调控一体化介绍_V1.0(侧重技术特点)

1、国网电力科学研究院国电南瑞科技股份有限公司 二一一年五月l电网规模快速发展的需求l电网信息化与智能化的要求l电网公司集约化管理与可持续发展的要求集控系统与调度系统的区别调度系统集控系统面向对象整个电网变电站设备关注重点电网潮流、系统运行方式反映设备状态，为运行人员监控设备服务分工原则处理电网运行方式变动的有关信号与事故信号处理运行信号包括设备故障信号l建设模式监控中心+运维操作站模式调控中心+运维操作站模式（调控一体化）超高压监控中心l建设过程规范先行因地制宜变电站无人值班改造监控中心（调控中心）建设前置机AULTRA60szb03前置机BULTRA60 szb04配网、调度配网、调度路由器终

2、端服务器AB2M/10M转换箱1:16路由器通道切换1:48110kV变电所变电所110kV变电所变电所220kV变电所变电所220kV变电所变电所220kV变电所变电所10Mbps#3交换机CISCO 295010Mbps10Mbps监控工作站ULTRA60szb06监控工作站ULTRA60szb07监控工作站ULTRA60szb08狮山狮山监控中心站监控中心站彩虹彩虹监控中心站监控中心站打印机100Mbps100Mbps#1交换机CISCO 3500#2交换机CISCO 3500维护工作站ULTRA60szb05#1 服务器E3500szb01磁盘阵列A5200#2 服务器E3500szb

3、02GPS2M/10M转换器103,104规约101规约101规约l独立的一套集中式监控系统l系统支持与其他系统互联 l系统支持多集控中心和集控工作站，扩展性强l适用于上级调度多、管辖变电站多且分布广地区双屏调度员工作站调度自动化子系统调度自动化子系统I、II网交换机打印机DTS服务器SCADA服务器III、IV网交换机DTS工作站模拟屏调度员培训仿真子系统调度员培训仿真子系统 数采装置实时数据采集子系统实时数据采集子系统GPS时钟维护工作站(4个)历史数据服务器磁盘阵列数采服务器III网交换机PAS工作站骨干网交换机集控子系统集控子系统配营部监视工作站数采交换机VII、VIII监视路由器报表

4、工作站巡维中心（9个）监控工作站网管防火墙认证服务器网络安全隔离DMISSAN大屏幕控制器PAS服务器WEB服务器电力通信网调度数据网省调、县调、网络RTUV、VI网交换机l调度/集控一体化设计，调度、集控融为一体 l调度、集控、运维操作三级运行管理架构 l系统可靠性高，容量大，投资最省 l系统建设复杂，功能分布与责任分区等要求高l适用于上级调度少、管辖变电站范围集中地区调度调度数采网SCADA历史主网终端服务器组应用前置集控集控 SCADA历史前置路由器RTUs专线通道集控集控A集控集控Bl多系统、多级别，互备功能极大的扩展与提升l集控系统和调度系统互为备用，提供系统级冗余l通道级、前置级、

5、系统级多种级别的互备l集控系统免维护，由调度系统统一维护l正常情况各自独立运行；系统级故障，调度可完全接替集控，集控可接替调度的SCADA功能l适用于调度与集控单独建设或者建设多个大型集控系统1.1. 调度的大脑调度的大脑 调度的眼睛调度的眼睛传统调度自动化系统OPEN-3000调度自动化系统电网监测电网监测基本分析基本分析面向调度员：面向调度员：可视化智能监视、可视化智能监视、智能调度辅助决策、智能调度辅助决策、智能操作票、智能操作票、主动式应用分析软件、主动式应用分析软件、合环冲击电流预警、合环冲击电流预警、考虑安自装置的考虑安自装置的静态安全分析静态安全分析面向方式人员：面向方式人员：丰

6、富实用的丰富实用的在线分析软件、在线分析软件、实时在线的实时在线的网损分析与管理、网损分析与管理、方便快捷的实时方便快捷的实时断面导出断面导出(BPA.PSS/E)遮断容量在线预警、遮断容量在线预警、面向继保人员：面向继保人员：在线短路电流计算、在线短路电流计算、在线保护定值校验在线保护定值校验面向自动化人员：面向自动化人员：智能捕捉电网量测薄弱环节、智能捕捉电网量测薄弱环节、智能前置规约测试仪、智能前置规约测试仪、智能建模技术智能建模技术 业内人士常业内人士常把调度自动化把调度自动化系统形象的比系统形象的比喻成：喻成：“调度调度的眼睛的眼睛”，以，以体现系统的重体现系统的重要性，要性，如今这

7、如今这一比喻正悄然一比喻正悄然发生着变发生着变化化内容内容比较比较传统传统OPEN-3000体系架构体系架构分布式结构、报文传输分布式结构、报文传输C/S结构、面向服务的总线结构、面向服务的总线标准化标准化内部私有、对外转化为标准内部私有、对外转化为标准内外全部标准化内外全部标准化系统管理系统管理针对个别进程的零散监视针对个别进程的零散监视全方位统一进程、应用管理全方位统一进程、应用管理安全可靠性安全可靠性主备、主备、N-1多机热备、冷备、异地多机热备、冷备、异地系统备份系统备份人工操作备份、较繁琐人工操作备份、较繁琐全自动、多策略立体备份全自动、多策略立体备份跨平台跨平台不支持、或仅客户机支

8、持不支持、或仅客户机支持支持服务器、工作站全混支持服务器、工作站全混多态多应用多态多应用仅支持多应用仅支持多应用多态、多应用、时空全方位多态、多应用、时空全方位全景全景CASE仅支持方式数据保存仅支持方式数据保存模型、图形、数据模型、图形、数据图模库一体化图模库一体化不支持或简单图模库一体化不支持或简单图模库一体化增强图模库一体化、更方便增强图模库一体化、更方便权限管理权限管理针对个别功能零散权限设置针对个别功能零散权限设置统一、多维度权限管理统一、多维度权限管理应用层公共服务层操作系统层硬件层图形工具Tru64 UNIX报表工具权限管理告警服务WEB服务系统管理SCADA/AGCPASDTS

9、 DMS SUN SolarisIBM AIXHP-UXWin2000 / NTCompaqSUNIBMHPPC系统开放标准化系统开放标准化遵循遵循IEC61970等国际标准等国际标准平台与应用层次化平台与应用层次化平台与应用彻底分离平台与应用彻底分离SCADA/PASSCADA/AGC/PAS/DTS可按需裁剪成各种功能子集，构成不同规模的系统可按需裁剪成各种功能子集，构成不同规模的系统PASSCADA/AGCSCADAAGCDTS 服务器服务器/工作站的启停工作站的启停(远方远方) 进程管理进程管理 冗余配置管理（应用切换）冗余配置管理（应用切换） 运行日志的登录与检索运行日志的登录与检索

10、 参数管理参数管理 系统运行状态监视系统运行状态监视应用应用进程进程节点节点参数参数分布式部署分布式部署冗余配置冗余配置集中管理集中管理数据库存储数据库存储负荷监控负荷监控切换处理切换处理系统起停系统起停图形化监控图形化监控系统系统日志日志l完全跨平台完全跨平台/ /混合平台混合平台常规的跨平台概念是指服务器用常规的跨平台概念是指服务器用UNIXUNIX时可采时可采用用PCPC工作站工作站突破常规，实现应用服务器的混合平台，支持突破常规，实现应用服务器的混合平台，支持不同不同UNIX/RISCUNIX/RISC平台的混合使用，包括：平台的混合使用，包括：ALPHAALPHA、SUNSUN、IB

11、MIBM、ItaniumItanium等各主流平台等各主流平台彻底消除系统扩容、硬件升级的后顾之忧彻底消除系统扩容、硬件升级的后顾之忧内容内容比较比较传统传统OPEN-3000SCADA点对点遥测和遥信点对点遥测和遥信面向网络、拓扑着色和计算面向网络、拓扑着色和计算人机界面人机界面图形、表格图形、表格2维、维、3维可视化维可视化操作票操作票非一体化、离线、无校验非一体化、离线、无校验在线、五防校验、安全校核在线、五防校验、安全校核状态估计状态估计维护手段少、量测问题多、维护手段少、量测问题多、合格率低合格率低维护手段多、自动权重设置、维护手段多、自动权重设置、参数辨识、合格率高参数辨识、合格率

12、高应用软件应用软件被动分析式运行被动分析式运行主动预警式运行主动预警式运行分析计算精度分析计算精度较低较低较高（外网等值接入）较高（外网等值接入）AVC局部控制局部控制全局上下级协调控制全局上下级协调控制实时网损管理实时网损管理无无有有DTS无联网、计算精度低无联网、计算精度低联网使用率高、逼真度好联网使用率高、逼真度好问题量测的捕捉问题量测的捕捉困难困难容易容易3.3.3.3.vSCADA的概念升级：的概念升级：面向测点面向测点=面向设备面向设备=面向网络面向网络 自动旁路代自动旁路代 动态拓扑着色动态拓扑着色 自动平衡率计算自动平衡率计算 基于拓扑分析的防误闭锁基于拓扑分析的防误闭锁 不依

13、赖于高级应用！3.3.前置数据采集特色一l 按口值班，负载均衡按口值班，负载均衡l 站多源处理站多源处理l 数据保险箱技术数据保险箱技术l 报文在线翻译、工况监控报文在线翻译、工况监控l 实现传统通道与网络通道任意搭配实现传统通道与网络通道任意搭配3.3.l自动或预约选择文件保存或打印报文。自动或预约选择文件保存或打印报文。l分类显示查询通道报文分类显示查询通道报文l在线修改配置参数在线修改配置参数l对采集厂站的值班权的切换对采集厂站的值班权的切换前置数据采集特色二3.3.完善的调试和维护工具3.3. 一体化的可视化展现技术：一体化的可视化展现技术： 通过厂站画面中的可视化菜通过厂站画面中的可

14、视化菜单（如图所示），直接切换成可单（如图所示），直接切换成可视化显示模式视化显示模式。 显示方法：显示方法：2D2D，3D3D 基于可视化展现平台，基于可视化展现平台，方便方便应用的扩充与第三方应用的展现应用的扩充与第三方应用的展现接入。接入。 结合结合WEBWEB实现可视化展现。实现可视化展现。3.3.电网监视手段的发展趋势电网监视手段的发展趋势监控系统数据多元化监控系统数据多元化- 实现多元化的展现手段实现多元化的展现手段实时与分析数据量巨大实时与分析数据量巨大- 捕捉最关心的数据捕捉最关心的数据传统数据展现手段的局限传统数据展现手段的局限- 陷入数据的海洋陷入数据的海洋智能化调度的要求

15、越来越高智能化调度的要求越来越高- 实现监视手段的智能化实现监视手段的智能化3.3. 通过通过电压等高线电压等高线，显示全网显示全网电压的分布情电压的分布情况况，图中，图中，蓝颜色代表蓝颜色代表电压偏低的区域电压偏低的区域。3.3. 可以通过历史反演可以通过历史反演播放器对历史断面进行播放器对历史断面进行可视化展示。可视化展示。3.3.1厂站量测统计功能、线路电抗参数辩识结果及状态估计合格率的提高结果厂站量测统计功能、线路电抗参数辩识结果及状态估计合格率的提高结果 根据量测评根据量测评分自动设置量测分自动设置量测权值权值参数辨识及参数估计参数辨识及参数估计静态安全分析特色 3.3. 能够对自动

16、装能够对自动装置进行界面化维护，置进行界面化维护，考虑自动装置动作考虑自动装置动作后的潮流越限情况。后的潮流越限情况。v厂站厂站RTU运行运行v量测越限量测越限v母线有功不平衡、母线无功不平衡母线有功不平衡、母线无功不平衡v线路本对端有功不平衡、线路本对端无功不平衡线路本对端有功不平衡、线路本对端无功不平衡v变压嚣有功不平衡、变压器无功不平衡变压嚣有功不平衡、变压器无功不平衡v量测错误（通过母线不平衡和线路、变压器不平衡联合判断）量测错误（通过母线不平衡和线路、变压器不平衡联合判断）vPQI不匹配、母线电压不合理、遥信不对位、刀闸并母线不匹配、母线电压不合理、遥信不对位、刀闸并母线捕捉统计类型

17、：3.3. 捕捉电网量测的薄弱环节，捕捉电网量测的薄弱环节，进行统计、分析、评价，对量测进行统计、分析、评价，对量测问题出现的次数进行统计。问题出现的次数进行统计。l使自动化运行维护人员能够及时、准确地发现不良数据，快速有使自动化运行维护人员能够及时、准确地发现不良数据，快速有效的解决量测问题，提高效的解决量测问题，提高SCADA实测数据的准确性，间接提高实测数据的准确性，间接提高状态估计合格率状态估计合格率 。l能够展现系统中各个地区和厂站的量测质量的定量评分，便于督能够展现系统中各个地区和厂站的量测质量的定量评分，便于督促所辖地区注重提高厂站量测质量，改进硬件条件，促进电网调促所辖地区注重

18、提高厂站量测质量，改进硬件条件，促进电网调度自动化系统的健康发展。度自动化系统的健康发展。l能够通过厂站量测质量评分动态修正厂站的量测权重，进一步提能够通过厂站量测质量评分动态修正厂站的量测权重，进一步提高状态估计的合格率；高状态估计的合格率； l能够提高自动化人员维护水平，在维护过程中做到有的放失能够提高自动化人员维护水平，在维护过程中做到有的放失 作用：3.3.3.3.省调教员台省调教员台省调学员台省调学员台地调教员台地调教员台地调学员台地调学员台安全安全二区二区WEBWEB服务器服务器安全安全三区三区WEBWEB服务器服务器参演厂站参演厂站安全安全二区二区WEBWEB服务器服务器安全安全

19、三区三区WEBWEB服务器服务器关关口口数数据据YX、YC、演习、演习信息信息YX、YC远程操作远程操作远程操作远程操作远程操作远程操作远程操作远程操作远程操作远程操作YX、YCYX、YCYX、YCYX、YCYX、YCYK、YTYK、YT远程操作数据远程操作数据流流内部数据流内部数据流关口数据流关口数据流WEB数据流数据流培训时培训时钟钟全网频全网频率率演习信息演习信息演习信息演习信息 通过通过省调省调DTS与与地调地调DTS系统的系统的数据交互，数据交互，实现省实现省调调DTS与地调与地调DTS的联合反事故演习。的联合反事故演习。 充分挖掘充分挖掘省调省调与与地调地调DTS系统系统的的使用潜

20、力。使用潜力。 地调与省调实现AVC一体化闭环协调控制，实现无功资源的上下协调、充分利用； 省调AVC考虑地调实际上传的无功可调节能力，进行优化计算，直接下发电网关口无功指令；3.3.优点：优点：1 1 从低到高涵盖信息处理的全过程从低到高涵盖信息处理的全过程 2 2 信息全面且关联信息全面且关联 3 3 分析用数据断面可靠分析用数据断面可靠 4 4 多侧面分析对电网状态的分析更全面多侧面分析对电网状态的分析更全面3.3.3.3. 通过通过多侧面多侧面的的“分诊分诊”与综合，与综合，对电网薄弱环节对电网薄弱环节进行预警进行预警，将安全和灾变，将安全和灾变问题消灭在孕育阶段。问题消灭在孕育阶段。

21、 分析事故、找出焦点分析事故、找出焦点问题。并问题。并协助调度员消除协助调度员消除过负荷过负荷或或电压越限电压越限等威胁等威胁电网安全运行的电网安全运行的紧急情况紧急情况。 事故后对停电区域事故后对停电区域采用采用局部全空间搜索局部全空间搜索的的时序化方法快速恢复供时序化方法快速恢复供电。电。3.3. 已经成功应已经成功应用于青岛、无锡、用于青岛、无锡、深圳、眉山等地深圳、眉山等地调。调。l信号量大l关注设备运行状态l遥控操作频繁结论:集控(尤其超高压与大型集控发展)的地位与作用 非常重要!集控中心系统如何解决上述需求?l高度集中的调控一体化系统安全问题？l调控一体化运行信号量大如何解决？l调

22、控一体化不同使用者需求如何满足？l大集控模式下控制安全性问题？l无人值班变电站改造调试与运行评价？l自动化运行维护工作量大问题？l实际电网实际电网服务于调控中心的技术支持支撑平台服务于调控中心的技术支持支撑平台监视监视控制控制运行管理运行管理基于一体化平台基于一体化平台，监视控制智能化监视控制智能化运行管理集约化运行管理集约化RTU RTU 保护信息保护信息可视化展示可视化展示综合光字牌综合光字牌专家告警系统专家告警系统一体化保信系统一体化保信系统系统高度可靠性系统高度可靠性综合防误系统综合防误系统智能操作票智能操作票一体化一体化AVCAVC系统系统电网薄弱量测分析电网薄弱量测分析智能建模与安

23、全校验智能建模与安全校验分区运行与管理分区运行与管理完备调试管理完备调试管理l针对不同应用设置多级多种布局光字牌l光字牌支持自动与人工恢复功能l提供保护、告警分类、告警抑制、挂牌、信号未复归、量测异常、重要开关变位、系统异常等光字牌目的:实现对电网监视的全局与细节兼顾 !l未复归信息单独页面显示功能 l检修告警单独页面显示功能l信息分类属性的升格l基于专家推理机制 的智能告警l告警信息压缩和信息动态分类 目的:保证准确及时处理异常事故，提高监控值班员业务水平 !l统一平台，一体化的保护故障管理信息系统l一、二次设备模型对应 、动态拓扑自动建立l实时在线监视、处理、分析l电网故障“黑匣子”功能，

24、保信信息完整再现lI、III区数据同步，WEB侧可查询保信信息目的:对电网的异常或者事故进行准确详细的分析!l应用服务器的多机热备用技术每个应用的主备服务器可配2-4个(最大为16)先进、可靠的多机仲裁算法l冷备用应用自动启动l可管理多份商用数据库，支持异地容灾l商用数据库服务器全部故障时实时监控功能正常运行不丢失历史数据目的:只要系统中有一台前置服务器集控的实时监控功能就能正常运行l责任区操作人员只能查看并操作本责任区内的设备每个操作人员可切换的责任区可设置l权限对系统所有操作有权限控制对系统的监视与管理有权限控制对数据库的维护有权限控制l备份数据库分类自动与手工备份备份数据专用界面恢复应用

25、级备份l其它进程管理参数管理系统运行状态监视点集不刷新机制磁盘监视功能独立监视系统目的:保证监控多个变电站（甚至无人值班变电站）的集控系统的稳定可靠运行!图上开票，票上执行l 独立的操作预演环境l 操作预演中的五防闭锁与拓扑着色l 操作预案的生成l 图形制导的操作票生成与五防校验l 操作票的种类：调度综合票、操作指令票l 综合票自动分解正确的操作步骤形成指令票l 可以从操作票上直接执行l 灵活的操作票表单定制工具l 可配置的规则库遥控遥控置数置数目的:综合防误系统保证运行人员操作的可靠性，避免误操作 !防火墙。实时信息遥控问设备状态遥控许可遥控命令防误二级站层防误二级站层防误一级站层防误一级站

26、层防误子级层防误子级层集控站远程终端基地站远程终端变电站防误主战系统集控系统l一体化平台设计，共享模型与数据l地调与集控AVC一体化协调控制l采用专家规则的变电站控制策略求解l兼顾人工经验与全局优化的控制策略目的:基于一体化平台的地调、集控AVC闭环控制实现无功资源上下协调、充分利用!l厂站图间隔实例化厂站复制l间隔图间隔接线图根据模板自动生成间隔接线图实例化l保护保护信号图自动生成保护一次建模，全局共享（保信、专家库、光字牌等）目的:在保证可靠的前提下完成一个厂站调试时间降 为最低!l责任区、权限、用户、节点全方位结合l责任区处理粒度到每个信号l责任分区在线定义目的:为不同使用者提供完备的技

27、术支撑!总结优点：操作简单，实现方式简便缺点：画面无法实现调试，需要关注告警抑制的恢复!l设备间隔厂站进行告警抑制操作l需要调试节点告警窗解除告警抑制l通过列表、历史告警、画面标志查看告警抑制设备数据采集数据采集实时态数据库实时态数据库调试态数据库调试态数据库监控工作站监控工作站调试工作站调试工作站优点：完备调试解决方案!目的:简化与方便集控系统大量的间隔与厂站调试!l全面完整的调试环境l实时、调试独立l实时、调试服务器部署可配置l多层次的快捷投运，厂站/间隔/设备l适用范围广：厂站调试、计算统计、网络拓扑v厂站厂站RTU运行运行v量测越限量测越限v母线有功不平衡、母线无功不平衡母线有功不平衡

28、、母线无功不平衡v线路本对端有功不平衡、线路本对端无功不平衡线路本对端有功不平衡、线路本对端无功不平衡v变压嚣有功不平衡、变压器无功不平衡变压嚣有功不平衡、变压器无功不平衡v量测错误（通过母线不平衡和线路、变压器不平衡联合判断）量测错误（通过母线不平衡和线路、变压器不平衡联合判断）vPQI不匹配、母线电压不合理、遥信不对位、刀闸并母线不匹配、母线电压不合理、遥信不对位、刀闸并母线捕捉统计类型： 捕捉电网量测的薄弱环节，捕捉电网量测的薄弱环节，进行统计、分析、评价，对量测进行统计、分析、评价，对量测问题出现的次数进行统计。问题出现的次数进行统计。l使自动化运行维护人员能够及时、准确地发现不良数据，快速有使自动化运行维护人员能