电力调度系统自动化应用及发展文档格式.docx
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关键词：
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市场；
智能
目录
前言1
第一章电力调度自动化系统的主要功能2
第二章电力调度系统的发展过程3
第三章电力调度自动化系统的特点4
3.1系统的开放性4
3.2系统的可扩展性4
3.3先进的系统平台4
3.4强大的WEB浏览功能5
第四章电力调度自动化系统应用现状6
第五章系统性能指标优化8
5.1系统采取的网络通讯结构8
5.2实现网络构架的有效扩充8
5.2.1架设远程工作站8
5.2.3实现远程维护9
第六章电力调度自动化系统的发展趋势10
6.1数字化10
6.1.1信息数字化10
6.1.2通信数字化10
6.1.3决策数字化10
6.1.4管理数字化11
6.2市场化11
6.3智能化11
第七章总结13
参考文献14
前言
电力系统调度的主要任务是控制电力系统运行方式，使之在正常和事故情况下，保证经济高质量的供电。
电力调度自动化系统是指直接为电网运行服务的数据采集与监控系统，包括在此系统运行的应用软件。
该系统可以在线为各级电力调度机构生产运行人员提供电力系统运行信息、分析决策工具和控制手段的数据处理系统。
电力调度自动化系统是保证电网安全和经济可靠运行的重要支柱手段之一。
随着电网不断的发展，电网的运行和管理需求在不断地变化，要保证电力生产的安全有序进行，作为重要支柱的调度自动化系统要适应电网需求的发展。
调度自动化系统主要是由调度自动化主站系统、变电站自动化系统和传输通道等相关设备组合而成的。
电力调度自动化系统包含安装在发电厂、变电站中的数据采集和控制装置，以及各级调度机构中安装的主站设备，通过相关的通信介质等构成系统。
电力系统调度自动化，是电力系统中发展速度最快的技术之一。
常见的有：
监控控制和数据收集系统、配电管理系统、能量管理系统等调度自动化主站系统。
第一章电力调度自动化系统的主要功能
电力调度自动化系统的主要功能包括：
数据采集、信息处理、统计计算、遥控、报警处理、安全管理、实时数据库管理、历史库管理、历史趋势、报表生成与打印、画面编辑与显示、Web浏览、多媒体语音报警、事件顺序记录、事故追忆、调度员培训模拟等。
重要节点采用双机热备用，提高系统的可靠性和稳定性。
当任一台服务器出现问题时，所有运行在该服务器上的数据自动平滑地切换到另一台服务器上，保证系统正常运行。
系统有健全的权限管理功能。
能快速、平稳地自动或人工切除系统本身的故障，切除故障时不会影响系统其他正常节点的运行。
调度主站是整个调度自动化监控和管理系统的核心，从整体上实现调度自动化的监视和控制，分析电网的运行状态，协调变电站内RTU之间的关系，对整个网络进行有效的管理使整个系统处于最优的运行状态。
第二章电力调度系统的发展过程
20世纪70年代的调度自动化系统是基于专用计算机和专用操作系统SCADA（数据采集与监视、控制）系统，称为第一代；
80年代是基于通用计算机（VAX系列/VMS或PC/DOS）的EMS（能量管理系统），称为第二代；
90年代则是基于RISC/UNIX（或PC/Windows）的开放分布式EMS/DMS（能量管理/配电管理系统），称为第三代。
毫无疑问，每前进一步都与计算机及其操作系统的升级有着紧密联系，但每一代的进步都有其各自的目标。
可以这样说：
第一代解决了调度员"
一双眼睛"
问题，也就是说调度员可以借助调度自动化工具对电网运行监视和获取一般的现象及信息；
第二代解决了调度员"
一双手"
的问题，便于调度员对电网的一般性控制和获取安全经济运行的决策依据；
第三代解决了调度员"
一个大脑"
问题，系统通过高级应用软件的快速计算和实时智能分析，帮助调度员对电网深层把握，及时处理电网可能发生的潜在问题，提供电网改造、扩展的技术依据。
在电力系统从小到到的发展过程中，电力系统自动化设备在其中扮演下重要的角色，为电力系统的安全运行发挥了极其重要的作用，自动化设备的水平也随着需求变化以及工业控制技术、计算机及网络技术和通信技术的发展有了质的飞跃。
从当初简单的继电器自动装置以及电力调度中心通过电话了解、调度各个发电厂、变电站的设备，发展为现在的在各个发电厂、变电站采用以计算机技术为主的综合自动化设备监控变电站内的电力设备，子站向调度中心发送遥测、遥信等信息，主站向子站发送遥控、遥调命令。
增加防火、防盗以及遥视等功能后，实现了变电站真正的无人值班，产生了巨大的经济效益。
第三章电力调度自动化系统的特点
3.1系统的开放性
广东红海湾发电有限公司调度自动化系统遵守各种工业标准。
系统的设计参考IEC（国际电工委员会）制定的IEC61970/IEC61968系列国际标准，遵循CIM模型开发。
支持系统软硬件升级，支持第三方的开发，可以与其他厂家的系统接口。
因为有众多的厂家支持这些工业标准，所以广东红海湾发电有限公司有广阔的选择空间来进行系统配置，以满足工业领域的各种应用。
跨平台体现了系统的开放性。
跨软件平台：
操作系统：
UNIX、NT；
数据库：
Oracle、Sybase等；
跨硬件平台：
COMPAQ\SUN\IBM\HP的64位系统；
WINDOWS\INTEL的32位系统。
3.2系统的可扩展性
系统的分层、分级、分布式管理的设计思想为系统进行方便的扩展提供基础。
主站节点，站端设备服务器、工作站及网络设备等硬件，软件模块等都可以方便的扩充，就象是搭积木一样。
这种持续可扩的性能，使用户在实现调度自动化时，按照“总体规划，分步实施”的策略来实施，避免了一次性投资太大。
3.3先进的系统平台
广东红海湾发电有限公司调度自动化系统采用持续开放的通用网络平台，即SuperOpen平台的设计，运用lient/Server结构，强调中问件设计模式，由此形成的网络级中性服务平台仅服务于客户请求的中性数据，而无需考虑数据的应用。
不仅丰富了系统服务定义的内涵，且为内部不断扩大的各部门系统网的Intranet及与外层Internet的自适应网络互联带来了潜在效能，使使用者可自行灵活定义拓广的应用，并自动接入系统及与系统通信。
平台将上层应用和底层支撑隔离开，为系统的稳定高效运行提供可靠保障和奠定坚实基础，它为整个西山电力提供通用的平台功能支持。
3.4强大的WEB浏览功能
广东红海湾发电有限公司调度自动化系统平台本身支持功能强大的WEB浏览功能。
采用三层结构的设计思想，通过WEB服务器，支持多个客户端实时数据、静态数据、图形、曲线、报表（动态报表）、事项等查询。
第四章电力调度自动化系统应用现状
目前我国投运的系统主要有CC-2000，SD-6000.OPEN-2000.这些系统都采用RISC工作站和国际公认标准：
操作系统接口用POSIX：
数据库接口用SQL结构化访问语言；
人机界面用OSF/MOYIF，X-WINDOWS；
网络通信用TCP/IP，X.25.应用表明这些系统基本功能均达到国内外同类系统的水平，且各有特点。
2.1CC-2000系统采用开放式系统结构设计，采用面向对象的技术，利用事件驱动和封装的思想为应用软件提供了透明的接口。
采用面向对象技术，并引进了一个大对象的概念，以适应封装性、继承性以及事件驱动的要求。
支撑系统专用性和通用性的有机结合。
既适应电力系统的需要，又兼顾其它行业实时应用的要求。
按照软件工程的规律进行开发，达到软件工程产品化。
技术鉴定认为，按照开放式系统设计和采用面向对象等技术，都属于国际先进或领先范畴。
现结合东北电网，由电科院、电自院、清华大学、东北电力集团公司、北京科东公司在统一协调下，共同在CC-2000支持系统平台上开发电网应用软件，从而实现完整的EMS系统。
2.2SD-6000系统SD-6000系统是电力部重点项目，由电自院南瑞系统控制公司和淄博电业局联合开发的具有统一平台的开放式分布式能量管理系统，1994年投运，1996年通过测试和鉴定。
该系统集成了超大规模的调度投影屏、调度电话自动拨号、气象卫星云图等新技术。
该系统特点是：
具有开放式和分布式的支撑系统平台。
具有面向对象的人机界面管理系统。
其中较突出的是厂站单线图、电网元件模型、电网拓扑结构、数据库同期生成技术。
EMS支撑软件与管理系统的商用数据库采用SQL标准接口。
便于用户自行开发和由第三方开发应用软件。
有较高的稳定性和可靠性，前置机应用软件设计合理，实用。
系统OPEN-2000系统是江苏省立项的重大科技项目，是由电自院南瑞电网控制公司开发的新一代EMS系统。
OPEN-2000系统是南瑞公司于1998年开发成功的一套集SCADA、AGC、PAS、DTS、DMS、DMIS于一体，适用于网、省调和大中型地调的新一代能量管理系统。
是国内外发展速度快、适用面广、性能完善、成熟性好、可靠性高的能量管理系统，是国内首套将IEC870-6系列TASE.2协议集成于软件平台的系统。
OPEN-2000系统采用100M平衡负荷的双网机制，流量更大。
可靠性更高。
完全基于商用数据库开发的、具有客户/服务器模式的全新的能量管理系统。
采用面向对象技术，以电力设备为对象建立数据存取模式和电力系统模型，软件设计全部采用面向对象方法和面向对象语言。
第五章系统性能指标优化
5.1系统采取的网络通讯结构
采用点对点通讯模型主动传输系统改变的实时数据。
网络环境下，实时数据库数据项的改变有以下三种可能：
从通道采集数据改变实时数据库；
运行后台语言实时数据库；
从网络其它节点传递来改变实时数据库。
采用客户/服务器查询方式，在网络中传递历史数据和进行实时数据库状态恢复。
系统对历史数据采用客户/服务器方式，在实际应用中，如对SOE的查询、对历史曲线的查询等操作中，一般是用户提交查询条件，由系统将有关查询条件变为连接的历史数据库能够接受的标准或非标准SQL语句，提交给数据库服务器，从历史数据库中查询得到满足有关条件的查询结果集，数据库服务器将该结果集通过网络传递给查询的计算机，计算机运行系统根据接收到的查询结果，将它转变为用户容易理解的方式，如曲线、报表等显示出来。
系统利用网络协议实现方便的容错系统模型，在该模型中，运行系统采用总线方式或通过专门的切换装置与连接的RTU或其它智能数据采集设备连接，当主系统出现故障或通道出现故障时，备用系统将自动或手动获得控制权，保证系统正常运行。
5.2实现网络构架的有效扩充
5.2.1架设远程工作站
正常情况下所有计算机都是通过各自所配置的10～100M网卡连至集线器上，传输媒质选择的是8芯双绞线，这样的组网如果在两座比较分散的建筑物之间（线距1.5km以上），则信号的抗干扰能力、准确度、保密能力都会大为下降，对准确度、实时性要求较高的工作站来讲，也就是说必须架设能满足的远程工作站，以解决距离服务器较远部门和系统的连网问题。
5.2.2架设移动工作站
移动工作站的性质和远程工作有相似之处，而且有可移动性，其架设更有必要性。
系统的原始数据、通道及远端接口都进行定期测试，传统的测试方法是部分人员在现场测量数据、计算结果，后台人员电话核对显示值和测试值，这样在准确性、及时性方面会受到很大影响，如果携带移动工作站至现场，在测试时由移动站向后台服务器请求数据与所测数据核对，准确度可得到较好的保障，其灵活性、实时性也非人眼可比。
从移动站直接观测后台数据的同时，可以通过RTU的RS-232接口观察输出数据，并能直接进行遥控、遥测实验。
管理人员外出时，如果携带移动工作站，只要拨号和中心站连接，就可以方便的查看电网信息，了解系统情况。
5.2.3实现远程维护
在传统情况下，当客户的软硬件系统出现故障时，通常需要厂家技术人员到现场维护，这种维护方式实时性差、效率低，还会造成用户停机过长，可能造成很大损失。
计算机远程维护系统通过传输媒质和中心站连接，技术人员从自己的维护工作站对自动化系统的故障点进行分析判断，实现异地在线调试、修改和升级；
同时还能进行目录查看、文件图像传输、实时语言对话。
第六章电力调度自动化系统的发展趋势
6.1数字化
随着信息化的普及和深入，越来越多的目光投向了数字化变电站和数字化电网的研究开发。
电网的数字化包括信息数字化、通信数字化、决策数字化和管理数字化4个方面。
6.1.1信息数字化
信息数字化是指电网信息源的数字化，实现所有信息（包括测量信息、管理信息、控制信息和市场信息等）从模拟信号到数字信号的转换，以及对所有电网设备（包括一次设备、二次保护及自动装置以及采集、监视、控制及自动化设备）的智能化和数字化。
电网具有很强的时空特性，需要采集、监视和控制设备的二维及三维时变信息。
信息数字化的目标是数据集成、信息共享，主要以数字化变电站为主体。
6.1.2通信数字化
通信数字化是指数字化变电站与调度自动化主站或集控中心之间通信的数字化。
畅通、快速、安全的网络环境和实时、准确、有效运行信息的无阻塞传递是数字化电网监控分析决策的重要前提。
6.1.3决策数字化
电网安全、稳定、经济、优质运行是电网数字化的根本目的，必须具备强大的分析和决策功能，实施经济调度、稳定控制和紧急控制的在线闭环，达到安全、稳定、经济、优质运行的目的。
6.1.4管理数字化
包括设备生产、运行等大量基础数据在内的各种应用系统的建设，实现从电网规划、勘测、设计、管理、运行、维护等各个环节的全流程的信息化。
电力调度自动化的数字化将会给调度的视角带来新的变化，许多新兴技术，如遥视技术、虚拟现实技术、可视化技术、全球定位系统（GPS）技术、遥感技术、地理信息系统（GIS）技术将会在未来调度自动化系统中得到广泛深人的应用。
数字化的目标是利用电网运行数据采集、处理、通信和信息综合利用的框架建立分区、分层和分类的数字化电网调度体系，实现电网监控分析的数据统一和规范化管理以及信息挖掘和信息增值利用，实现电力信息化和可视化、智能化调度，提高决策效率和电力系统的安全、稳定、经济运行水平。
6.2市场化
电力市场化改革也给电力系统运行和控制带来一系列新问题。
例如：
电网的传输容量逐步逼近极限容量；
电网堵塞现象日趋严重；
负荷和网络潮流的不可预知性增加；
大区电网运行相对保密，相关电网信息和数据不足；
厂网分开后的调度权受到限制，以安全性为唯一目标的调度方法转向以安全性和经济性为综合目标的调度方法；
市场机制不合理可能降低系统的安全性等。
因此，需要未来的调度自动化系统和电力市场的运营系统更加紧密地结合在一起，在传统的EMS和WAMS应用中更多地融入市场的因素，包括研究电力市场环境下电网安全风险分析理论，以及研究市场环境下的传统EMS分析功能，如面向电力市场的发电计划的安全校核功能、概率性的潮流及安全稳定计算分析、在线可用输电能力（ATC）的分析计算等。
6.3智能化
智能调度是未来电网发展的必然趋势。
智能调度技术采用调度数据集成技术，有效整合并综合利用电力系统的稳态、动态和暂态运行信息，实现电力系统正常运行的监测与优化、预警和动态预防控制、事故的智能辨识、事故后的故障分析处理和系统恢复，紧急状态下的协调控制，实现调度、运行和管理的智能化、电网调度可视化等高级应用功能，并兼备正常运行操作指导和事故状态的控制恢复，包括电力市场运营、电能质量在内的电网调整的优化和协调。
调度智能化的最终目标是建立一个基于广域同步信息的网络保护和紧急控制一体化的新理论与新技术，协调电力系统元件保护和控制、区域稳定控制系统、紧急控制系统、解列控制系统和恢复控制系统等具有多道安全防线的综合防御体系。
第七章总结
计算机、通信和人工智能等领域的新技术和新思想为电力调度自动化系统的发展提供了技术保障，特高压、电力体制改革等新形势对电网调度自动化系统既提出了新的挑战，也提供了前所未有的机遇。
未来调度自动化技术及系统将会有更快更大的发展，但也需要付出艰辛的努力。
电网调度自动化系统的发展，应以IT技术的发展为基础，满足国际标准，兼具开发性与扩展性。
从以上的技术角度分析，以Java作为开发工具的调度自动化系统已成为可能，同时也符合未来电网调度自动化系统的需求。
现代社会对电能供应的“安全、可靠、经济、优质”等各项指标的要求越来越高，相应地电力调度自动化、电力系统也不断地向自动化提出更高的要求。
电力系统自动化技术不断的由低到高，电力调度自动化由局部到整体的发展。
电力一次系统的迅速发展是电力调度自动化系统发展的推动力，调度自动化系统正在朝着信息化、标准化、智能化、数字化、网络化、WEB化、可视化、无线化、市场化、高新化的方向发展。
数字化、高新化是自动化系统的基础，WEB化、可视化、无线化、集成化、网络化和标准化是要采取的手段，智能化是最终实现目标，市场化是未来市场发展趋势。
总之，电网电力调度自动化的应用总之就是“功能越来越强大，使用越来越简单”，面向客户“傻瓜化”。
参考文献
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浅谈电力调度自动化及其发展方向.广东科技。
2008.（4）。
[6]王诤。
电力调度自动化系统应用现状与发展趋势.中国高新技术企业。
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