摘要：该文结合陕西户县供电分局新一轮电网调度自动化系统ON2000的改造和建设，基于Unix/Windows混合平台，创造性地提出了一种基于操作安全约束的调配集管一体化自动化系统建设新模式，不仅实现了多应用功能的无缝集成和灵活扩展，而且拓展并丰富了各种应用功能内涵和外延，更侧重于信息的分类和数据的挖掘，使得调度自动化系统功能更加实用丰富，操作更加简单方便。

关键词：电网调度自动化，操作安全约束，调配集管一体化

中图分类号：TM764 文献标志码：B 文章编号:1003-0867(2007)02-0030-03

2006年，户县供电分局选用基于Unix/Windows平台的电网综合调度自动化系统ON2000，同时积极研究和探索适合于户县供电分局的调度自动化系统建设模式。

1 新一代调配集管一体化自动化系统设计思想

新系统的改造和建设，主要设计思想体现在以下几个方面。

采取更强的数据处理和操作平台。新系统采用最新的Unix/Windows混合平台系统结构。在硬件平台方面，数据处理和数据采集服务器选择64位的Unix运行平台，人机操作选择32位的PC平台；在操作系统方面，服务器选择Solaris 操作系统，人机交互选择Windows操作系统。Unix/Windows混合平台结构充分发挥了Unix平台数据处理能力强、运行稳定可靠、安全性高的优势；同时基于Windows的人机界面非常友好、使用操作方便、维护简单。

遵循一体化系统集成设计思想。新系统必须为各种应用功能的实现提供统一的强大技术支撑平台，从而确保应用功能在支撑平台上的灵活扩展和实现。一体化的支撑平台包括异构网络透明数据传输、基于CIM电网模型的统一数据库建模、透明商用数据库访问和同步复制、基于图模库一体化技术的矢量化多应用分层次图形系统、基于Excel的智能报表生成系统、分层分级数据分流权限管理系统。必须强调的是支撑平台必须为所有应用功能的实现提供全面支撑，而不是为特定应用功能实现提供单一支持。同时在数据采集方面遵循一体化设计，数据采集系统可以同时采集变电站自动化、配网自动化终端、配变监测单元、关口电量信息，支持多种通信接口、多种通信方式、多种通信规约。

多应用功能的无缝集成。在统一支撑平台上，可灵活扩展调度自动化SCADA，电网分析软件PAS，集控站监控、配网自动化/配变监测，电能量采集统计、电网安全监视、电网经济运行、电网参数管理、调度管理、实用化应用功能、安全WEB数据发布等多种应用功能，各应用功能之间通过一体化支撑平台实现了应用之间数据的无缝共享以及灵活扩展。

基于操作安全约束控制。由于调度操作人员在实际操作时，对全局电网的掌控比较困难，因此可能下达不合适的指令和操作，不安全操作隐患、误操作事故普遍存在或时有发生。为避免以上事件发生，在县级电网调度系统中首次引入操作安全约束子系统，利用计算机技术，使操作票对各种操作可进行约束、模拟仿真、调度员培训，严格避免了人为因素带来的误操作隐患，在调度下令、遥控操作的合理性、安全性方面实现了有效地智能分析、判断。

遵循最新的标准化和开放性。新系统遵循最新的国际标准，采用最新的软件复用和组件技术，建立基于信息的安全交换机制，提供异构环境下独立应用功能的紧密耦合，达到系统的标准化、构件化，使系统具有更好的开放性。在系统结构上遵循IEC 61970 CIM模型，系统之间的非实时数据交互遵循IEC 61968配网管理接口规范，在远动规约的接入上支持IEC 61870 101/102/103/104接口规范及将来的IEC 61850标准。

改造后的新系统ON2000采用双机双网、Unix/Windows混合平台结构，配置了14台计算机，组成完整的调配集管一体化自动化系统。其中数据服务器和数据采集服务器均选用64位Sun服务器，并实现冗余配置；WEB服务器兼DMIS服务器选择PC服务器；人机界面工作站采用PC工作站；所有变电站接入按主备双通道考虑，并采用独立防雷措施。通过网关服务器与安全控制约束系统交换信息，通过电力专用物理隔离装置向WEB服务器同步SCADA系统的各种实时和历史运行及统计信息。目前，新系统采集和控制的范围包括4座110 kV变电站、6座35 kV 无人值班变电站，2座发电厂信息，采集和控制城区5条线路共20套FTU和28套TTU的数据信息。

2 新一代调配集管一体化自动化系统技术创新

首次在县级电网调度系统中引入操作安全约束子系统。操作安全约束子系统利用面向对象的电网拓扑建模方式，在对电网分析研究的基础上，采用“设备单元”的方式建模，实时分析各设备单元的特征，并利用特征对单元内设备进行自动功能性分类，使电网模型更细致化、功能化。操作安全约束子系统将监控系统（SCADA）和实际操作的智能监护有机的结合起来，利用并弥补了监控系统（SCADA）普遍偏重于监视功能而忽视操作控制约束的不足，同时将操作流程融入到监控系统中，形成具有操作安全约束的监控系统，为计算机遥控的安全操作提供了先进的科学手段。

在应用功能的实现上纵向上求广度、横向上求深度，拓展并丰富了县级电网调度自动化系统各应用功能的内涵。在具体应用功能的实现上，已经不再局限于基本的SCADA功能，拓展了配网自动化、电网分析软件、集控站监视和安全约束遥控、调度管理功能；在单个应用功能的实现上，注重于内涵和实现的细节，注重于数据和信息的分类，具体有电网安全运行监视、电网经济运行、电网运行管理、图纸资料管理、防误操作及安全约束、数据整合和数据共享和安全数据交换、安全数据发布方向发展，拓展了调度自动化的功能。

拓展数据应用，深层次实现数据的挖掘和综合分析，更注重于电网的安全经济运行以及电网的辅助管理功能。如面向间隔的信息组织和数据分析；面向信息体的智能光字牌分层分级显示；面向开关动作的信息统计；面向设备的实时曲线和历史曲线功能；电压合格率的分析和考核功能；电网安全性监视功能；电网经济性分析功能；调度辅助人性化管理功能。

3 新一代调配集管一体化自动化系统应用特色

功能强大的一体化支撑平台。新系统的支撑平台包括网络传输、实时数据库、商用数据库、图形子系统、报表子系统、权限管理子系统。网络系统实现了双网动态平衡透明数据传输以及网络流量控制；实时数据库采用C/S模式，保证各节点实时数据的一致性，采用CIM模型，支持分应用存贮和访问，满足多应用实现的需求；商用数据库采用Oracle9i，采取了优化存贮和访问，两个数据库之间采取软复制技术保证历史数据的一致性；图形系统采用OpenGL矢量化图形以及图模库一体化技术，实现了多平面、多层次矢量化智能化图形系统，支持多应用切换显示；报表系统基于Excel2000实现，同时通过快速智能手段，快速生成各种报表模板；权限管理系统可选择按角色和人员赋予不同权限，定制人员厂站关系及人员机器管理。

数据采集系统遵循主备热备用机制，实现了调度、配网、电量数据的采集和接入要求。适应多种通信方式：模拟、数字、网络、GPRS/CDMA等，具有丰富的远动通信规约库。单独设立数据采集网，与地调之间可通过专线或网络方式实现数据转发。与配变监测终端和大用户监测终端通过GPRS/DMA方式传输数据。

面向电网设备的拓展深层次SCADA应用功能。在系统的运行维护方面，提供多种灵活的数据库备份和还原手段；实现对重要进程在线监护和异常告警功能；在线监视系统资源的使用状况和各设备的运行状态；具有点面结合的灵活告警设置功能。在数据处理方面，提供面向实时数据库在线计算的ANSI C计算引擎，可灵活定义和修改各种在线计算公式；面向历史事件数据查询的动态SQL引擎，可灵活配置各种查询模式；支持自动旁路代和手动旁路代功能；在线监视变压器调档、电容器投切。在系统操作方面，可以实现全网拓扑着色，浏览设备台账、设备图片、设备注释信息以及间隔单元的保护定值、保护定值单；对开关实现封锁、挂牌、遥控、变位统计，对测点实现封锁、置数、曲线、统计；实现双机不下位遥控监护、事故追忆、自动浏览事故断面和数据断面；实现基于设备的实时和历史曲线浏览和维护，提供曲线统计功能；提供面向开关操作的遥控交互功能；实现多种统计分析功能。

面向110 kV变电站的集控站信息分流数据挖掘功能。实现了责任区域的管理和信息的分层处理，体现为两部分：一个是责任区域的设置和管理；另一个是根据责任区域进行相应的信息分层处理。系统将所有接入厂站的信息按变电站以及电压等级划分为不同责任区。并将责任区的定义和用户权限管理模块相结合，每个用户定义所属责任区和可登录的结点，可以防止用户越权登录，提高了系统的安全性能。

面向调度员分析决策的电网分析软件PAS功能。电网分析软件是辅助电网调度运行人员从经验型调度上升为分析决策型调度的重要手段，户县配置的PAS软件包含两部分：一部分有助于提高电网运行的经济性和供电质量，如电压无功优化和全局电压无功控制，通过合理地投切电容器和调整变压器档位，提高了电压合格率，降低了线损，并避免了频繁投切；另一部分有助于提高电网运行的安全性和稳定性，如网络建模、网络拓扑、状态估计、调度员潮流等功能。可以处理任意接线方式，更真实地反映电网的实时运行情况，通过模拟电网的各种操作和运行方式的变化，评估人工操作对电网的安全性影响，为实际调度操作的可行性提供科学依据，保证电力系统的安全可靠运行。此外，负荷预报可以协助运方更好地制定电网的运行方式和设备检修计划，为电网的规划提供决策依据。

面向配电网的城区配网自动化DA和配变监测功能。采用当前国内DA主流模式：电流型远方集中控制DA方案，集中环路所有FTU信息进行综合判断，依据网络拓扑关系进行分析。电流型DA故障诊断和定位准确率高，同时具有网络优化功能，可以有多种不同恢复供电方案供运行人员选择，实现了配网经济运行。在通信方式上，抛弃传统的光纤通信和双绞线通信方案，采用GPRS/CDMA通信方式，具有一次投资省，通道维护调试简单，通信稳定的优点。为配网自动化实用化运行和建设提供了示范作用。

电网安全信息监视功能。对电网中各种影响到电网安全运行的信息进行监视。单相接地告警：根据变电站上送的各3U0值分别计算得到单相接地告警信号，并以信号方式显示。线路过负荷告警：监视各条线路的负载电流，当过负荷时产生告警信号，并以信号方式显示。主变温度告警：监视主变温度，当主变温度过温时产生告警信号。列表显示变电站重要的安全告警信号：事故总信号，预告信号，单元事故总信号。

面向电网经济运行的应用功能。主要实现的电网经济运行分析功能有：线损的计算和分析；各类潮流平衡率的统计；监视主变调档和电容器投切；按照九域图原理，针对主变调档和电容器投切，给出经济控制策略；提供主变经济运行方案。

调度管理功能。采用目前流行的B/S软件模式结构，采用ASP结合IIS的技术平台实现了调度管理功能与SCADA系统的无缝结合，通过强大的数据库支持，达到管理自动化、智能化，办公无纸化的预期目标。采用计算机数据库对调度管理的数据记录进行管理，减轻了调度员的工作强度，增强了调度管理流程的安全可靠性。目前主要实现了调度运行日志管理、调度员交接班管理。

基于物理隔离装置的安全WEB 信息发布功能。通过电力专用隔离装置，将处于安全I区的主站系统信息单向迁移至安全III区，在III区建立WEB数据镜像,为安全III区的数据综合平台提供数据发布服务，同时向MIS网提供各种画面、报表、曲线、告警、实时和统计数据的WEB浏览功能。

调度员遥控操作安全约束功能。通过网关服务器与操作安全约束系统互联，调度员进行遥控前，首先将遥控命令发给户县安全约束系统，该系统按照遥控逻辑闭锁条件进行遥控合理性判断，如果通过校合，给SCADA系统发确认报文，开放遥控权限，调度员可以直接操作开关；否则闭锁遥控权限。

与第三方系统的安全数据共享和交换功能。SCADA系统通过WEB数据发布中心向将来的数据整合一体化中心进行数据的透明发布功能，WEB服务器上提供透明的数据服务协议，通过网络方式向数据中心提供各种请求的数据，包括实时数据、历史数据、各种告警事件数据等，及时向数据平台中心发布调度自动化系统的各种数据信息，为将来全局的一体化智能分析决策提供数据来源。

4 结束语

户县供电分局针对主站系统建设，在Unix/Windows混合平台的基础上，提出一种基于操作安全约束的调配集管一体化系统建设新模式，不仅满足了应用功能集成和灵活扩展的要求，同时丰富了各个应用功能的内涵，注重于数据信息深层次信息的分析和挖掘，更好地满足了户县供电分局对调度自动化系统的应用需求，促进了全局自动化水平的全面提高。 新系统ON2000自2006年8月投运以来，运行稳定，功能齐全，使用操作方便，为户县供电分局电网的安全、稳定、经济运行提供了有力的技术支撑和安全保障，为信息整合系统的全面建设奠定了良好基础。