地县一体化智能电网调度控制系统的建设与应用

申永辉，王 津，赵志辰，徐 琳

（国网河北省电力公司衡水供电分公司，河北 衡水 053000）

衡水地县一体化智能电网调度控制系统（简称“衡水地县一体化D5000系统”）试点项目是国家电网公司下达的智能电网建设重点项目，于2009年8月31日立项，2010年12月20日顺利通过现场验收，在全国地市公司中率先利用D5000系统实现了调控一体化、地县一体化。系统中的负荷转供辅助决策等16项功能为首次研发和应用，衡水地县一体化D5000系统自2010年投运以来，运行良好，成效显著。

1 系统介绍

1.1 硬件配置

衡水地县一体化D5000系统硬件由若干台数据库服务器、电网监控服务器、应用服务器、数据采集前置服务器、调度计划服务器、调度员培训模拟服务器、保护信息服务器、OMS应用服务器和工作站等组成，严格按照《电力二次系统安全防护总体方案》要求配置，全部采用国产机器。D5000系统与公司内部生产管理等系统横向互联配置了隔离装置和防火墙等设备，与各县调系统之间配置纵向加密认证装置，以确保系统安全。

1.2 主要功能

衡水地县一体化D5000系统软件由一个平台和三大类应用组成，即基础平台、实时监控与分析类应用、调度计划类应用和调度管理类应用。共包含电网运行实时监控、自动电压控制、综合智能告警、调度员培训模拟、停电范围分析、单相接地拉路辅助决策、综合分析评估和信息展示与发布等28 项功能［1］，其中自动电压控制和调度员模拟功能在全国地调范围内率先实现基于D5000 系统地县一体化运行。

2 系统建设情况分析

2.1 地县调自动化系统现状

以前衡水地县调自动化系统都独立建设，随着电网的快速发展，城乡一体化进程加快，县级电网的“农网”地位悄然改变，地县调自动化系统的功能需求愈发相似［2］，系统独立建设模式暴露出一些问题严重制约了地、县两级电网的安全、经济和稳定运行。

a.地县功能类似，转发、互动与运行要求增多；

b.地县系统投资、设计水平、功能、性能存在差距；

c.地县人员技术力量、维护、培训存在差距；

d.应用推广、备件库建立、维保与系统安全要求进一步提高。

2.2 试验县（区）调的选择

对国网河北省电力公司衡水供电分公司（简称“衡水供电公司”）所辖11个县调的具体情况进行详细调研。为使试点县调的选择具有代表性，并兼顾投资成本，衡水供电公司最终选择位于市区的A 区和距离地调较远的B 县作为试点。A 区调距离地调3.5km，自动化系统目前接入2座110kV 变电站、5座35kV 变电站；B县调距离地调65km，自动化系统目前接入6座110kV 变电站、14 座35kV变电站。

2.3 系统架构

针对衡水地调和2个试验县（区）调现状，衡水公司进行2种建设模式的尝试。地县一体化主系统设置在衡水地调，A 区调距离地调较近，采取地调直接采集A 区属变电站远动信息，A 区调子系统采用远程终端模式接入地调主系统，从地调主系统拉监控终端实现区调监控；B县调距离地调较远，采取在县调设采集前置机的模式，数据通过光纤送至地调，并实现控制命令下发，其前置机保留简易稳态监控功能，在意外情况下能够实现简单的变电站数据浏览和控制，子系统采用广域分布式采集模式［3］。

2.4 通信介质的选择与调整

结合调度信息通信条件现况，为追求最大试验效果，衡水地调针对2种建设模式，采取了2种通信介质交叉式的试验。A 区调所辖变电站远动信息通过2×2 M 专线捆绑上传至地调，地调服务器与A区调远程工作站通过光纤通信；B 县前置服务器上行信息通过光纤传输至地调，地调下行信息通过4×2 M 专线捆绑传输至县调。

通过在路由器上测算网络流量，发现正常工作下情况，一个县调系统数据流速度需求为20 M bit／s，在信息交换等特殊方式下，如系统拷贝图形和数据库，其数据流速度峰值超过100 M bit／s，考虑到今后变电站将实现告警直传和远程浏览功能，对传输介质的要求会更高，因此专线捆绑的方式不适合地县一体化D5000系统的运行和发展。随着通信网络的不断完善，已将通信介质全部调整为光纤。目前衡水已完成电力调度数据网第一平面建设，县调和变电站的远动业务正逐步实现网络化传输。

2.5 地县调权责分解

通过D5000系统权限设置和信息分流技术，地县两级调度人员自行维护本调度范围内厂站信息，地县调数据共享。地调调度人员只监视和控制地调直调厂站，对县调数据可以监视，但不进行控制；县调调度人员只能监视和控制本县调所辖厂站［4］。通过区域、厂站、节点、图形之间的多重关联关系和级连组合关系，结合权限管理，保证地县调分区维护的安全性和一致性。

2.6 备调建设

考虑调度自动化系统在电网运行中的重要性，衡水地调选择通信网、调度数据网第二汇聚节点衡水220kV 变电站，建设一套地县一体化D5000系统的备用系统，从系统和网络两方面实现“地为县备”的思想。

3 工程建设中存在的问题及处理

衡水地县一体化D5000系统试点项目建设过程中，衡水供电公司遇到了一些问题，并提出解决方法，同时也积累了一些经验。

3.1 实现调控一体化

在D5000系统的基础上，衡水各级电网实现了“调控一体化”运行管理模式。原有的变电监控、变电运行维护全面分离，将监控业务与调度业务融合，实现了电网调度与电网监控的一体化管理。

3.2 实现省、地、县三级自动电压无功控制闭环运行

衡水供电公司所辖16座220kV 变电站，61座110kV 变电站，以及A 区和B县公司所辖19座35 kV 变电站的电压和无功功率调节，均已实现基于D5000系统的闭环自动控制。衡水地调成为全国第一家在D5000平台上实现AVC 功能省、地、县三级全闭环的地调。

3.3 规范地、县两级远动定值管理

通过大量的调研，衡水供电公司制订了《国网衡水供电公司远动信息定值单规范实施细则（试行）》，从信号采集范围等三方面以及信号命名方式等六方面规范了远动定值单的制作，统一了衡水地、县调度机构在新（改、扩）建变电站时远动信号接入的内容和格式，为D5000系统在全市范围内推广打下坚实基础。

3.4 实现高级别定制远动信息

在变电站检修预试或增容改造工作过程中，会产生大量的试验信号。自动化专业人员在D5000数据库保护信号表中增加质量码字段，在智能告警窗中增加告警抑制功能，通过开放告警抑制权限，实现了不同专业，不同人员按工作需求自行定制监视信号。

3.5 提高电网状态估计合格率

充分利用衡水地县一体化D5000 系统本身提供的功能及多源采集，及时、有效解决电网中出现的量测问题，对电网量测薄弱环节、35kV 部分电网模型、参数的处理等疑难问题，均量身定制了适用的运维、监视和模型处理方式。衡水电网状态估计合格率在河北省南部电网始终保持第一排名。

3.6 建设坚强数据传输通道

衡水供电公司以地县一体化D5000 系统建设为契机，整合通信资源，建设了覆盖35kV 以上电压等级变电站的调度数据网络，数据传输也有原来的循环式远动规约全面升级为IEC 61850－104 规约，提升了电网实时数据的传输质量。

3.7 实现地县调专业管理同质化

通过衡水地县一体化D5000系统建设，县公司调控技术装备水平和电网监控手段的跨越式发展，专业人员的智能电网调度理论知识与实际操作技能水平得到进一步提升，地县调同质化管理的工作模式高效运转。

4 结束语

以上对衡水地县一体化D5000 系统建设进行了研究，提出了系统建设过程中发现的问题和解决方法，并总结了工程实践过程中积累的经验和取得的阶段性的成果，在此基础上全面完成了衡水11个县（市、区）的地县一体化D5000系统建设，对相关工程建设具有一定的参考价值。

［1］Q／GDW Z 461－2010，地区智能电网调度技术支持系统应用功能规范［S］.

［2］孙宏斌，张伯明，吴文传，等.面向中国智能输电网的智能控制中心［J］.电力系统自动化，2009，24（2）：2－7.

［3］汪际峰，沈国荣.大电网调度智能化的若干关键技术问题［J］.电力系统自动化，2012，36（1）：10－16.

［4］张伯明，孙宏斌，吴文传，等.智能电网控制中心技术的未来发展［J］.电力系统自动化，2009，33（17）：21－28.