調控一體化系統在超高壓電網的應用

鄭劍輝，吳毅翔

（國網福建省電力有限公司檢修分公司，福建 廈門 361000）

隨著電網規模的迅速擴大和無人值守變電站數量的快速增加，運行人員的工作量日益繁重，傳統模式下電網的運維效率越來越低，已不能滿足集約化管理的需求，“調控一體化”應運而生。“調控一體化”即將原來的變電監控、變電運行維護全面分離，將監控業務與調度業務融合，實現電網調度與電網監控的一體化管理。

1 集控建設模式

1.1 傳統模式

傳統模式是指按變電站分站點進行監控和操作，變電站24 h有人值守，調度預令、正令直接下到變電站，值班人員負責站內設備的巡視、監視、消缺和操作。該模式的優點是事故響應速度比較快，缺點是隨著變電站的增加，需要龐大的運行人員隊伍，投資比較大，人力資源或者自動化設備未得到充分的利用。

1.2 集控站模式

集控站模式是在管轄區域電網內按照地理位置或電壓等級劃分原則，適當選擇數個核心變電站(或全部)，以對局部電網作用顯著的重要變電站構建集控站(或集控中心)，如圖1所示。集控中心配備必要的運行值班人員，除了負責主站的日常運行監視操作外，還通過集控自動化系統對周圍或下級變電站進行遙控操作，定期進行巡視和設備管理。此模式的優點是在一定程度上減少了運行人員的數量，缺點是隨著變電站的增加，需增設新的集控站，投資比較大。當電網構架發生變化，其下屬變電站因業務需要而劃分為其他集控站管理時，需將該站所有信息工作在新劃分的集控站重新做一遍，因而維護成本高。

圖1 集控自動化模式

1.3 監控中心+運維操作站模式

該種模式是在每個地市建立一個監控中心，按作業半徑分設若干個運維操作站，變電站無人值班，監控中心24 h值班，調度預令下到監控中心、正令下到變電站。該模式的優點是人力資源使用效率高，充分利用自動化技術，適應電網的快速發展需要，有利于向調控一體化過渡；缺點是監控范圍較大，需增加監控席位。

1.4 調控一體化模式

調控一體化模式是按照電網原有的集中監控原則和國網公司“三集五大”改革方案，整合電網調度和監控中心業務及人員，在原有的調度中心業務基礎上，增加變電站設備的運行監控職責，以實現監控與調度合一，變電站無人值班，監控中心24 h值班，運維操作站少人值班。調度中心掌握設備運行信息更加及時全面、準確，事故及異常處理命令下達快捷；管理鏈條縮短，人力資源使用率高。

2 調控一體化總體方案

為了將調控一體化應用于實際工作中，需要利用先進的技術來建立一個基礎的數據平臺。通過完善的平臺對調度自動化的各項功能進行有效集成，從而完成各個模塊的建立、投運和擴充工作，同時利用先進的應用軟件技術，實現快捷的輸入功能。

2.1 硬件平臺建設

在調控一體化系統的設計中，為了滿足調度與監控的共同需求，可以采取使用服務器群進行計算的先進技術，合理調整硬件構架；同時，通過硬件系統的平臺，配置冗余設施，保證系統的可靠性。從調控一體化系統的硬件結構可以看出，調度與監控在同一套硬件平臺上運行，系統通過分層和分區的方式實現了調度的有效性，并對系統的不同范圍進行監視和控制。在該系統中，實現了服務的全程優化配置，系統的數據采集模塊和前置服務器采用一體化配置，充分實現了資源共享。而SCADA服務器、歷史服務器以及前置服務器和網絡服務器等設備，對冗余的配置提供了可靠性的保證。

2.2 軟件構架的建設

調控一體化構架中，軟件的構架更是其重要的一部分，需要用一個統一的技術平臺來有效實現軟件的先進性和實用性，從而提高模塊化在設計和配置上的優化程度，使調控系統的智能化、開放化和靈活化得到更好體現。

3 調控一體化系統CC-2000A的實施

調控一體化系統CC-2000A提供了包括網絡監視、自動發電控制、自動電壓控制、在線安全分析、事故處理輔助決策、調度員培訓仿真等功能全面的電力系統應用軟件，為電力調度中心提供功能強大、方便易用的集成支撐環境，為特高壓、大電網的安全穩定經濟運行提供了強有力的決策支持。

3.1 硬件配置

調控一體化系統CC-2000A的硬件配置如圖2所示，調度與監控在同一套硬件平臺上運行，系統通過分層分區實現調度、監控對系統不同范圍的監視與控制。全系統共配置2臺SCADA服務器、2臺歷史服務器、2臺前置服務器、2臺調度服務器、l臺Pas服務器。系統的數據采集和前置服務器采用一體化配置，實現資源共享；關鍵服務器如SCADA、歷史、前置等采用冗余配置保證系統可靠性。在調度控制中心，通過通信設備，將網絡延伸到每個變電站，擴展現有調度EMS系統平臺。數據采集系統采用了多機并列運行及負載均衡的新技術，“分散”了服務器端運行的“負荷”，提高了運行效率。該平臺利用原有調度EMS系統數據進行處理后，能對各變電站的設備和數據實時監控，數據通道為原有調度EMS系統通道。

圖2 調控一體系統硬件配置

3.2 軟件體系

調控一體化系統CC-2000A的軟件構架采用一個統一的支撐平臺，軟件功能將兼顧先進性與實用性，采用模塊化設計與配置，使系統具備智能化、靈活性與開放性的特點。統一平臺包括調度與監控一體化圖模庫、一體化圖形服務、一體化數據服務、一體化報警服務、一體化曲線服務、一體化報表服務、一體化信息發布，同時實現應用、功能的靈活配置，對不同業務對象具備不同的展示與信息發布功能。適應調度、監控與運維操作三級管理模式的需求，其中數據采集子系統的軟件結構如圖3所示。

圖3 數據采集子系統軟件結構

3.3 系統功能

3.3.1 電力系統的控制和操作

(1)數據處理。由于采用了調度自動化和集控站系統一體化設計，數據采集、實時數據處理、歷史數據存儲和報警以及事件順序記錄(Sequence of Event，SOE)信息均由調度自動化系統完成，并由光纖數據通道連接調度自動化系統和集控站系統。

(2)控制處理。集控站系統必備的一項功能就是遙控和遙調，遙控和遙調是實現變電站無人值守的必備條件。由于遙控和遙調的特殊性和重要性，對遙控和遙調的安全性要求很高，CC-2000A集控站系統在此方面做了大量的工作。

① 為防止監控人員遙控誤操作，對于所有進行遙控操作的開關、刀閘等都設置單獨操作界面。

② 在遙控操作的開關或刀閘處于掛牌的情況下，操作界面會提示操作員閉鎖遙控。

③ 采用雙機監護方式進行遙控操作，由主值班員許可操作，副值班員執行操作，并且操作前要輸入操作員和監護員的口令。

④ 遙控測試菜單是為了確保遙控安全，給特定用戶在特定時期放開的測試菜單。比如在現場調試期間，系統需要頻繁的進行遙控權限、責任區的設定、測試，但是又擔心直接控制到子站，因此僅給測試用戶開發遙控測試菜單。遙控測試功能僅允許客戶執行到遙控選擇操作這一步驟。

3.3.2 事項監視和查詢

事項監視和查詢包括實時報警檢索、歷史報警檢索、語音報警客戶端、告警匯總窗、實時數據監測。

實時報警檢索集中顯示各模塊報警信息，為調度員和監控員日常監控電網和廠站運行工況提供支持。歷史報警檢索是對關系庫中的報警記錄進行詳細查詢的功能，支持報警記錄按照時間過濾、廠站過濾、數據類型過濾、量測過濾、模糊查詢等查詢過濾條件。

3.3.3 事故追憶

事故追憶(Post Disturbance Review，PDR)的功能主要是記錄電力系統的事故信息，并能將事故按時間順序重現。

PDR的記錄部分每分鐘將PSBOB系統事件記錄為一組日志文件(包括日志索引文件、小尺寸事件日志文件、最小尺寸事件日志文件)，每隔一定的時間對PSBOB實時數據庫做一個快照。

調控一體化系統CC-2000A的安全穩定運行，為超高壓電網調度人員提供了實時、準確、可靠的信息。

1 吉晏平，賈紅波．淺談縣局調控一體化[J]．中外企業家，2011(8).

2 呂洪波，馮躍龍，詹國紅，等．國內外電網運行管理模式比較研究[J]．陜西電力，2010(9).

3 王晶晶，劉 巍，張勇平，等．華北電網無人值班站和集控中心管理模式的探討[J]．華東電力，2009(10).

4 李 群．調控一體化在電力系統自動化中的應用[J]．科技創新與應用，2013(16).

5 王 雷．電網調度自動化系統CC-2000A.經濟研究參考 [J]．2009(58).

6 何 江，吳杏平，尚學偉，等．CC-2000系統數據采集 子系統的實現[J]．電網技術，2003(10)．

7 胡 軍．CC2000集控站系統在呼倫貝爾電業局的應用[J].電網技術，2007(2).