备用电力调度系统设计与实现

备用电力调度系统设计与实现

黄湫莉

（中国能源建设集团广西电力设计研究院有限公司广西区南宁市530007）

摘要：随着电网的快速发展，电网结构的日益复杂，调度自动化系统能快捷准确地提供电网运行信息，并越来越成为调度部门依赖和使用的工具。以广西为例，广西中调调度自动化系统是负责调度指挥全广西电网的安全稳定运行的最重要系统，系统的稳定运行是电网安全稳定运行的重要前提，因此必须具备最高级别的业务连续性。本文以相关规划为指导，从广西电网调度运行需求出发，对备用调度系统的设计思路进行分析、论证，提出省级调度自动化备用系统的建设和实施方案，为后期同类工程设计提供参考。

关键词：广西电网；备用调度系统

1背景和意义

电网是国家重要的基础设施之一，直接服务于国民经济和人们生活。电网的安全稳定运行是经济发展、社会稳定、国家长治久安的重要保障。电力调度机构是电力系统调度运行的控制指挥中心，承担着组织、指挥、指导和协调电力系统运行的重要任务，对保证电网安全稳定运行具有十分重要的意义。

广西电网地处南方西电东送大通道上，其安全稳定运行不仅是广西全社会经济发展的重要保障，也是整个南方电网安全稳定重要前提。因此，为实现广西电网调度系统在大灾面前不中断，保证具备对电网进行监测、分析、控制等业务连续性，保证电网安全运行，广西电网开展了备用容灾调度自动化持系统的建设。

2防范的风险和建设理念

2.1防范的风险因素

参考国家电网的备调建设规范和要求，根据广西电网考虑的因素，备调系统的建设主要考虑以下风险因素：

1）各种事故引发的调度中心失效。如：火灾、电源中断、通信系统大面积中断、调度自动化系统全停等重大事故；

2）自然灾害引发的调度中心失效。如：传染性疾病、台风、地震、洪水等自然灾害；

3）破坏性事件引起的调度中心失效。如：计算机网络病毒攻击、黑客攻击，恐怖袭击，社会动乱等；

4）其他致使调度中心主要功能失效的情况。

2.2建设原则

备用调度控制中心应遵循以下原则：

1）可靠的通信网络。保证在主调中心完全失效的情况下备调依然能够正常通信；

2）稳妥的控制切换。保证备调的备调系统在需要的时候（主系统失效、备系统切换与功能测试）一定能够执行控制功能，且只在需要时执行控制功能；

3）方便的系统维护。备调的建设需达到少维护或免维护的要求，不能为备调系统另设专职维护；

4）安全的网络分区。和主调中心相同，备调的各应用功能也必须遵循安全分区的原则，以保证备调各应用功能的安全性；

5）同等的数据规模。备调各应用功能的数据规模与容量要求与主调中心相同；

6）相当的系统性能。备调各应用功能的性能指标要求与主调中心相同，包括：系统的总体可靠性、设备可靠性、实时性、数据准确度、时间精度、正确性、主备切换时间等。

7）一致的系统功能。备调的建设需达到主、备系统业务逻辑的一致性，尽可能保证使用备调系统时能够得到与使用主调系统时一致的结果。

2.3建设时机

广西近年来各地各种国际活动增多，电力调度系统存在着被自然灾害影响、内部系统不稳定、外力破坏等可能，需要一个场所建设一套与调度中心主系统同样功能的备用调度支持系统，当出现意外时，及时代替调度中心主系统进行调度。

相关调度管理规程明确规定：“总调、中调应建立异地备用的调度室及相应自动化系统，在正常调度场所不能使用的情况下，启用备用调度室，保证调度机构电网运行的连续性”。目前国内部分省份已在2004年开始着手建设省级电网备用调度系统。

另外，总调已将广西中调作为总调应急调度对南方电网进行调度，实施南网备调系统功能。广西电网地处“西电东送”走廊的中心关键地带，更应建立应对大灾大难的调度自动化备用系统。

2.4主要技术选择

2.4.1数据采集

热备用方式：在正常情况下，在主系统进行数据采集处理的同时，备用系统也同时进行数据采集和处理，除了不进行下行控制外，备用系统的运行与主系统没有本质的区别。

温备用方式：在正常情况下，主系统的静态模型参数及配置信息实时同步到备用系统中，主系统的数据采集经过处理后发给备用系统。当主系统失效及对备用系统进行测试而需要进行备用切换时，备用系统将通过自身前置系统实现数据采集和处理。

2.4.2同步

主、备调系统应用功能之间应保持同步，包括数据同步和系统资源同步，数据同步包括电网模型同步、参数同步、图形同步、实时数据同步和历史数据同步，系统资源同步包括系统软件同步和应用软件同步。根据各应用功能的数据和资源的性能和时间要求，可采用以下同步方式：实时同步、周期同步、定时同步、人工同步方式。

2.4.3通信

备调通信节点的构架、配置、可靠性应满足备调业务应用的需求；备调通信节点运行应不依赖于主调中心通信节点；在主调中心通信节点失效的情况下，备调通信节点应能实时替代主调中心通信节点实现对调度范围及上级调度的通信。

2.4.4主、备调系统的切换

主调、备调应能互相实时监视对方系统的运行情况，当系统异常时，要有及时的报警，提醒值班人员注意。应确保备调和主调中心能够进行“主用”和“备用”的运行方式切换，状态互相闭锁。

2.4.5监视和控制

主、备调需跨越局域网和广域网进行系统状态及资源同步的监视和控制，因此主、备调应用功能运行状态和主备同步等功能需要进行统一监视和控制。

2.4.6运行方式

1）正常运行方式：主调中心和备调各应用功能运行正常；

2）部分功能备用方式：主调中心的一个或几个应用功能因故障或升级而停运，其工作任务由备调的相应功能完全代替；

3）全部功能备用方式：主调中心的所有应用功能全部因故障停运或失效，主调中心的工作任务由备调完全替代。

3系统建设模式

根据国内目前电力调度运行情况，备调系统建设可采用以下三种建设模式。

3.1异地双系统

采用异地互备方式，建设两套独立调度自动化系统，一套为中调主用系统，另一套为备用系统，设在异地。在主调（备调）任何一台服务器瘫痪情况下，所有应用能够正常运行。该模式主要考虑大灾害情况下的备用调度，在主调出现主要功能失效情况下，启动备用调度，无缝电网指挥调度连接。该模式适合于大型网、省调，示意图见图1。

图1异地双系统模式示意图

3.2异地同系统

采用异地自备方式建设一套调度自动化系统，服务器按冗余设置，并分别设在主、备调，在主调或备调服务器瘫痪情况下，所有应用能够正常运行。在主调系统出现主要功能失效的情况下，备调替代主调，与下级厂站端进行通信。该模式综合考虑正常调度和备用调度，成本较低，但在主调的前置采集和通信条件失效时，备调亦无法启用，运行可靠性较差，适合于重要小型地调或具有新、旧两个调度中心的地调，示意图见图2。

图2异地同系统模式示意图

3.3同城异地三中心

同时考虑同城自备和异地互备两种方式，建设两套调度自动化系统，一套为中调主系统，包括正常调度和应急调度，分别安装在调度中心所在城市两个不同地点，另一套为备用调度系统，设在异地。应急中心同时作为主调系统及备调系统的应急指挥系统。

备调系统：备调和主调采用相同的系统结构，具备基本相同的功能。备调系统采用热备用方式，服务器按冗余设置。在主调（备调）任何一台服务器瘫痪情况下，所有应用能够正常运行。正常运行情况下，应急中心、备调的数据库均自动与主调系统同步，保证实时、历史数据的一致性。

应急调度中心：在同城不同地点建设应急调度中心，与主调在应用级层面上互为备用，发生紧急事件时在应急调度中心及时对电网出现事件进行分析、立刻调出电网调度，实现小应急无需异地搬迁，电网调度连接无缝。示意图见图3。

图3同城异地三中心模式示意图

4系统实施建设要点

4.1模式选择

广西中调备用调度系统建设采用同城异地三中心方式。通过对广西各城市地理、风情、历史灾害、交通应急、电网支持、电力通信条件、机房条件、调度指挥地点、调度员能力、未来使用等详细分析，最终选择在同城N市的某电力小区内建设应急调度中心，选择在G市供电局大楼建设备用调度自动化系统。

4.2与其他系统一体化建设

备调和主调中心采用相同的系统结构，具备基本相同的功能，最大限度的实现资源共享。备调的性能指标要求与主调中心相同，一致的系统功能将达到主、备系统业务逻辑的一致性，尽可能保证使用备调系统时能够得到与使用主调系统时一致的结果。

4.3采用热备份系统

备调系统是在主调系统失效后，接管主调系统并启用，保证调度系统的不中断运行。正常情况下，对于中调层面应处于热备用状态，特别是要求应对第一种灾难“各种事故引发的调度中心失效”更应该是热备用系统，两系统采用KVM热备用切换模式，随时可以进行切换应用，实现大应急电网指挥应用，无缝热备用电网指挥调度功能。

4.4功能要求

异地备用调度系统建设与主调一致的重要应用功能，包括调度实时监视控制类和部分调度计划类系统功能。

调度实时监视控制类主要包括：实时数据采集和监控、自动发电控制和自动电压控制、网络安全分析。调度计划类主要包括：系统负荷预测、安全约束经济调度、安全约束机组组合、调度计划分析与评估等功能。

4.5通信配套

备调系统需对相关厂站进行直采直送，要求相关厂站需同时具备至中调及备调的数据网通道。因此将在备调所在地调新增为广西电力省级调度数据网的第二核心站点，传输容量满足相关厂站直达备调的需求。

综上所述，以同城异地双系统三中心模式，在N市、G市两地建立一个主备调一体化的调度自动化系统。

5结语

广西中调备用调度系统于2009年开始筹备建设，2014年8月投入试运行。主备两套热备用系统的投入运行，大大提高了广西电网调度运行技术支持系统的技术水平，实现广西电网调度系统在大灾面前不中断，具备对电网进行监测、分析、控制等业务连续性，为保障电网安全运行提供坚强技术支撑。

参考文献：

[1]李黎黄湫莉.广西电网电力调度技术支持系统及备用调度系统工程可行性研究报告[Z]南宁：广西电力工业勘察设计研究院，2009

[2]麦绍辉，梁寿愚.备用调度EMS系统的数据同步解决方案[J]电力系统通信，2010年，31（213）：46-49

[3]马钢，路树森.天津电网备用调度运行管理[J]中国电力教育，2011年，（36）：20-21

作者简介：

黄湫莉（1980年—），女，广西藤县人，学士学位，工程师，主要从事电力系统调度自动化规划、设计工作。