萬文華 楊行方 張萬博

(1.石家莊供電公司電力調(diào)控中心,河北石家莊 050051;2.石家莊供電公司變電運行工區(qū),河北石家莊 050051)

地縣一體化智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的建設和應用

萬文華1楊行方1張萬博2

(1.石家莊供電公司電力調(diào)控中心,河北石家莊 050051;2.石家莊供電公司變電運行工區(qū),河北石家莊 050051)

為適應智能電網(wǎng)快速發(fā)展和電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的需求,地區(qū)電網(wǎng)需要建設地縣一體化智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)。文章闡述了石家莊地縣一體化智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的建設和應用情況,該系統(tǒng)實現(xiàn)了電網(wǎng)運行穩(wěn)態(tài)監(jiān)控、網(wǎng)絡分析、AVC控制、智能分析與輔助決策等應用功能,滿足地縣一體化“大運行”調(diào)度監(jiān)控運行的需要,目前已成功在石家莊地調(diào)上線運行, 真正實現(xiàn)了地縣合一的分布式一體化智能調(diào)度控制系統(tǒng)的運行模式。

智能電網(wǎng) 地縣一體化 冗余 堆疊 調(diào)度控制

1 系統(tǒng)總體設計思路

地縣一體化智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)(D5000)建設是地、縣兩級電網(wǎng)調(diào)度自動化體系建設的核心組成部分，是構(gòu)建滿足“大運行”體系建設技術(shù)支撐的主要環(huán)節(jié)，是提升地、縣兩級電網(wǎng)調(diào)控技術(shù)裝備水平和業(yè)務管理水平的重要舉措。在省公司的統(tǒng)一規(guī)劃和支持下，經(jīng)過詳細分析公司電網(wǎng)管理的特點和需求，確定了河北南網(wǎng)地縣一體化智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)功能設計的要求和組建方案，該方案主要硬件和軟件均采用了國產(chǎn)的先進、成熟的調(diào)度自動化技術(shù)，對防御日益嚴峻的信息安全威脅起到關(guān)鍵性作用，保障了電網(wǎng)地縣一體化智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的技術(shù)水平和系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。

2 系統(tǒng)的配置

2.1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)是由硬件層、操作系統(tǒng)層、支撐平臺層和應用層共四個層次組成。其中，硬件層為曙光和華為混合系列硬件設備、華三的網(wǎng)絡設備和國家指定的安全防護設備，操作系統(tǒng)層包括LUNIX、WINDOWS操作系統(tǒng)，系統(tǒng)支持跨平臺操作技術(shù)，系統(tǒng)的基本平臺為實時信息系統(tǒng)平臺，該平臺為各應用提供服務。在這個平臺之上將調(diào)度中心傳統(tǒng)的十余套獨立應用系統(tǒng)，集成為一體化平臺和實時監(jiān)控預警、調(diào)度計劃、安全校核、調(diào)度管理等四大類應用。

2.2 硬件配置情況

歷史數(shù)據(jù)服務器采用2臺曙光A840r-G機架式服務器和華為S5600T磁盤陣列;實時監(jiān)控、網(wǎng)絡分析應用、AVC、輔助決策、調(diào)度員培訓仿真、負荷預測、WEB服務器均采用2臺曙光A840r-G機架式服務器;公共代理服務器采用4臺曙光A840r-G機架式服務器(Ⅰ、Ⅱ區(qū)各2臺);前置數(shù)據(jù)采集服務器采用4臺曙光A840r-G機架式服務器，其中2臺作為地調(diào)直調(diào)廠站采集，另2臺作為縣域管轄廠站采集;報表服務器采用2臺華為RH2288 V2機架式設備、工作站采用83臺華為RH2288 V2機架式工作站;實時交換機采用H3C7506E交換機2臺;網(wǎng)絡分實時網(wǎng)(千兆)和前置網(wǎng)(百兆)，分別采用雙網(wǎng)冗余配置方式。

2.3 軟件配置情況

采用凝思LINUX操作系統(tǒng)、金倉數(shù)據(jù)庫，基礎平臺、網(wǎng)絡分析、自動電壓控制、調(diào)度計劃、輔助決策采用南瑞科技公司研發(fā)的D5000系統(tǒng)，DTS系統(tǒng)采用清大高科公司TH系列產(chǎn)品。

3 系統(tǒng)建設的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 基于數(shù)據(jù)網(wǎng)動態(tài)路由的地縣一體網(wǎng)絡架構(gòu)

在網(wǎng)絡架構(gòu)中，地調(diào)核心交換機采用IRF2堆疊技術(shù)，內(nèi)置防火墻卡區(qū)分為一、二區(qū)，支持跨設備的鏈路捆綁。交換機采用全鏈接方式，直接接入骨干網(wǎng)路由器地縣VPN。縣調(diào)間第二匯聚點分別接入地調(diào)一、二平面，并將交換機通過縱向加密裝置連接至縣調(diào)。縣調(diào)D5000工作站鏈路捆綁接入聚合的2臺縣調(diào)交換機，縣調(diào)間第二匯聚點路由器通過OSPF/BGP協(xié)議將縣調(diào)VPN中的路由動態(tài)發(fā)送到交換機上，在IRF2的兩臺交換機上，實現(xiàn)兩條等價路由，保證自動切換冗余鏈路。

3.2 基于地縣一體化系統(tǒng)的分區(qū)統(tǒng)計功能

地縣一體化模式建立后，地調(diào)需按行政區(qū)域進行各類統(tǒng)計，同時縣調(diào)監(jiān)控功能要保持獨立，信息展示須以區(qū)域為單位進行過濾。對D50000系統(tǒng)優(yōu)化處理后，地調(diào)既能全面掌握縣公司各類統(tǒng)計數(shù)據(jù)，縣調(diào)又能通過配置，實現(xiàn)區(qū)域化的獨立監(jiān)視功能，真正實現(xiàn)了分區(qū)管理。

3.3 基于主備調(diào)一體化技術(shù)功能

在物理鏈接上，D5000主備系統(tǒng)主干網(wǎng)物理鏈路整體嵌入調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)，主調(diào)、備調(diào)、縣調(diào)處于一個共享的物理網(wǎng)絡區(qū)域，通過配置路由，便可在任意一方進行互聯(lián)訪問。在軟件邏輯上，我們充分利用D5000系統(tǒng)的資源定位功能，將自動替換配置文件、自動啟停、自動定位指定服務端、自動輔以相關(guān)提示等處理邏輯合并為一鍵切換功能，使調(diào)度監(jiān)控人員使用一臺機器，點擊相應按鈕，便可在較短時間完成主備調(diào)系統(tǒng)切換。

3.4 基于地縣一體化系統(tǒng)的分區(qū)搜索功能

首先在區(qū)域表中對整個地調(diào)進行分類，做到了省、地、縣三級區(qū)域劃分。其中地調(diào)層又按照實際需求，進行了電壓等級、城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)、發(fā)電廠等劃分。然后在廠站信息表中對相關(guān)廠站進行區(qū)域歸屬。通過這樣的方式，在使用檢索器等查詢工具時，即可按照各級區(qū)域逐級查找，迅速定位到指定廠站，提高了系統(tǒng)維護的效率。

3.5 基于地縣一體化系統(tǒng)的自動生成間隔圖功能

根據(jù)《河北南網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)信息命名規(guī)范》中間隔的劃分標準，我們優(yōu)化了間隔圖的生成流程和規(guī)則，實現(xiàn)了以下功能：自動生成全站所有間隔接線圖、自動生成指定間隔接線圖、自定義間隔模板圖用于指定間隔、支持公用間隔圖的自動生成。通過以上功能優(yōu)化，大幅縮減了工作人員繪圖時間，降低了勞動強度，提高了工作效率，同時更好的滿足了間隔分類和展示要求，提高了監(jiān)控信息管理水平。

3.6 基于地縣一體化系統(tǒng)電壓自動控制(AVC)功能

該系統(tǒng)是基于D5000地縣一體化智能電網(wǎng)調(diào)度控制平臺設計，AVC直接讀取PAS網(wǎng)絡模型，在此基礎上建立AVC控制模型。其主要功能是提高電壓質(zhì)量、改善系統(tǒng)功率因數(shù)，并盡可能減少線路無功傳輸，降低電網(wǎng)因不必要無功潮流引起的無功損耗。

4 系統(tǒng)應用的創(chuàng)新點

4.1 在系統(tǒng)平臺的基礎上研發(fā)了分區(qū)維護功能

地縣一體化智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)在建設過程中，如果僅僅采用責任區(qū)功能進行模型的維護隔離，并不能解決廠站不同電壓等級分屬不同責任區(qū)的問題，為適應大運行體系調(diào)控運行管理的需要，石家莊供電公司研發(fā)了分區(qū)維護功能。建立一個廠站只能對應一個維護分區(qū)區(qū)域，一個維護區(qū)域只對應一個工作站的單一控制流程，并應用于縣調(diào)工作站。通過這樣的劃分，縣調(diào)的自動化維護人員只能在縣調(diào)的指定機器上對指定的維護區(qū)域進行模型維護，整個系統(tǒng)其他的機器均無法進行瀏覽和維護操作。這樣，既保證了地調(diào)自動化維護人員對地調(diào)的廠站進行維護時，信息的獨立性，又避免了地縣之間因為誤操作，破壞對方模型信息的正確性。

4.2 實現(xiàn)了主備調(diào)系統(tǒng)圖模共享功能備調(diào)作為主調(diào)的安全保障和冗余配置，在主調(diào)系統(tǒng)崩潰后，要迅速承擔起主調(diào)的各項功能。石家莊供電公司遵從源端維護、主備共享的原則，利用D5000系統(tǒng)的同步策略，以主調(diào)為發(fā)送端，備調(diào)為接收端，將主調(diào)商用庫、實時庫、圖形等實時自動地同步至備調(diào)系統(tǒng)，保證了主備調(diào)圖模的一致性，并真正做到了備調(diào)系統(tǒng)免維護。

4.3 采用不停電傳動技術(shù)實現(xiàn)廠站信息接入

遙測、遙信采用與站端當?shù)乇O(jiān)控機和原OPEN3000核對，遙控功能采用電容器和變壓器分頭實傳、其他間隔采用“遙控測試”功能進行傳動，通過查看預置和反校報文即可保證遠動主機和主站遙控信息配置正確。通過采用不停電傳動技術(shù)并配合保證安全的控制措施，僅用了二個月的時間就完成了36個220kV站和136個110kV站的傳動驗收工作，為地縣一體化工作順利完成創(chuàng)造了技術(shù)基礎。

5 效益分析

5.1 安全效益

系統(tǒng)全部采用國產(chǎn)硬件和軟件，主備調(diào)一體化技術(shù)設計。符合國家電網(wǎng)公司二次系統(tǒng)安全防護原則，大幅提升了系統(tǒng)應急能力和可靠性，保證了地縣一體化智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

5.2 管理效益

地縣一體化智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)建成后，地、縣兩級調(diào)度的使用一套系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了扁平化，管理上減少了層級，對縣調(diào)關(guān)口參數(shù)的統(tǒng)計、管理提供了強大業(yè)務支持，流程得到了優(yōu)化，工作效率顯著提高，資源利用效率大幅提升。

5.3 經(jīng)濟效益

地縣一體化智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)實現(xiàn)后，石家莊所轄18個縣調(diào)只需安裝遠程工作站，無需安裝獨立的調(diào)度自動化系統(tǒng)。大大減少了軟硬件資源的重復建設，從而節(jié)省了可觀的資金投入。

6 結(jié)語

通過地區(qū)電網(wǎng)地縣一體化智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的建設，增強了駕馭大電網(wǎng)的能力，滿足了電網(wǎng)快速發(fā)展和安全穩(wěn)定運行的雙重需求，提高了整個地縣系統(tǒng)在電網(wǎng)運行上的可靠性和經(jīng)濟性。

[1]杜貴和,王正風.智能電網(wǎng)調(diào)度一體化設計與研究[J].電力系統(tǒng)保護與控制,2010年15期.

[2]王正風,高濤.智能電網(wǎng)調(diào)度運行面臨的關(guān)鍵技術(shù)研究[A].2011年安徽省智能電網(wǎng)技術(shù)論壇論文集[C],2011年.

萬文華(1963—),女,本科,高級工程師,主要從事電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的規(guī)劃、運行、管理工作。