探析电力调度自动化EMS系统工程实践与设计

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　　摘要:本文对电力调度自动化系统的现状、需求、设计原则、调度自动化系统的主干网架通道以及主干网网络拓扑设计与集控站的调试进行了研究。并以电力调度自动化DF8002(SCADA/EMS)系统工程的实践以及设计加以探讨。
　　关键词:电力调度自动化;SCADA/EMS系统 工程实施 系统调试 主站 远程终端单元
　　
　　电力企业管理网的基础是调度自动化系统,它的存在起着关键的作用。为此,本文结合赣西供电分公司电力调度自动化DF8002(SCADA/EMS)新系统工程的实践[1], 对供电企业电力调度自动化系统的实践以及设计分析如下。
　　一、现状分析
　　(一)存在的主要问题
　　1、按照本部门的需求,组建的各应用系统,其各种信息不仅有大量的冗余,同时还存在相互冲突。
　　2、针对本专业开发的应用系统,存在着多种协议、多种机型、多种操作系统以及网络异构等问题,要实现资源的共享、系统互访、统一管理,后期的开发均很有难度,此亦制约着企业办公自动化的实现。
　　3、多数系统未实现客户/服务器模式。
　　二、需求分析
　　(一)在电网调度系统良好运行的条件下,重点建成调度通信网络架构,同时要兼顾现用的每个应用系统,保证其不做较大程度的改动以平稳地过渡到整个企业调度网络中。企业调度网不仅要具备一定的扩充性以及可扩展性,以便提供各种灵活多变的连网方式。
　　(二)为了与OA办公自动化系统、视频会议、Internet/Intranet等系统,不仅需要提供足够的带宽,还要提供高速的平台,即需要创建一条可靠、健壮的“信息高速公路”作为基础。
　　三、调度自动化系统的设计
　　(一)主干网架通道设计
　　1、电力通信特点
　　随着现代电力的不断向前发展,电力通信也出现了一些新
　　的特点和要求:
　　(1)要求通信设备能稳定地运行,系统能高可靠地相互传输信息;(2)系统组网容量要大,扩容要方便,设备在各站点上、下传信息要方便;(3)要求传输设备具有多种接口;(4)在电力系统,通信维护力量相对薄弱,因此要求设备可靠性高,运行稳定,维护简单方便;(5)要求全网能接入其他大网,这要求设备技术上具有一定的先进性和强适应性。
　　2、通道方案设计
　　(1)现有的系统对通道的要求。①电网调度自动化系统:由主站系统及RTU系统组成,数据多以RS232方式进行传送,一个RTU与主站的数据交换速率一般远小于32Kbps,主站与RTU间的数据交换方式采用主备用方式;②电费管理系统的数据一般基于以太网方式传输或基于拨号方式交换数据;数据存在于中心数据库上,现有的数据库查询系统在线路上频繁进行数据交换,所以对数据流量要求较高;③财务、人事以及物质等系统数据交换量相对比较有限,一般基于以太网方式操作。(2)应当被考虑的系统。①图像监控系统;②MIS系统;③Internet/Intranet系统。(3)通信方式选用。(二)主干网网络拓扑设计由于光纤网具有自愈特性,所以这些变电、供电所无需为调度自动化系统提供备用通信通道。
　　(三)光端机设备的选型
　　宜采用UMC2000光环路设备
　　(四)主站系统设计
　　1、调度自动化主站系统的规划
　　(1)主站系统构成。主站系统是由数据采集工作站、调度工作站、维护工作站、网络服务器和各职能科室工作站等构成局域网;(2)主站系统功能及技术指标。主站系统是调度自动化系统的核心部分,需具备以下性能:①软件系统:界面友好、操作简便;系统具有开放性;一定的扩充性和较强的二次开发能力;②数据采集:系统能采集经各变电站端RTU传送的所有测量量和信号量;③数据处理
　　2、变电站端的规划
　　(1)变电站端的运动信息进行处理:①变电站向调度中心传送遥测量、遥控量;②变电站向调度中心传送遥信量:包括(事故总信号和预告总信号及保护信号等);(2)调度中心的信息处理
　　四、总结
　　远程集控工作站设在城区的新余运行公司集控中心,集控中心通过通信数字通道对厂站进行点对点的调试。调度自动化主站系统与集控中心的调试通过通信十兆口及交换机可在调度自动化主站进行维护和调试,实现信息共享。通过主站系统和集控中心集控站按双值配置,调试期间开放其操作权限,对42座无人值班变电站分别进行随机选择的一次设备人工置数、图形设备挂牌、设备遥控等操作。
　　在终端变电站设计中,可以取消主变高压电源侧的断路器间隔,设计成线路变压器组的形式;主变保护跳闸信号可以通过专用通道送至上级变电站执行跳闸;当其中一个线路变压器组故障断电后,通过自动合上10kv母线分段断路器来获取备用电源。10kv出线间隔由于线路故障率高,宜选用10kV真空断路器,从而使10kV配电装置提高一个档次。
　　主站程序为多线程并行运行,提高了系统的响应速度,实现了实时数据显示;创建数据库,实现了历史数据的查询删除;运用面向对象的程序设计方法,完成了主线图的绘制与显示,实现了主接线图画面的动态刷新与缩放。
　　增加调度员仿真培训子系统和高级应用子系统,使调度和运方人员可以根据实际潮流在线负荷预计,仿真倒闸操作,提高了操作的安全性。
　　应用软件按功能分配到网络上的服务器和工作站, 功能分布保证了系统均衡和网络负荷最小,合理使用网络和各机器CPU,防止因功能分布不均引起通信的“瓶颈”效应。
　　采用32位ARM控制器LPC2214在电力调度自动化系统远程终端的设计和实现。硬件上充分利用2214集成的功能模块,软件中使用了在应用编程(IAP)技术和傅立叶参数计算算法等,开发出新型远程终端。新型终端外围电路简单,使用维护方便,可靠性高,功能得到显著增强,且扩展性好,可方便地组成大规模监控网络。
　　参考文献:
　　[1]岳立新.肇庆DF8002系统技术报告[R].烟台:山东烟台东方电子信息产业股份有限公司,2002.
　　[2]张艳峰,张若峰.电力调度自动化SCADA/EMS系统工程实践[J].高电压技术.2004.
　　[3]吴仲光,张丛耀,邓晴源[].计算机应用.2006.

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