时监视主系统的运行情况,当主系统异常时,备调系统也能及时报警,提醒值班员注意。实时监视采用远程工作站监视方式,主备系统均将工作站通过网络延伸到对方机房,在远程工作站上即可监控对方系统的运行情况。
        3对企业后续运营和实际工作的意义
        本文主要根据地区自动化设备运行实际状况,目标是为地区供电局建设一套技术先进、功能成熟、支持 IEC 61970等国际标准、符合南方电网一体化电网运行智能系统总体架构的备用调度自动化系统。项目先期建设具备基础平台功能、SCADA功能、WEB功能等的简易备调,建成后极大的提高地区电网的防灾抗灾能力。论文详细阐述了备用调度自动化系统的总体设计及建设方案。并通过主备调自动化系统无缝切换工作的具体实施提出了系统存在的风险及相应的控制措施,在突发事件情况下,提高调度管理人员及调度运行值班人员应急处理能力和现场指挥与协调能力,提高调度切换管理工作可行性及可操作性。各项措施试点应用取得的效果,列举了各项数据对比。各项改进措施注重实际,全面提升地区电网防灾、抗灾能力。
        从总体上看,该系统运行稳定可靠,使用方便快捷,满足地区电网调度运行的需要。有力地支撑了调度运行的正常工作,能够保障电网的安全、稳定、经济运行。
        (1)确保系统实现保证了调度人员对各厂站的实时监控和经济调度。
        (2)备用调度自动化系统的独立性。能满足电网的运行监控要求,保证了调度员通过系统实时掌握全网的运行情况。
        (3)强调了SCADA功能。SCADA功能是调度员进行电力系统运行、操作和事故处理的重要操作平台,所有的遥控、遥调指令均通过SCADA平台发出至现场执行,同时也将从现场采集的各种电网运行信息实时保存在系统中,供调度员随时查找使用,是平时使用最为频繁的功能。监控员在新系统下进行遥控操作,对系统的响应速度及可靠性要求很高。另外,其系统附属的参数检索、遥控闭锁、装置挂牌、曲线浏览等功能也要求可以正常使用。
        (4)系统无缝切换运行功能,使得在突发事件情况下,提高调度管理人员及调度运行值班人员应急处理能力和现场指挥与协调能力,提高调度切换管理工作可行性及可操作性。
        (5)本文为调度自动化工作提供了宝贵经验,通过本次项目建设,也让作者深刻体会到要尽量提前建设新地调自动化实验系统,全面调度、验收SCADA/EMS功能,尤其是远动规约、人机系统、历史、事故反演(PDR)、日志、权限管理的调度及严格的四遥试验,这对日后SCADA系统的稳定、安全运行和PAS、AVC的有效应用具有深远意。
        参考文献:
        [1] 国电南瑞科技股份有限公司.电力系统应用软件技术(SCADA)技术说明书.
        [2] 国电南瑞科技股份有限公司.电力系统应用软件技术(SCADA)维护和使用手册.
        [3] 中国南方电网有限责任公司.《南方电网一体化电网运行智能系统地级主站标准化设计指南(2014版)》.
        [4] 中国南方电网有限责任公司.《广东电力系统调度运行操作管理规定》S.00.00.00/DP.0200.0004.
        [5] 广东电网有限责任公司地区供电局.《地区供电局“十二五”二次系统规划》.
        [6] 中国南方电网有限责任公司.《南方电网备用调度建设与管理指导意见》.
 
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