海上孤网电网调度管理系统的设计与实现

李卫团++劳新力

摘 要 介绍了海上孤岛电网调度管理系统的设计。结合现有的能量管理系统，提出利用目前的海上网络架构，设计并实现电网调度系统（DMS），实现海上孤网电网调度管理的规范化、标准化和一体化。

关键词 海上孤岛电网；DMS系统；能量管理系统

中图分类号：TP315 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）19-0015-03

微型电网简称微电网或微网（Microgrid），是指内部负荷比较集中的小电网，它是大型电力系统的一部分，往往通过电力电子装置连接到电网运行。

海上孤岛微电网由于其“孤岛”的特征，表示其含有内部的能量管理系统，可以脱离大电网而独立运行。海上孤岛微电网与传统大电网的距离远，架设输电线路不便，对于能量的供求能自给自足。

目前对于海上电网的管理基本都只是在EMS（能量管理系统）中实现，但是EMS系统只是局限于海上电网内部，但对于远离组网电站的管理者来说，必须要有一套可以满足各专业需求，辅助各级领导对电网决策的系统来对电网进行有效的管理和指导，因此，电网调度管理系统DMS应运而生。

DMS（Dispatch Management System，简称电网调度管理系统）是电网调度机构的日常管理和操作平台，是电网调度机构和陆地管理部门与能量管理系统之间的纽带，负责电网的日常调度管理、电网资料发布和存档、应急恢复、远程指挥、电网关键指标和报表分析、电网展示等功能。

EMS作为电网管理在中枢，承担现场发电机组有功和无功的调配、运行方式的调节、相关断路器的投切等操作；

EMS系统由于其重要性和必要性，只能在现场进行管理和操作，但是为了满足在非EMS网络中的陆地管理层和远程专家对电网的有效管理和远程支持，那必须使用DMS。

图1为EMS、DMS在整个分公司网络中的架构。

图1 DMS和EMS在孤网中的架构示意图

本文针对海上油田群电网的现状，兼容海上油田群办公系统的有点，建立孤网油田群的DMS系统，实现海上电网和陆地调度指挥中心的互动，达到了管理协调、配置合理、高效应用的目的。

1 系统建设目标

1）实现陆地电网调度室对电网进行管理和指导。

2）实现海上孤岛电网调度管理的规范化、标准化，填补海上孤岛电网调度管理规程的空白。

3）实现电网调度管理、智能报警管理、维修档案管理、人员管理以及与油田其他办公系统之间的信息共享，打造海上电网管理一体化。

2 系统设计的基本要求

海上油田群孤网有着小型化、孤岛化、负荷稳和一体化等特征，对于DMS系统的软硬件配置应具备如下特点。

2.1 实用性

从保护用户原用的设备投资和能够完全满足现实需求的角度出发，充分集成现有的各种计算机系统、网络设备、视频会议系统设备，使建设的系统适用、安全、可靠且易管理、维护和扩展，避免重复投资，具有最高的性价比。

根据客户对电力调度管理和专家支持中心系统提出的系统规模和应用要求，我们将选择合适的产品，满足对电力调度管理和专家系统的应用需求。通过大量的机组数据采集、上传，在引入专家支持后，可对电网运行进行分析总结，更好的实现全方位的电力调度管理。

2.2 先进性

当今的计算机网络技术发展日新月异，方向把握不准，则可能导致在很短的时间内技术落伍，从而面临被淘汰的危险。因此在坚持实用性的前提下尽量采用国际先进成熟的技术和设备，适合未来的发展，做到一次规划长期受益。

2.3 可扩充性

所选择的联网方案及设备要能适应网络规划的不断扩大的要求，以便于将来设备的扩充；要能适应信息技术不断发展的要求，平稳地向未来新技术过渡。

2.4 安全性

安全性包括两个方面：1）网络用户级的安全性；2）数据传输级的安全性。网络用户级的安全性应在网络的操作系统中给予考虑，而数据传输的安全性则必须在网络传输时解决。

2.5 易维护性

系统应具备较高可维护性，主要包括硬件系统、软件系统、运行参数三个方面，主要表现在：

1）系统所选设备应是符合现代国际标准、工业标准的通用产品，便于维护。

2）系统必须具备完整的技术资料（包括自身和第三方软件完整的用户使用和维护手册）。

3）系统应具备简便、易用的维护诊断工具，使系统维护人员可以迅速、准确的确定异常和故障发生的位置以及原因。

2.6 经济型

合理的性能价格比是系统设计中应当考虑的重要内容。因此，所选用的设备在兼顾良好性能的基础上也要考虑经济性，除考虑系统总体造价外，还应当考虑系统长期运行成本。

3 系统设计

DMS系统主要包含硬件和软件两部分。

3.1 硬件结构

考虑到现场情况、数据流向以及EMS中心站的设置情况，DMS系统硬件配置如下。

3.1.1 关系数据库服务器

配置一台关系数据库服务器。

关系数据库服务器主要用来保存电网设备、参数、静态拓扑连接、系统配置、告警和事件记录、历史统计信息等需要长期保存的数据。

3.1.2 数据库交换服务器

配置一台数据库交换服务器。

数据库交换服务器主要用来与第三方服务器交换电网和机组的实时和关系型数据。

3.1.3 WEB服务器一台

配置一台WEB服务器。

WEB服务器主要存储DMS系统的数据，包括基本操作票、各种报表、电网和电站的施工文档、完工文档和各种手册、故障报告等等。endprint

3.1.4 正向物理隔离装置

配置一台正向物理隔离装置。

正向物理隔离装置主要用来隔离外界数据对对电网的影响，保证数据在I区和III区之间的单向传输；

3.1.5 硬件防火墙

配置一台硬件防火墙。

电网管理系统包括海缆，变压器等等相关的监测系统，所以DMS需要将这些系统都集成在一起，供调度员综合评判电网运行状态，为科学合理决策提供依据。而这些相关系统接入到DMS就需要使用硬件防火墙，隔离其他系统对DMS的影响。

3.2 软件功能

DMS系统应具备如下功能。

根据其他电网DMS实施情况，DMS中开发的软件模块包含但不限于以下部分。

3.2.1 电网调度管理模块

负责完成电网各种设备的调度管理，主要实现各个设备操作票的申请、制定、审批、执行等操作。

3.2.2 与EMS一致的、具备IE发布条件的SCADA监视模块

该SCADA监视模块为IE版，客户只需要安装插件就可以在IE中对电网的运行情况进行监控，但是不具备操作功能。

3.2.3 透平发电机组SCADA一致的、具备IE发布条件的SCADA监控模块

该SCADA监视模块为IE版，客户只需要安装插件就可以在IE中对电站的运行情况进行监控，但是不具备操作功能。

3.2.4 设备的维修档案管理模块

主要对电网运行过程中所出现的故障进行管理，包括故障的起因、维修过程、使用备件、处理结论等都需要进行详尽的记录，为今后处理类似故障提供参考。

3.2.5 设备管理模块

设备管理模块主要对电网设备进行管理，包括设备信息、关联的维修档案等。

3.2.6 专用工具模块

主要关注电网的专用工具。

3.2.7 备品备件模块

主要关注电网的备品备件，对少于一定数目的备件要进行提醒。

3.2.8 报表模块

对平台需要展示的各种报表都实现电子化。

3.3 通信通道

为了避免重复投资，DMS系统一般借助于海上微波通道，带宽在350kb/s到8Mb/s。

3.4 DMS系统结构

图2为油田群电网DMS系统硬件结构示意图。

图2 DMS硬件结构示意图

3.5 DMS系统各层的基本功能

DMS系统主要包括交换层、存储层、应用层三层结构。

3.5.1 交换层的总体功能

交换层主要用来从EMS历史数据库中镜像交换各平台机组和电网的各种实时数据，包括遥测和遥信采样点。

其实现的主要功能要求有：

1）镜像交换透平发电机组的实时数据。

为了远程实时在线反映机组的运行情况，以及远程实时评判机组的性能状况，都需要对机组的所有数据进行镜像交换和存储。

2）镜像交换电网的实时数据。

3.5.2 存储层的总体功能

存储层主要用来存储各平台机组和电网的各种实时数据和用户对电网的管理信息。

其实现的主要功能有：

1）机组实时数据存储。

将交换层镜像交换的数据进行存储，存储的速率由用户进行定义，最小的时间间隔为1秒。

2）电网实时数据存储。

将交换层镜像交换的数据进行存储，存储的速率由用户进行定义，最小的时间间隔为1秒。

3）关系数据存储。

关系型数据库包括以下数据。

DMS网站的基础数据，包括发布包、用户信息等。

用户对DMS系统所做的可以存档的操作记录，比如操作票申请、审批等；其他电网和机组的运行数据。

3.5.3 应用层的总体功能

应用层将现场传输的数据集成用户的应用数据根据需求进行定制和发布。

其实现的主要功能有：

1）机组实时数据发布。

为了让并不处在MCC的运行人员或者管理人员能远程监控机组的运行情况，将机组的实时数据按照现场等比例开发，并实现与现场基本同步显示。

2）电网实时数据发布。

电网实时数据发布平台将电网EMS系统进行等比例开发，并实现与现场基本同步显示。

3）关系型数据的应用。

用户依据DMS系统对本电网进行有效的管理，都属于关系型数据的应用，同时还包括其他机组和电网的非实时数据。

4）电网调度功能的WEB发布。

作为DMS的基础数据发布平台，提供DMS网站的操作、维护和修改功能。

4 运行实例

目前某海上油田群DMS系统已成功上线运行。图3所示为该DMS系统运行界面。

图3 某油田群DMS系统运行界面示意图

5 结束语

近年来，随着海上油田群电力组网的高速发展，迫切需要提高海上油田群电网调度标准化、一体化管理水平，DMS系统以信息化建设，促进各专业的管理标准化、操作规范化、流程一体化建设。对提高生产管理的集约化、规范化和精益化水平和效益具有十分重要的意义。EMS系统承担了电网的实时控制功能，DMS系统承担了电网的电力调度、电网操作管理、电网应急管理等功能，EMS和DMS一起组成了电网的控制、管理系统。

参考文献

[1]张曼.智能电网环境下对电网调度管理的思考[A].2011年云南电力技术论坛论文集（优秀论文部分）[C].2011.endprint