電網調度自動化系統安全問題及發展方向研究

劉麗霞

（福建省永安市供電有限公司，福建 永安 366000）

引言

電網調度自動化系統由調度自動化主站系統、變電站自動化系統、發電廠自動化系統、傳輸通道以及相關設備組成。電網調度自動化系統一般包含安裝在發電廠、變電站的數據采集和控制裝置,以及安裝在各級調度機構的主站設備,通過通信介質或數據傳輸網絡構成系統[1]。電網調度自動化,是當前電力系統中發展最快的技術領域之一。常見的電網調度自動化主站系統有:監視控制和數據收集系統(SCADA)、能量管理系統(EMS)、配電管理系統 (DMS)、電能量計量系統(MeternigSystem)等。

1 電網調度自動化評價體系原則及作用

建立電力調度自動化主站系統的總體測試評價體系,應立足于客觀、實用、易操作的原則,因而應建立起標準配置環境下的各分項詳細技術指標。在此基礎上,再根據各具體系統的配置與要求,測試出與標準系統的差異。對系統的評價,應主要把握住以下幾個方面:

（1）是否采用了先進成熟主流的技術和平臺、是否遵循國際標準國家標準行業標準。

（2）是否具備良好的開放性安全性靈活性穩定性可靠性以及可管理性可擴充性。根據我國運行單位的實際情況、結合我國自行設計開發實施電力調度自動化主站系統的經驗,盡快制訂出適合我國國情、實用性和可操作性較強的測試評價體系,能夠縮短電力調度自動化應用系統的開發周期,節約應用系統的開發成本,降低應用系統開發的失敗率,提高應用系統的開發質量,簡化應用系統的集成,保護已有的投資,減少系統初期建設成本,減少系統的維護升級擴展費用,保證技術進步的連續性,提高應用水平,增強應用系統的生命力。

2 電網調度自動化安全問題

隨著電力工業的發展,電網調度自動化系統在電網調度管理中的作用越來越重要,它為電網安全、優質、經濟運行提供了重要的技術手段,已成為電力系統發展的趨勢。但近年來,因各種電壓等級變電站逐步采用了計算機監控,實現了無人或少人值班,有時對系統設備和管理不到位,造成各種不安全因素,影響數據的采集、處理和傳輸,進而影響系統的穩定、可靠和運行,加強對系統安全性的保護意義重大。在技術方面,筆者認為應采取以下對策:

（1）在網絡傳輸層,既要保證數據網絡的安全,又要向外傳輸必要的數據,必須堅持調度控制系統與調度生產系統之間、調度生產管理系統與企業辦公自動化系統內部之間的有效安全隔離,它們之間的信息傳輸只能采用單向傳輸的方式。如采取防火墻、專用網關(單向門)、網段選擇器等進行有效隔離。另外在調度數據專用網絡的廣域網和局域網上,根據不同的業務系統,還可采取網絡安全訪問控制技術,加密通信技術、身份認證技術、備份和恢復技術。

（2）在系統和應用層面,為保證數據網絡的安全,采用安全的操作系統、應用系統,對關鍵的軟硬件及關鍵的數據進行熱備份和冷備份等措施,防病毒技術是通常采用的傳統安全技術。

（3）加強對電網調度自動化系統的設計依據、系統體系結構配置、系統支撐軟件要求、SCADA功能、歷史數據管理、報表管理、高級應用軟件、外部網絡通信及系統性能要求等方面進行及時的規范化,以解決其造成的不安全因素。

（4）所有變電站按照無人值班變電站的要求進行設計、改造,實現四遙功能。對由于通道原因實現四遙功能暫時有困難的變電站,也要求二次的四遙功能一步到位,以節省投資,加快變電站無人值班工作的進行。

（5）計算機系統宜設專職系統管理員,負責計算機系統的安全運行和性能優化。軟件人員要定期檢查、分析軟件運行的穩定性和各種功能的運行情況,發現問題及時診斷處理,并作詳細記錄。

（6）自動化系統設備應有可靠的接地系統,并具有防雷和防過壓措施,每年應對上述裝置的接地電阻進行檢測,接地電阻值應符合有關規程的規定。對調度自動化設備機房應按有關規定設置,并配備消防設施。

3 開發具有自校驗功能的調度操作票

電網調度操作票制度是電力系統運行管理中防止誤操作的行之有效的安全保障措施,開操作票是一項經驗性很強的工作,不僅要求調度員對電網結構和電力有關規程非常熟悉,而且必須具有扎實的專業知識和豐富的運行經驗,能夠不受環境、情緒等因素的影響。隨著電網規模的不斷擴大,電網接線愈加復雜,加之新設備的不斷投運,對電網調度運行的自動化水平提出了更高的要求。因此,開發具有自校驗功能的電網調度操作票專家系統[2]對于減輕調度員擬票壓力、提高電網調度運行的自動化水平具有十分重要的意義。

4 調度自動化系統的發展方向

當前電力系統自動化軟件已經發展到第四代。電力系統需求和應用模式也有了很大轉變,其發展方向集中體現在以下幾個方面:

4.1 自動化系統的規模日益增大

自動化系統無論接入的信息量、接入的范圍、接入的信息種類都比以往大大增加。自動化系統尤其是實時生產管理方面(SCADA/DMS/TMR等)對系統軟件提出了更高的要求,尤其是系統的開放性、穩定性、可靠性以及系統的高可用性等方面。系統在規模擴大的情況下,系統的穩定性、可靠性、實時指標等要求并不能降低。

4.2 自動化系統應用的復雜度日益提高

隨著電力自動化系統產品實用化的推進,生產監控、調度、指揮、管理類的自動化應用需求日益實用化、也日益復雜化。應用的復雜化對數據源頭要求多樣化,數據源的種類多樣化、與兄弟系統的互連復雜化,在中間往往還夾帶著中國特色的管理性質的內容。

4.3 自動化系統間的交互大大增強

自動化控制中心間的信息交互已經從以往單純的轉發,向分布式的網絡傳播進行轉化。信息的流向不再是單點單向的,而轉變為多點多向的。對分布式的網絡多級控制中心間互連依賴大大加強,新一代的系統必須具備良好的接入能力。自動化系統相關子系統(SCADA/EMS、DMS、TMR、DMIS、MIS) 等信息交互的需求大大增強。隨著各個子系統功能的擴展增加,各個子系統間的信息耦合也越來越緊密,子系統間的信息交換和共享日趨頻繁。子系統間的交互方式日趨網絡化,交互信息日趨標準化,交互內容實時性越來越高[3]。

5 結論

電網調度自動化系統是指直接為電網運行服務的數據采集與監控系統,在線為各級電網調度機構生產運行人員提供電力系統運行信息、分析決策工具和控制手段的數據處理系統。電網調度自動化系統技術的應用和發展，應以計算機領域計算機硬件技術、通信技術、數據庫技術、Internet技術的發展為基礎，集成國際流行的CORBA中間件平臺技術、公用信息模塊（CIM）技術、可視化技術、電力市場交易與安全分析一體化的技術、Internet信息服務技術等，滿足國際標準，兼具開發性與擴展性，并符合未來電網調度自動化系統安全生產和經濟調度的需求。

[1]袁季修.電力系統安全穩定控制[M].北京:中國電力出版社,1996年.

[2]周明,任建文,李庚銀等.基于多智能體的電網調度操作票指導系統研究與實現[J].中國電機工程學報,2004,24(4):58-62.

[3]張鋒.淺談電力系統調度自動化及其發展方向[J].廣東科技,2008,04(185):114-117.

[4]陳春，郭鵬飛.電網調度自動化系統安裝和調試應注意的幾點問題[J].黑龍江科技信息.2003，（07）.