农村电网调度自动化系统的实施

潘伟民

【摘要】农村电网调度一般分为地区调度和县级调度两级。随着中国经济实力的增长，县级负荷也逐年增加，并且对供电可靠性的要求也越来越高，对调度自动化的要求也越来越高。本文介绍了该系统的建设原则、功能和配置方案。

【关键词】农村电网 调度自动化系统 实施

供电企业在规划、建设和工程实施中，如何选择设备制造企业和采购设备，以及如何运行管理这些自动化系统也需要有所指导。鉴于上述情况，有针对性地提出了县调自动化系统的建设原则、系统功能要求以及建设方案，并分析了其可能实现的办法，为县调自动化系统的发展提供参考。

1系统建设原则

系统建设原则用于指导制造厂家设计、开发县调自动化系统，同时为县级供电企业选择调度自动化系统提供依据。县级调度自动化系统的设计应根据当地电力系统特点、运行需求和基础条件出发，并充分依据当地电力系统发展规划、调度管理体制和县级调度职责分工，提出与调度关系相适应，符合可靠、安全、实用、经济且易于扩展的总体方案和分步实施的具体方案。对于计划同时建设配电自动化的县调应考虑调配一体化的设计方案；对于计划在近几年内建设配电自动化系统的县调应考虑系统的可扩充性。

2软、硬件选型

县调系统的实现是建立在各种硬件设备和系统软件基础上的，针对县调系统的特殊性，给出适合县调系统的硬件设备和系统软件。

2.1硬件选型

在县调系统中推荐硬件以PC机为主，服务器选用高档的PC服务器，为了确保系统的可靠性，条件允许下可以考虑使用磁盘阵列，一般可以使用软件同步的方式；工作站选用高中档的PC机；网络设备选用交换以太网，采用双网结构（规模较小的县可采用单网结构）。

2.2系统软件选型

系统软件，操作系统服务器端选择Windows2000Server，客户端选择Windows2000Professional、WindowsME或WindowsXP等；也可以选用Windows和UNIX的混合平台系统。商用数据系统推荐选用MSSQLServer，要求系统能支持Sybase、Oracle等其它商用数据库系统。

3县调自动化系统功能

县调自动化系统的功能主要有：系统监控与数据采集功能（SCADA）、调度运行管理功能、应用分析功能。其中SCADA为基本功能，调度运行管理功能和应用分析功能为选配功能。这些功能是建立在一体化支撑平台之上的应用功能，其中一体化支撑平台包括网络模块、报表模块、远程诊断模块。

调度运行管理功能的选用应考虑管理的实际需要和使用人员的整体素质。应用分析功能的选用应考虑电网调度自动化系统需通过实用化验收；有稳定可靠的站端设备，完善准确的电网参数，满足应用功能的要求；具备能够熟练掌握和维护应用功能的专业人员。

3.1一体化支撑平台

采用一体化支撑平台可以避免重复投资，减少管理工作量，增加系统的灵活性，具有统一的人机界面和数据库界面，维护、运行方便。

网络模块提供了数据传输的通道，鉴于可靠性的要求，通常使用双网结构，要求支持双网、单网、单双混合网工作，双网工作时，能均衡分流，增加网络带宽；网络故障时，能自行诊断，确保数据不丢失；支持UDP和TCP协议。数据库模块分成了商用数据库部分和实时数据库部分。商用数据库部分存放了数据结构信息、数据定义及描述、历史数据以及其它管理信息，提供各种数据访问服务与实时数据库或前台应用程序连；实时数据库部分则管理实时数据库、实施数据服务、实时数据访问接口功能。

3.1.1数据采集

包括模拟量（有功功率、无功功率、功率因数、电流、电压等）、数字量（频率、电能量、标准时钟输出等）、脉冲量、状态量（断路器及隔离开关的位置信号、事故跳闸总信号、有载调压变压器分接头位置、预告信号、保护动作信号、下行通道故障信号、装置主电源停电信号、机组运行状态信号、手动/自动位置信号等）及非电量数据（变压器温度、开关气压等）等的采集。其数据来源于RTU、DTU、FTU、TTU、配电子站、上P下级调度主站系统交换数据等。

3.1.2数据传输

与上级调度系统通信或信息转发，实现数据上报；主站与站端设备通信，站端设备包括RTU、FTU等；与其它系统通信，调度管理系统。数据传输要求支持各类通信规约：部颁CDT、DNP、IEC）870）101、IBC）870）102、IBC）870）103、IEC）870）104等。

3.1.3数据处理

计算电网有功功率和无功功率总加、越限告警、功率因数计算、有功电能量总加、负荷率统计、电压合格率统计、设备运作分类统计等。各类统计的统计结果显示，图形曲线显示。

3.1.4控制功能

遥控断路器分合、遥控电器（电容器）组投切、变压器有载调压分接头位置调整等。

3.1.5事故处理功能

当断路器事故变位时，产生事故报警信息，自动显示出报警画面，具有声光效果；报警信息应长期记录，可随时查询。

3.1.6历史数据记录和统计

记录遥测数据并可选择存储间隔，记录遥测越限、遥信变位事件、事件顺序记录（SOE）、记录遥控、遥调等操作；统计电压合格率、电网负荷率等数据。

3.1.7时钟统一功能

调度自动化系统应具备统一系统时钟功能，应保证系统时间与基准时间的一致、主站系统内不同节点之间时间的一致和主站系统与站端设备时间钟的一致。

3.2调度运行管理功能

（1）设备参数管理：各类电力设备参数的录入、修改、查询、统计等。（2）操作票管理：操作票的模板生成，模板管理，操作票的录入、修改、审核、批准、查询、统计等。（3）工作票管理：工作票的录入、修改、统计、查询等。（4）停电管理：停电申请单的生成，停电申请、审批、开操作票。（5）调度日志管理：日志模板、基本信息生成，包括交接班记录、供电指标记录、电压负荷曲线记录、天气情况等。调度日志的录入、修改、查询、统计等。（6）设备缺陷管理：设备缺陷表单的录入、修改、查询、统计。包括安装地点、缺陷内容、处理情况等。

3.3应用分析功能

应用功能主要包括网络拓扑、状态估计、潮流计算、系统负荷预报、电压无功优化。

（1）网络拓扑：根据数据库中对网络元件互联关系的定义和逻辑设备开关刀闸的状态，判别网络接线方式，形成可用于电网数值分析的母线和网络模型。（2）状态估计：采用实时测量数据、预报负荷、人工输入值（发电计划、电压曲线），求取完整的与电网实时运行状态一致的状态量解，为其它网络分析模块提供实时运行方式数据。（3）主要功能：实时网络拓扑、开关错误状态辩识、可观测性分析、状态估计、坏数据检测、网络状态监视、变压器抽头估计、量测误差分析。（4）潮流计算：要求提供一套快速可靠的算法来生成某给定网络条件下潮流问题的解决方法。（5）系统负荷预报在农网系统中可以按照地区发展情况选择配置，实现超短期、短期、中期、长期负荷预报。（6）电压无功优化：在满足电压和无功约束下，调整发电机母线电压，同步调相机无功输出、有载调压变压器抽头，投切电容器组、电抗器组等方法。

4系统方案

县级调度自动化系统在硬件结构上是由多台计算机构成的分布式系统，模块化设计的系统应用软件，支持“即装即用”，可灵活配置，既可在多台计算机上运行，也可以集中在一台或较少计算机上运行。各县级供电企业在坚持系统设计原则下，可以根据电网发展水平、经济发展水平、人员素质以及投入资金等因素确定系统所需功能，确定相应的配置方案。为确保可靠性，推荐采用双网系统，关键部分如服务器和前置机采用双机热备份工作方式。现提供三种完整的配置方案。

4.1方案一

该方案为最小配置，前置机与数据库服务器合二为一，同时满足热备份的需求，可在数据容量较小的县供电企业中使用。在该方案中，SCADA工作站及打印机数量可根据需要扩充，也可根据需要选用网络打印机（网络结构也可采用单网结构）。其中WEB服务器（兼网关功能）为可选项。

4.2方案二

该方案为中型配置，满足热备份的需求，可在数据量较大的县供电企业中使用。在该方案中，SCADA工作站及打印机数量可根据需要扩充，也可根据需要选用网络打印机，同时可根据需要扩充调度运行管理功能。其中WEB服务器（兼网关功能）为可选项。

4.3方案三

该方案为大型配置，在实现SCADA功能的基础上，若需实现调度运行管理功能和应用功能等，可以选用该方案。在该方案中，SCADA工作站及打印机数量可根据需要扩充，也可根据需要选用网络打印机。其中WEB服务器（兼网关功能）、调度管理工作站、应用功能工作站为可选通信设备。

5结语

本文介绍了县调自动化系统的原则、系统功能，并针对了不同情况设计了三种建设方案，同时系统建设应遵循相关国家、行业标准和文件，由于计算机和通讯技术的发展，必要时对功能规范中的有些指标可以提高要求，目的是进一步提高系统的可靠性、稳定性和可用性。