电力系统调度自动化的发展历史

靳普

【摘要】随着电力工业体制改革的进一步深化，对电网调度自动化不断提出新的要求。电网调度自动化系统是电网调度和电网运行管理必不可少的技术手段，是电力系统重要基础设施之一，关系到电网安全稳定运行。近几年来，随着电网调度自动化系统技术日趋成熟，在实际应用中取得了很好的效果。

【关键字】电力系统；调度自动化；电网调度

随着电力工业体制改革的进一步深化，对电网调度自动化不断提出新的要求。电网调度自动化系统是电网调度和电网运行管理必不可少的技术手段，是电力系统重要基础设施之一，关系到电网安全稳定运行。近几年来，随着电网调度自动化系统技术日趋成熟，在实际应用中取得了很好的效果。

一、電力系统调度自动化

电力系统调度自动化，是当前电力系统中发展最快的技术领域之一，它的主要功能构成分为：1、电力系统数据采集与监控（SCADA系统）：电力系统数据采集与监控以及数据通信技术是实现调度自动化的基础和前提；2、电力系统经济运行与调度、电力市场化运营与可靠行、发电厂运营决策支持等；3、变电站综合自动化；

二、电网调度自动化系统技术现状

我国的调度自动化系统正处于由第三代产品向第四代产品过度的关键期。第代产品产生于20世纪9O年代，它的硬件平台采用基于RISC结构的计算机和共享交换以太网。软件平台采用多用户多任务操作系统Unix、关系型数据库、软总线等技术。具备SCADA、EMS等功能。第三代产品需改进的主要问题是：非层次设计，平台通用性差：扩展性和移植性难；非标准模型，厂家专有；难以实现真正的开放；难以实现异构系统互连：非构件化，难以保护投资。为使EMS 应用软件之间的交互正确无误， 需要对交换的数据信息达成一致， 即提供标准的元数据级的模型和标准应用程序接口（APIs）。国际电工委员会近十年逐渐完善了能量管理系统的应用程序接口标准和模型定义工作， 并号召EMS 生产厂家积极采用该标准。在IEC61970 的CIM部分给出了电力对象的确切定义和域描述。 在现在电力企业应用系统中存在多岛自动化现象， 如实时系统有： EMS、DMS、TMS、TMR、GIS， 非实时系统有：MIS、ERP。这些系统多是异构系统，如采用多种计算机体系结构： RISC、x86， 多平台： 操作系统、多数据库系统， 多语言； c /C++、Java、HMI /XMI ， 因此， 存在系统互连问题， 及信息一体化问题， 为达成企业应用系统互连集成和企业资源共享， 这就需要在电力企业应用系统中采取以下策略。

从2007～2010年，整个电网的调度自动化专业不仅仅是从设备上、规模上有长足的发展，从专业技术方面也有较大的提高，最显著的一点就是从封闭的集中式系统发展为开放式分布式系统集中式系统的好处是一机多用、节约资源投资，但存在第三方产品难于接入、不易扩展更新等缺点。

随着计算机技术的发展，性价比日益提高，资源投资已不成问题，但要实现开放式和分布式，必须解决各种接口和通信协议的标准化问题。随着操作系统、数据库、用户界面和通信等有关的标准先后建立，为开放式分布式系统的发展铺平了道路。开放式应用软件平台为分布在网络各个节点的应用提供统一的运行环境和资源管理，并保证系统灵活的扩充性。同时，自动化技术的不断发展也丰富了电网运行管理的手段，实现不向功能的自动化系统越来越多，如能量管理系统（EMS）、配电管理系统（DNS）、调度防误操作系统、DMIS系统等等。由于各系统开发厂商的不同，采用的技术路线和数据结构差异较大，对电力对象有自己专门建模方法，加上各个业务部门的特定需求不相同，各个应用系统关心的电力对象也不同，导致了许多信息建设问题的出现，例如信息孤岛和信息交叠等。因此，对系统进行信息集成，建立信息一体化平台是调度自动化专业工作的发展方向。目前电力企业的信息主要分为生产过程类和经营管理类，而生产过程类信息又是整个电力企业数据中心最重要的数据来源，调度自动化专业下一步的工作发展，应该是先期进行电力生产自动化领域的信息集成，建立自动化信息一体化平台，进行全面综合的生产运行过程分析，为电力企业各级生产管理者提供决策参考，同时为电力企业信息化建设下一步工作莫定坚实基础。同时完善电网运行实时信息以自动化形式。从远动、SCADA发展到EMS，电网运行实时信息自动化走向标准化如涉及SCADA、EMS和电力市场的IEC61970，横向将和支持配电管理系统（DMS）、地理信息系统（GIS）等的IEC61968接轨，纵向将和支持变电站的互补接轨，构成完整的标准化系列。我们所指的调度自动化，是由传统的远动技术发展起来的，主要服务于电网调度的自动化系统。随着变电站数字综合化的发展和无人值班的推广，调度的工作压力和工作量显著增长。减轻调度员工作强度，提供丰富技术支持手段，进一步提高调度员的调度能力和素质一直是调度自动化工作的目标，也是调度自动化作用于电网运行的方向电网地理分布辽阔，结构复杂，已成为人类制造的最复杂的系统之一要管理如此庞大的系统，仅依靠一次设备和继电保护已不能完全满足电网的安全运行。在美加大停电后，各国都加强了电网管理，强调统一调度，力图通过调度自动化系统的重要作用来提高电网的安全运行水平。南网方略的战略目标是打造经营型、服务型、一体化、现代化的国内领先、际著名企业，而以调度自动化系统提高电网运行控制能力和调度管理水平，是推进现代化的重要举措，也是南网逐步实现国内领先、国际著名的重要举措之一。这种形势下，我们的调度自动化概念和工作思路需要有进一步的扩展。首先，从调度所需所求的角度出发，完善一、二次设备运行工况等基础数据，加强告警信息的声光告警功能维护，使调度员及时正确判断故障，缩短故障抢修时间，尤其某些预警信号如遥测越限、设备异常、线路接地等的告警提示，使调度员能提前发现故障隐患，及时处理，避免开关和继电保护“正确动作”的发生，防患于未然；其次，加紧EMS系统PAS软件的建设和应用，为调度员的事故演习和业务培训提供支持，减轻调度员的工作负担，提高电能质量，并将高级应用功能拓展到电网规划，为电网建设提供分析数据；最后，保持调度自动化系统的稳健运行，提高计算机系统和远动装置运行率。做好调度自动化内部的技术和维护工作，调度紧盯住电网运行和调度自动化发挥作用的基础。调度自动化作为一个系统，存在很大的发展需求和改进的空间。站端的自动化设备，经历了RTU、双机双网阶段，本质上仍未摆脱数据“转发”的局面，存在自动化备用设备工况不能确定和中间环节故障较多等不足，主站系统数据共享、安全防护等需求越来越迫切。这些在发展中出现的问题，促使我们对调度自动化系统的设备功能和需求不断深入研究和探索。

三、电力系统自动化发展存在的问题：

安全隐患问题 在过去的3年里，省内外都出现过因调度自动化的问题而导致电网事故的现象，前车之鉴使我们对调度自动化系统的安全性认识更深刻。我们存在安全风险的方面主要有：（1）主站系统失灵超过1h；（2）设备检修（调试）工作造成误遥控； （3）在特殊日子里因误遥信、误遥测导致调度员误判断、误调度。鉴于以上问题，我们将调度自动化系统的双机故漳列为电网运行的十大风险之一，并采取制定、完善《EMS系统黑启动预案》和纯MS系统事故预案》，定期进行预案的演习，购买系统设备的服务，购买必要的系统设备，加强备品备件管理等方法来降低主站系统的风险，加强安全意识教育，加强检修工作的监护，开展执行自动化机房工作票和操作票制度等方法力争杜绝以上这些安全隐患，并建议领导思考提高调度自动化系统抵抗自然灾害能力的问题。

电力系统的迅速发展是调度自动化系统发展的推动力，调度自动化系统正在朝着数字化、集成化、网格化、标准化、市场化、智能化的方向发展。随着电力体制改革的逐步实施和电网互联的快速发展，传统电网调度面临着诸多冲击与挑战。我们要在工程实践中充分考虑系统的安全性和可扩展性，以面对电力市场带来的更大挑战。