地縣一體化智能電網調度控制系統的建設與應用

申永輝，王 津，趙志辰，徐 琳

（國網河北省電力公司衡水供電分公司，河北 衡水 053000）

衡水地縣一體化智能電網調度控制系統（簡稱“衡水地縣一體化D5000系統”）試點項目是國家電網公司下達的智能電網建設重點項目，于2009年8月31日立項，2010年12月20日順利通過現場驗收，在全國地市公司中率先利用D5000系統實現了調控一體化、地縣一體化。系統中的負荷轉供輔助決策等16項功能為首次研發和應用，衡水地縣一體化D5000系統自2010年投運以來，運行良好，成效顯著。

1 系統介紹

1.1 硬件配置

衡水地縣一體化D5000系統硬件由若干臺數據庫服務器、電網監控服務器、應用服務器、數據采集前置服務器、調度計劃服務器、調度員培訓模擬服務器、保護信息服務器、OMS應用服務器和工作站等組成，嚴格按照《電力二次系統安全防護總體方案》要求配置，全部采用國產機器。D5000系統與公司內部生產管理等系統橫向互聯配置了隔離裝置和防火墻等設備，與各縣調系統之間配置縱向加密認證裝置，以確保系統安全。

1.2 主要功能

衡水地縣一體化D5000系統軟件由一個平臺和三大類應用組成，即基礎平臺、實時監控與分析類應用、調度計劃類應用和調度管理類應用。共包含電網運行實時監控、自動電壓控制、綜合智能告警、調度員培訓模擬、停電范圍分析、單相接地拉路輔助決策、綜合分析評估和信息展示與發布等28 項功能［1］，其中自動電壓控制和調度員模擬功能在全國地調范圍內率先實現基于D5000 系統地縣一體化運行。

2 系統建設情況分析

2.1 地縣調自動化系統現狀

以前衡水地縣調自動化系統都獨立建設，隨著電網的快速發展，城鄉一體化進程加快，縣級電網的“農網”地位悄然改變，地縣調自動化系統的功能需求愈發相似［2］，系統獨立建設模式暴露出一些問題嚴重制約了地、縣兩級電網的安全、經濟和穩定運行。

a.地縣功能類似，轉發、互動與運行要求增多；

b.地縣系統投資、設計水平、功能、性能存在差距；

c.地縣人員技術力量、維護、培訓存在差距；

d.應用推廣、備件庫建立、維保與系統安全要求進一步提高。

2.2 試驗縣（區）調的選擇

對國網河北省電力公司衡水供電分公司（簡稱“衡水供電公司”）所轄11個縣調的具體情況進行詳細調研。為使試點縣調的選擇具有代表性，并兼顧投資成本，衡水供電公司最終選擇位于市區的A 區和距離地調較遠的B 縣作為試點。A 區調距離地調3.5km，自動化系統目前接入2座110kV 變電站、5座35kV 變電站；B縣調距離地調65km，自動化系統目前接入6座110kV 變電站、14 座35kV變電站。

2.3 系統架構

針對衡水地調和2個試驗縣（區）調現狀，衡水公司進行2種建設模式的嘗試。地縣一體化主系統設置在衡水地調，A 區調距離地調較近，采取地調直接采集A 區屬變電站遠動信息，A 區調子系統采用遠程終端模式接入地調主系統，從地調主系統拉監控終端實現區調監控；B縣調距離地調較遠，采取在縣調設采集前置機的模式，數據通過光纖送至地調，并實現控制命令下發，其前置機保留簡易穩態監控功能，在意外情況下能夠實現簡單的變電站數據瀏覽和控制，子系統采用廣域分布式采集模式［3］。

2.4 通信介質的選擇與調整

結合調度信息通信條件現況，為追求最大試驗效果，衡水地調針對2種建設模式，采取了2種通信介質交叉式的試驗。A 區調所轄變電站遠動信息通過2×2 M 專線捆綁上傳至地調，地調服務器與A區調遠程工作站通過光纖通信；B 縣前置服務器上行信息通過光纖傳輸至地調，地調下行信息通過4×2 M 專線捆綁傳輸至縣調。

通過在路由器上測算網絡流量，發現正常工作下情況，一個縣調系統數據流速度需求為20 M bit／s，在信息交換等特殊方式下，如系統拷貝圖形和數據庫，其數據流速度峰值超過100 M bit／s，考慮到今后變電站將實現告警直傳和遠程瀏覽功能，對傳輸介質的要求會更高，因此專線捆綁的方式不適合地縣一體化D5000系統的運行和發展。隨著通信網絡的不斷完善，已將通信介質全部調整為光纖。目前衡水已完成電力調度數據網第一平面建設，縣調和變電站的遠動業務正逐步實現網絡化傳輸。

2.5 地縣調權責分解

通過D5000系統權限設置和信息分流技術，地縣兩級調度人員自行維護本調度范圍內廠站信息，地縣調數據共享。地調調度人員只監視和控制地調直調廠站，對縣調數據可以監視，但不進行控制；縣調調度人員只能監視和控制本縣調所轄廠站［4］。通過區域、廠站、節點、圖形之間的多重關聯關系和級連組合關系，結合權限管理，保證地縣調分區維護的安全性和一致性。

2.6 備調建設

考慮調度自動化系統在電網運行中的重要性，衡水地調選擇通信網、調度數據網第二匯聚節點衡水220kV 變電站，建設一套地縣一體化D5000系統的備用系統，從系統和網絡兩方面實現“地為縣備”的思想。

3 工程建設中存在的問題及處理

衡水地縣一體化D5000系統試點項目建設過程中，衡水供電公司遇到了一些問題，并提出解決方法，同時也積累了一些經驗。

3.1 實現調控一體化

在D5000系統的基礎上，衡水各級電網實現了“調控一體化”運行管理模式。原有的變電監控、變電運行維護全面分離，將監控業務與調度業務融合，實現了電網調度與電網監控的一體化管理。

3.2 實現省、地、縣三級自動電壓無功控制閉環運行

衡水供電公司所轄16座220kV 變電站，61座110kV 變電站，以及A 區和B縣公司所轄19座35 kV 變電站的電壓和無功功率調節，均已實現基于D5000系統的閉環自動控制。衡水地調成為全國第一家在D5000平臺上實現AVC 功能省、地、縣三級全閉環的地調。

3.3 規范地、縣兩級遠動定值管理

通過大量的調研，衡水供電公司制訂了《國網衡水供電公司遠動信息定值單規范實施細則（試行）》，從信號采集范圍等三方面以及信號命名方式等六方面規范了遠動定值單的制作，統一了衡水地、縣調度機構在新（改、擴）建變電站時遠動信號接入的內容和格式，為D5000系統在全市范圍內推廣打下堅實基礎。

3.4 實現高級別定制遠動信息

在變電站檢修預試或增容改造工作過程中，會產生大量的試驗信號。自動化專業人員在D5000數據庫保護信號表中增加質量碼字段，在智能告警窗中增加告警抑制功能，通過開放告警抑制權限，實現了不同專業，不同人員按工作需求自行定制監視信號。

3.5 提高電網狀態估計合格率

充分利用衡水地縣一體化D5000 系統本身提供的功能及多源采集，及時、有效解決電網中出現的量測問題，對電網量測薄弱環節、35kV 部分電網模型、參數的處理等疑難問題，均量身定制了適用的運維、監視和模型處理方式。衡水電網狀態估計合格率在河北省南部電網始終保持第一排名。

3.6 建設堅強數據傳輸通道

衡水供電公司以地縣一體化D5000 系統建設為契機，整合通信資源，建設了覆蓋35kV 以上電壓等級變電站的調度數據網絡，數據傳輸也有原來的循環式遠動規約全面升級為IEC 61850－104 規約，提升了電網實時數據的傳輸質量。

3.7 實現地縣調專業管理同質化

通過衡水地縣一體化D5000系統建設，縣公司調控技術裝備水平和電網監控手段的跨越式發展，專業人員的智能電網調度理論知識與實際操作技能水平得到進一步提升，地縣調同質化管理的工作模式高效運轉。

4 結束語

以上對衡水地縣一體化D5000 系統建設進行了研究，提出了系統建設過程中發現的問題和解決方法，并總結了工程實踐過程中積累的經驗和取得的階段性的成果，在此基礎上全面完成了衡水11個縣（市、區）的地縣一體化D5000系統建設，對相關工程建設具有一定的參考價值。

［1］Q／GDW Z 461－2010，地區智能電網調度技術支持系統應用功能規范［S］.

［2］孫宏斌，張伯明，吳文傳，等.面向中國智能輸電網的智能控制中心［J］.電力系統自動化，2009，24（2）：2－7.

［3］汪際峰，沈國榮.大電網調度智能化的若干關鍵技術問題［J］.電力系統自動化，2012，36（1）：10－16.

［4］張伯明，孫宏斌，吳文傳，等.智能電網控制中心技術的未來發展［J］.電力系統自動化，2009，33（17）：21－28.