CC┐2000调度自动化系统在华北电网的实际应用
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摘要：叙述了CC－2000调度自动化统的数据采集与监控系统（SCADA）的功能，在功能设计开发、运行维护等方面所作的工作，以及在华北电网的实际应用情况，特别指出了事故追忆功能在华北电网1999年“7．20”、“7．21”两次事故中所发挥的前所未有的重要作用。故追忆1前言我国各级电网调度自动化系统（EMS／DMS）功能和应用水平取得了质的飞跃。
Abstract：
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调度自动化" title="调度自动化">调度自动化" title="调度自动化">调度自动化统的数据采集与监控系统（SCADA）的功能，在功能设计开发、运行维护等方面所作的工作，以及在华北电网的实际应用情况，特别指出了事故追忆功能在华北电网1999年“7．20”、“7．21”两次事故中所发挥的前所未有的重要作用。
关键词：电网调度 自动化系统；注重实用；事故追忆
1 前言
我国各级电网调度自动化系统（EMS／DMS）功能和应用水平取得了质的飞跃。国内多个EMS／DMS开发厂商在引进消化吸收国外先进技术的同时，结合国情自行开发，不断推出适合我国电网调度运行管理和生产实际需求的EMS／DMS系统。具有我国自主版权的开放式、面向对象技术、事件驱动处理的CC－2000电网调度自动化系统，于1999年7月在华北电网调度指挥中心投入试运行，取代了从英国西屋公司引进的WESDAC－32能量管理系统。这标志着华北电网调度自动化系统应用进入了一个新阶段。对于一套EMS系统，从其功能和作用而言，数据采集与监控（SCADA）功能是最基本也是最重要的应用。本文结合CC－2000电网调度自动化系统的SCADA功能应用，从设计开发、运行维护以及满足生产运行需要的实际应用等方面，总结一些工作体会，供有关人员参考。
2 注重基础，结合实际，强化实用
为使华北电网调度自动化系统真正成为电网调度运行管理所依赖的技术手段。首先应保证反映电网运行工况的实时信息能全面、准确、可靠、及时地传送至EMS 主站系统。EMS主站计算机系统对采集来的实时信息进行快速、准确、灵活的加工处理，利用一系列应用软件实现电网运行的调度和管理。华北电网调度自动化系统运行维护专业人员，历经几代调度自动化系统的运行维护和生产实践，逐步总结和完善了系统的应用，积累了一些经验，特别是在SCADA功能发挥实用方面做了很多工作。
（1）注重基础自动化，确保数据采集与处理子系统的稳定可靠运行
远动系统是EMS的一个子系统，包括对调度范围内发电厂和变电站实时运行工况信息的采集、处理、传输和显示等全部功能与设备。多年来，笔者坚持贯彻执行“远动设备选型尽可能统一，远动数据传输规约务求一致”的技术方针，对网内远动厂（站）配备了成熟可靠并具有运行经验的远动设备。同时，对重要厂（站）和有条件的厂（站）实现了主／备远动通道，使得华北电网具有良好的远动系统。以远动实时数据作为电网调度和发、供、用电生产运行考核与管理的依据，也是华北电网多年执行的技术方针。目前，EMS主站系统采集电网调度需要的远动信息的采集覆盖率达到100％（直调的发电厂和重要变电站的远动信息直接采集，互联相邻电网重要信息通过计算机通信进行收集）。全网专业人员对系统设备的认真运行维护和完善的专业管理，基本保证了远动数据的全面、准确、可靠。
EMS／DMS主站系统的数据采集与处理子系统（习惯上称为 前置机系统）是收集与处理各厂（站）远动信息的重要功能结点，也是各厂（站）远动信息进入调度主站系统的把关者，或者说是信息交换的瓶颈。前置机系统的功能与作用至关重要。若这一功能结点失效，或运行不稳定可靠，那么调度主站系统就失去信息源，势必影响EMS／DMS的正常功能应用。所以CC—2000电网调度自动化系统的前置机系统配置必须注重其可靠性和可维护性。
·为确保可靠性，除了对前置机（Motorola公司的MVEM工控机）、接收厂（站）远动信息的接口板以及通道接口，均采用冗余双机（双接口板、双通道接口）配置外，对于重要厂（站）配备了双MO－DEM。这些主要设备及器件均处于互为热备用的工作状态，并具备自动／手动切换功能。
·为及时掌握前置机系统运行状态和快速处理故障及异常，提供了友好、灵活的人机界面和维护手段。通过监视与维护画面可监测：主／备前置计算机、厂（站）RTU、接收厂（站）主／备接口板以及各厂（站）主／备远动通道的运行状态。在监视画面上，形象地描述了这些设备器件之间的物理位置与逻辑连接关系。为了监视远动数据的实时性和正确性，在各厂（站）接线、系统潮流、发电表单、电压表单及供电负荷等各类画面中，对任一远动实时数据，以规定的不同颜色表征其是好数据还是坏数据。
（2）几个成功的技术处理应用
在保证SCADA基本功能稳定可靠运行的基础上，借鉴以往的经验和充分使用远动信息资源，重点对实时信息进行科学的加工处理，提供方便灵活的维护手段。解决了在重要的远动数据参加各类统计与计算过程中，由于远动数据出错导致统计与计算严重偏差的问题，确保了SCADA功能的实现。
·取对端数据 为统计省网间送受电力情况，或者计算网内各地区供电负荷，需要将网间联络线或地区负荷分界点线路规定的一端（计算点）的潮流值用于相应的计算公式。缺少这些重要线路的计算点潮流值或者出错，将直接影响到相关的重要计算结果。为解决这个问题，将线路两端的潮流值通过两端的站（厂）RTU传送至调度主站。当计算点潮流值出错或本端站（厂）RTU检修停运时，可以暂时采用取线路对端的潮流值来代替（只存在线损误差）。这样就可以保证统计与计算结果的基本正确性和连续性。在解决这一功能的同时，人机界面提供了方便灵活的在线操作手段。
·多数据源处理 由于历史原因，在某些重要厂（站）安装了两台RTU（Polling方式和CDT方式通信规约并存），而且通道资源又保证了两台RTU信息均传送至调度主站；同时通过省／地调计算机通信方式又可以收集这一厂（站）的信息。为此，同一厂（站）的数据由不同设备和渠道采集到调度主站，这样就出现了多数据源。为了充分利用同一厂（站）的多数据源，采用了上述“取对端数据”的思路，以使每一数据均有价值。为实现多数据源处理功能，在SCADA数据库设计中，在相应数据库表中定义两个或三个源点（对应两个或三个数据源），同时再定义一个存放正确（或选定）结果的虚拟点（虚拟厂站）。对于该厂（站）的画面显示、网络拓扑、高级应用软件等应用均使用虚拟厂站的虚拟点；历史数据、特殊计算、上模拟盘的数据、运行统计报表等均取虚拟点值。为便于维护及灵活的操作，人机界面提供了多数据源值的画面，可自动／人工选取多数据源厂（站）的各个数据源的全部数据以及某单点值，保证了这些重要厂（站）数据的准确性与可靠性。
·在线修改遥测极性和遥信接点状态 对于遥测量，在保证量值准确的同时必须保证其极性正确。否则，EMS系统显示的电网潮流会发生混乱，或者导致有关的统计与计算结果严重出错。遥信量的状态值则表示开关非断即合，所以更要求其数值准确可靠。从专业技术管理上，职能部门都要对接入RTU的遥测量规定正极性；对遥信量统一接点状态，如“1”表示合、“0”表示断。正常情况下，远动数据按已规定的“遥测量极性”和“接点状态”在EMS系统中运行。但是，对于基建、改扩建等工程，在新增、修改调整远动数据的工作完成后，由于种种原因出现的“遥测量极性”和“接点状态”与规定的相反，会使远动数据出错。从英国西屋公司引进的WESDAC－32能量管理系统不具有在线修改“遥测量极性”和“接点状态”的功能，而施工及专业维护人员已撤（远）离现场，只能离线修改数据库，既费时又影响系统的正常运行。CC－2000电网调度自动化系统增加这一功能，实现了快速在线修改，然后再通知有关局（厂）到现场解决。
3 事故追忆功能在电网事故处理与分析中发挥重要作用
事故追忆（PDR）是SCADA应用的一项重要功能。该功能在华北电网原有调度自动化系统中一直没能发挥其应有的作用。在CC－2000电网调度自动化系统设计开发中，借鉴以往的经验并结合实际需要，注重了PDR功能的实用。
该功能可对SCADA数据库的全部实时信息，以5 min（时间可调）为周期的全数据断面加上遥信遥测各种变化事件，对事故前和事故后各1 h（时间段可调）内的事故全过程进行全面的记录保存；同时实现了对事故过程进行全场景的事故追忆和全过程连续反演的描述。各类事故记录可长期保存在磁盘中，并可随时提供追忆和反演；同时可对事故的任一断面的数据及画面拷贝打印。通过彩色激光打印机将一事故过程中需用的各个断面打印装订，如同连环画册一样描述事故过程，供领导及专业人员对事故的分析与查阅。
人机界面提供了方便的维护画面和灵活的操作手段（PDR主控界面见图1）。
图1 PDR主
PDR具有自动和手动两种启动方式。在自动启动方式下，触发条件可以是网内任一开关遥信事故跳闸，可以是任一遥测量值越限，也可按事先定义的典型事件进行启动PDR。PDR功能记录追忆的范围，可定义为对全网的描述，也可定义对网内与事故相关的局部电网。
在CC－2000调度自动化系统投运后，华北电网在1999年7月20和7月21日，先后发生了山西省网新店220kV变电站“720”事故和北京石景山热电厂全厂停电事故（4台机组，每台装机容量200MW）。尤其是“720”事故（由新店220kV站事故引起，导致神头一电厂、神头二电厂、阳泉电厂和大同二电厂，共计9台机组2100 MW，相继停机），对华北电网正常运行造成重大影响。由于CC－2000调度自动化系统的稳定运行，为电网调度人员提供了实时、准确、可靠的信息，特别是PDR功能的充分发挥，对电网事故分析起到了前所未有的重要作用。通过对两个事故进行全场景的事故追忆，为事故分析及典型事故案例的建立提供了详实的信息数据历史记录资料。这一功能应用，得到了国家电力公司和华北电力集团公司领导以及电网调度人员的一致好评。
4 结束语
现代电网的调度运行管理与发展越来越证明电网调度自动化系统是保证电网安全、经济、优质运行不可缺少的重要技术手段。我国各EMS／DMS开发厂商与各级电网调度自动化系统运行维护专业人员密切合作，依靠自己的力量自行开发的EMS ／DMS系统走向成熟，并在生产实际中发挥了巨大作用。随着电力市场运营的深入开展，EMS／DMS作为电力市场技术支持系统的一个子系统将承担和发挥着更大的作用。
作者简介：
韩福坤（1951－），男，高级工程师，长期从事电网调度自动化专业工作；
李运平（1965－），男，高级工程师，长期从事电网调度自动化工作。
关键词：电网调度 自动化系统；注重实用；事故追忆
1 前言
我国各级电网调度自动化系统（EMS／DMS）功能和应用水平取得了质的飞跃。国内多个EMS／DMS开发厂商在引进消化吸收国外先进技术的同时，结合国情自行开发，不断推出适合我国电网调度运行管理和生产实际需求的EMS／DMS系统。具有我国自主版权的开放式、面向对象技术、事件驱动处理的CC－2000电网调度自动化系统，于1999年7月在华北电网调度指挥中心投入试运行，取代了从英国西屋公司引进的WESDAC－32能量管理系统。这标志着华北电网调度自动化系统应用进入了一个新阶段。对于一套EMS系统，从其功能和作用而言，数据采集与监控（SCADA）功能是最基本也是最重要的应用。本文结合CC－2000电网调度自动化系统的SCADA功能应用，从设计开发、运行维护以及满足生产运行需要的实际应用等方面，总结一些工作体会，供有关人员参考。
2 注重基础，结合实际，强化实用
为使华北电网调度自动化系统真正成为电网调度运行管理所依赖的技术手段。首先应保证反映电网运行工况的实时信息能全面、准确、可靠、及时地传送至EMS 主站系统。EMS主站计算机系统对采集来的实时信息进行快速、准确、灵活的加工处理，利用一系列应用软件实现电网运行的调度和管理。华北电网调度自动化系统运行维护专业人员，历经几代调度自动化系统的运行维护和生产实践，逐步总结和完善了系统的应用，积累了一些经验，特别是在SCADA功能发挥实用方面做了很多工作。
（1）注重基础自动化，确保数据采集与处理子系统的稳定可靠运行
远动系统是EMS的一个子系统，包括对调度范围内发电厂和变电站实时运行工况信息的采集、处理、传输和显示等全部功能与设备。多年来，笔者坚持贯彻执行“远动设备选型尽可能统一，远动数据传输规约务求一致”的技术方针，对网内远动厂（站）配备了成熟可靠并具有运行经验的远动设备。同时，对重要厂（站）和有条件的厂（站）实现了主／备远动通道，使得华北电网具有良好的远动系统。以远动实时数据作为电网调度和发、供、用电生产运行考核与管理的依据，也是华北电网多年执行的技术方针。目前，EMS主站系统采集电网调度需要的远动信息的采集覆盖率达到100％（直调的发电厂和重要变电站的远动信息直接采集，互联相邻电网重要信息通过计算机通信进行收集）。全网专业人员对系统设备的认真运行维护和完善的专业管理，基本保证了远动数据的全面、准确、可靠。
EMS／DMS主站系统的数据采集与处理子系统（习惯上称为 前置机系统）是收集与处理各厂（站）远动信息的重要功能结点，也是各厂（站）远动信息进入调度主站系统的把关者，或者说是信息交换的瓶颈。前置机系统的功能与作用至关重要。若这一功能结点失效，或运行不稳定可靠，那么调度主站系统就失去信息源，势必影响EMS／DMS的正常功能应用。所以CC—2000电网调度自动化系统的前置机系统配置必须注重其可靠性和可维护性。
·为确保可靠性，除了对前置机（Motorola公司的MVEM工控机）、接收厂（站）远动信息的接口板以及通道接口，均采用冗余双机（双接口板、双通道接口）配置外，对于重要厂（站）配备了双MO－DEM。这些主要设备及器件均处于互为热备用的工作状态，并具备自动／手动切换功能。
·为及时掌握前置机系统运行状态和快速处理故障及异常，提供了友好、灵活的人机界面和维护手段。通过监视与维护画面可监测：主／备前置计算机、厂（站）RTU、接收厂（站）主／备接口板以及各厂（站）主／备远动通道的运行状态。在监视画面上，形象地描述了这些设备器件之间的物理位置与逻辑连接关系。为了监视远动数据的实时性和正确性，在各厂（站）接线、系统潮流、发电表单、电压表单及供电负荷等各类画面中，对任一远动实时数据，以规定的不同颜色表征其是好数据还是坏数据。
（2）几个成功的技术处理应用
在保证SCADA基本功能稳定可靠运行的基础上，借鉴以往的经验和充分使用远动信息资源，重点对实时信息进行科学的加工处理，提供方便灵活的维护手段。解决了在重要的远动数据参加各类统计与计算过程中，由于远动数据出错导致统计与计算严重偏差的问题，确保了SCADA功能的实现。
·取对端数据 为统计省网间送受电力情况，或者计算网内各地区供电负荷，需要将网间联络线或地区负荷分界点线路规定的一端（计算点）的潮流值用于相应的计算公式。缺少这些重要线路的计算点潮流值或者出错，将直接影响到相关的重要计算结果。为解决这个问题，将线路两端的潮流值通过两端的站（厂）RTU传送至调度主站。当计算点潮流值出错或本端站（厂）RTU检修停运时，可以暂时采用取线路对端的潮流值来代替（只存在线损误差）。这样就可以保证统计与计算结果的基本正确性和连续性。在解决这一功能的同时，人机界面提供了方便灵活的在线操作手段。
·多数据源处理 由于历史原因，在某些重要厂（站）安装了两台RTU（Polling方式和CDT方式通信规约并存），而且通道资源又保证了两台RTU信息均传送至调度主站；同时通过省／地调计算机通信方式又可以收集这一厂（站）的信息。为此，同一厂（站）的数据由不同设备和渠道采集到调度主站，这样就出现了多数据源。为了充分利用同一厂（站）的多数据源，采用了上述“取对端数据”的思路，以使每一数据均有价值。为实现多数据源处理功能，在SCADA数据库设计中，在相应数据库表中定义两个或三个源点（对应两个或三个数据源），同时再定义一个存放正确（或选定）结果的虚拟点（虚拟厂站）。对于该厂（站）的画面显示、网络拓扑、高级应用软件等应用均使用虚拟厂站的虚拟点；历史数据、特殊计算、上模拟盘的数据、运行统计报表等均取虚拟点值。为便于维护及灵活的操作，人机界面提供了多数据源值的画面，可自动／人工选取多数据源厂（站）的各个数据源的全部数据以及某单点值，保证了这些重要厂（站）数据的准确性与可靠性。
·在线修改遥测极性和遥信接点状态 对于遥测量，在保证量值准确的同时必须保证其极性正确。否则，EMS系统显示的电网潮流会发生混乱，或者导致有关的统计与计算结果严重出错。遥信量的状态值则表示开关非断即合，所以更要求其数值准确可靠。从专业技术管理上，职能部门都要对接入RTU的遥测量规定正极性；对遥信量统一接点状态，如“1”表示合、“0”表示断。正常情况下，远动数据按已规定的“遥测量极性”和“接点状态”在EMS系统中运行。但是，对于基建、改扩建等工程，在新增、修改调整远动数据的工作完成后，由于种种原因出现的“遥测量极性”和“接点状态”与规定的相反，会使远动数据出错。从英国西屋公司引进的WESDAC－32能量管理系统不具有在线修改“遥测量极性”和“接点状态”的功能，而施工及专业维护人员已撤（远）离现场，只能离线修改数据库，既费时又影响系统的正常运行。CC－2000电网调度自动化系统增加这一功能，实现了快速在线修改，然后再通知有关局（厂）到现场解决。
3 事故追忆功能在电网事故处理与分析中发挥重要作用
事故追忆（PDR）是SCADA应用的一项重要功能。该功能在华北电网原有调度自动化系统中一直没能发挥其应有的作用。在CC－2000电网调度自动化系统设计开发中，借鉴以往的经验并结合实际需要，注重了PDR功能的实用。
该功能可对SCADA数据库的全部实时信息，以5 min（时间可调）为周期的全数据断面加上遥信遥测各种变化事件，对事故前和事故后各1 h（时间段可调）内的事故全过程进行全面的记录保存；同时实现了对事故过程进行全场景的事故追忆和全过程连续反演的描述。各类事故记录可长期保存在磁盘中，并可随时提供追忆和反演；同时可对事故的任一断面的数据及画面拷贝打印。通过彩色激光打印机将一事故过程中需用的各个断面打印装订，如同连环画册一样描述事故过程，供领导及专业人员对事故的分析与查阅。
人机界面提供了方便的维护画面和灵活的操作手段（PDR主控界面见图1）。
图1 PDR主
PDR具有自动和手动两种启动方式。在自动启动方式下，触发条件可以是网内任一开关遥信事故跳闸，可以是任一遥测量值越限，也可按事先定义的典型事件进行启动PDR。PDR功能记录追忆的范围，可定义为对全网的描述，也可定义对网内与事故相关的局部电网。
在CC－2000调度自动化系统投运后，华北电网在1999年7月20和7月21日，先后发生了山西省网新店220kV变电站“720”事故和北京石景山热电厂全厂停电事故（4台机组，每台装机容量200MW）。尤其是“720”事故（由新店220kV站事故引起，导致神头一电厂、神头二电厂、阳泉电厂和大同二电厂，共计9台机组2100 MW，相继停机），对华北电网正常运行造成重大影响。由于CC－2000调度自动化系统的稳定运行，为电网调度人员提供了实时、准确、可靠的信息，特别是PDR功能的充分发挥，对电网事故分析起到了前所未有的重要作用。通过对两个事故进行全场景的事故追忆，为事故分析及典型事故案例的建立提供了详实的信息数据历史记录资料。这一功能应用，得到了国家电力公司和华北电力集团公司领导以及电网调度人员的一致好评。
4 结束语
现代电网的调度运行管理与发展越来越证明电网调度自动化系统是保证电网安全、经济、优质运行不可缺少的重要技术手段。我国各EMS／DMS开发厂商与各级电网调度自动化系统运行维护专业人员密切合作，依靠自己的力量自行开发的EMS ／DMS系统走向成熟，并在生产实际中发挥了巨大作用。随着电力市场运营的深入开展，EMS／DMS作为电力市场技术支持系统的一个子系统将承担和发挥着更大的作用。
作者简介：
韩福坤（1951－），男，高级工程师，长期从事电网调度自动化专业工作；
李运平（1965－），男，高级工程师，长期从事电网调度自动化工作。
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