地、县一体化调度自动化系统建设方案

2010-03-28钱君霞徐春雷余云川赵盛杰

电力建设 2010年12期

钱君霞，徐春雷，余云川，欧晔，赵盛杰

（1.江苏科能电力工程咨询有限公司，南京市，211100；2.江苏省电力公司，南京市，210024）

0 引言

计算机、网络通信技术的发展，深刻地改变了电网的控制技术，调度自动化系统已经发展成为以计算机技术为核心的电网生产控制系统。同时，随着电网发展进入特高压电网时代，国、网、省、地、县五级调度之间的联系越来越紧密，一体化调度运行的要求越来越高。现有的五级调度自动化系统都是独立建设，难以满足一体化运行要求。为此，国家电网公司加快研究和建设适应统一坚强智能电网运行要求的智能电网调度技术支持系统。智能电网调度技术支持系统的前期研发以网省级电网模型和应用需求为基础，但电网结构特征决定了地、县级电网应用需求与国、网、省级电网有较大差异[1-3]。本文结合地、县级电网及调度生产管理特征，提出地、县一体化调度自动化系统建设模式。

1 地、县调度自动化系统建设模式

（1）传统的各级调度独立建设模式。各级调度独立建设各自的调度自动化系统，且地、县级系统内部功能单一，大部分仅具备简单的调度功能。结构简单，地、县级调度之间职责清晰，但随着电网规模的不断扩大，传统模式不利于地、县级人力和技术资源共享，存在大量重复维护工作；不利于地、县级系统之间数据和软件资源共享，重复投资巨大。

（2）调、配、控一体化模式。在调度功能基础上，集成配网、变电站集中监控功能。实现地、县供电公司内部系统之间的横向整合，在满足生产管理要求的同时实现了资源共享，为地、县一体化建设奠定了基础。

（3）地、县一体化模式。把地区系统和分布在该地区的各县自动化系统广域远程互联，使之逻辑上成为一套调度自动化系统，地调系统具备调度、监控、配网功能。实现地、县供电公司数据资源、技术资源、设备资源的共享，节约系统维护成本及建设成本，在功能上实现了调配控一体化，更大范围内实现了大二次系统整合与集成，进而为公司的扁平化管理提供技术支持。

2 地、县一体化调度自动化系统建设方案

2.1 地区主系统建设模式

地、县一体化系统的核心部分设置在地区公司，地调主系统的结构与传统地调系统类似，但在具体的配置上存在一定的差异，其建设规模与容量设计应能满足本地区（含县公司）电网自动化数据采集与处理的要求。在建设时，需在传统建设模式基础上重点考虑如下技术要求：网络配置须满足多个县调高速接入的要求；硬件配置须满足大数量存储和处理的容量及性能要求；软件配置须满足系统远程互联后的功能及性能要求。地区主系统结构如图1所示。

2.2 县调子系统接入模式

远程终端模式是最基本的接入模式，也是其他各种接入模式的基础。分层分级采集模式下县调具备数据采集能力，系统的数据采集功能由分布在地调及县调的多个广域节点共同完成。

远程终端模式的系统结构如图2所示。主系统设置在地调，县调仅是地调的一个远程终端，只配置若干台远程工作站。该模式与监控中心、操作队接入模式类似，体系结构简单清晰，硬件投资少，软件实现方便，系统运行维护也比较简单，在监控中心及操作队的建设中已经得到应用。县调系统不具备独立运行的能力，在地调主系统异常或地县联网中断等故障情况下，县调系统将退出。远程终端模式仅适用于地理位置距离地调近、数据规模小、运行要求相对不高的县调。

分层分级采集模式的系统结构如图3所示。主系统设置在地调，县调除配置远程终端外，还配置前置服务器及相关的采集装置，地调及各县调分布采集的数据均汇总至地调主系统的后台统一处理。分层分级采集可节约专线通道的投资；有效分担了采集任务，降低了地调主系统的采集负担，可扩展性较强；县调系统运行的可靠性相对较高，在地调主系统异常或地县联网中断等故障导致的分区解列运行情况下，县调系统的实时监控功能仍可正常运行。系统结构相对复杂，有一定的硬件投资，功能要求较高，特别是要突破传统的双前置服务器的限制，软件开发有较大的工作量和难度。分层分级采集模式的适用范围较为广泛，可应用于各类县调。

2.3 系统结构

总体解决方案是通过专用网络把地调、各县调的主干网互联，地调侧内部为典型的调度自动化系统局域网配置，包括双网结构的主干网以及独立的采集网；县调侧内部根据不同的建设模式采用不同的网络配置。各套系统之间可采用星型、环型结构或星环型组合互联，为保证整套系统的稳定、高效运行，网络结构须满足：（1）采用冗余通道互联，单通道故障不影响整套系统的正常运行；（2）单个子系统网络故障不影响其他子系统之间的通讯；（3）任意2套子系统间网络通讯的速率不低于100 M；（4）网络结构具有较大的扩容空间，便于今后系统的扩容。

3 综合效益

3.1 经济效益

因分层分级采集模式具有一定的代表性，为便于进行经济效益比较，暂按每个地调所辖县调均采用分层分级采集模式进行分析。本文对分层分级式地、县一体化系统，常规单独建设系统和独立建设OPEN3000系统进行了经济效益比较，3种系统的设备单价分别为：（1）分层分级采集模式县调设备型号及价格按最新自动化系统招标结果估列，典型配置软、硬件费用约147万元；（2）常规模式的中大型县按照Unix服务器+PC工作站配置，苏南地区每个县调改造费用为350万元，中小型县按照Unix数据库服务器+PC服务器+PC工作站配置，苏北地区每个县调改造费用为200万元；（3）按照新一代调度自动化系统OPEN3000的功能要求进行改造，并且服务器全部使用Unix服务器，平均每个县的改造费用约为300万元。3种系统模式效益比较见表1。由表1可看出，与常规单独建设系统、独立建设的OPEN3000系统相比，分层分级式地、县一体化系统的费用最少。

表1 3种系统模式的经济效益比较Tab.1 Economic efficiency comparison of three system modes

本项目采用“年费用法”对3种系统模式的全寿命周期经济效果进行了分析比较。经计算得：分层分级式地、县一体化系统的年费用为420万元，优于常规单独建设模式的690万元和独立建设OPEN3000系统的857万元。

3.2 运行效益

受资金投入的约束，常规独立建设的县调自动化系统一般采用PC服务器+PC工作站配置，安装Windows操作系统，易受病毒困扰。地县一体化系统基于“硬件集中、软件集成”思想，减少了服务器的数量，采用全Unix小型机作为服务器，适合用于24 h不间断运行的系统。

3.3 管理效益

地、县一体化系统的建成和推广，地区、县电力公司在规范管理和标准的前提下，可以共享资源。另外，一体化系统大大减少了对外系统接口数量，能较好地适应生产管理对一次电网数据不断增加的应用需求。地县一体化系统的建成和推广，为进一步实现地、县调人力技术资源的优化配置提供了可能，尤其在人员配置相对少的苏北地区，为更大范围的“大二次”系统整合提供了可能。