电网调度自动化研究

电网调度自动化研究

钱世翔

国网浙江省德清县供电有限公司313200

摘要：随着我国社会经济快速发展，我国的电网技术得到了飞速的提高。电网调度自动化技术作为电网技术中的重要组成部分影响到电网的使用效率与质量。本文就电网调度技术展开探讨与分析，论述了当前电网自动化技术发展的现状与问题。并提出了在新的时代技术背景发展趋势与要求，以供参考。

关键词：电网调度；自动化；智能电网；智能电表；网络安全；

0引言

电力工业已实现西电东送和南北互供为特征的全国联网格局；以厂网分开和竞价上网为准则的电力体制改革正全面实施；以调度模式和配网模式为代表的管理体制正悄然变化；以功角测量和灾变防治为先导的新应用正应运而生。这些新的形势对电网调度自动化系统的发展既提出了新的挑战，也提供了新的机遇。同时，与调度自动化系统发展密切相关的计算机、通信和人工智能等领域的新技术和新思想不断涌现，CORBA技术、多代理技术、面向对象实时库的思想、软件开发规范化的思想等，为电网调度自动化系统的发展提供了技术保障和推动力。IEC、ISO、OMG、OPC和EPRI等标准化组织和研究机构，以一个模型和一个标准为战略，推出了与调度自动化系统相关的新的接口标准IEC61970、IEC61968和IEC61850等，催化了新技术在调度自动化系统中的应用。调度自动化系统由支持平台和应用软件2部分组成，支持平台为应用软件提供统一的底层服务，如数据存取（数据库管理）、数据传输（网络管理）和数据显示（人机管理），使应用软件能专注于业务逻辑的处理。调度自动化系统的发展同样包括支持平台和应用软件2个方面。一方面，由于一次系统的变化、管理模式的变化和应用需求的变化，系统需要增加新的应用功能，需要改造原有应用软件。另一方面，支持平台是调度自动化系统最活跃的内容，应用软件的发展要求支持平台提供新服务、新技术、新标准，甚至新的硬件平台都首先体现在支持平台更新换代上。因此，当前形势下调度自动化的发展涉及到许多方面的内容。从分析传统调度自动化系统存在的主要问题入手，着重讨论在新形势下，新技术、新标准和新的应用需求对调度自动化系统发展的影响。

1传统系统存在的问题

调度自动化系统直接面向调度员和操作员，对电力系统进行实时控制，是调度中心最为重要的电力二次系统。事实上，传统调度自动化系统在电力系统运行调度中发挥了不可替代的作用。然而，随着电力一次系统的发展、自动化水平的提高和电力管理体制的变革，传统调度自动化系统逐渐暴露出一些问题，并越来越突出。

1.1系统接口问题

调度自动化水平的不断提高和市场体制的向前推进，使调度中心产生很多自动化系统，如调度自动化系统、配电自动化系统、电力市场交易系统、电能量计计费系统、GIS系统等，每个子系统包含许多应用功能，如调度自动化系统包括SCADA功能、AGC功能、网络分析功能和调度员培训仿真功能等。这些系统或功能相互之间需要交换各种数据，而它们往往又来自不同的厂家，在不同的时期分批建设，因此，不同系统和不同产品之间的接口非常重要。调度自动化系统的传统接口方式有3种：1）基于专用通信协议的接口方式。针对具体的应用场合，按约定的通信协议交换所需的信息，接口类型一般采用网络方式，开放通信的报文格式。2）基于数据库的接口方式。首先定义信息交换的数据库结构，通过数据库进行数据共享。3）基于文件的接口方式。通过约定的文件格式将交换的数据写入文件，通过文件传输获取所需数据。

不论采取何种方式，传统接口具有如下共同特点：1）信息交换模型都是私有的，需要相互协商。2）一一对应进行接口，没有统一解决方案。由于不能很好与先期投运的系统接口，用户要重复建设和维护一些应用功能；由于不能很好与其它系统接口，调度自动化系统容易形成信息孤岛。因此，迫切需要对接口进行规范，采用标准的开放的信息交换模型，采用标准的统一的信息传输机制，使各个异构的系统能无缝接口，异构的模块能即插即用。

1.2网络安全问题

随着计算机网络技术的发展，调度自动化系统在横向和纵向都进行了互联。横向与同一调度中心的其他系统联接，如电力市场交易系统、电能量计量系统、配电自动化系统和调度生产管理系统等。纵向与RTU、变电站综合自动化系统和上下级调度自动化系统互联。网络化使各个系统在信息共享的同时，也把网络安全问题带了进来，黑客、病毒等各种恶意攻击严重威胁到调度自动化系统的安全，甚至可能导致一次系统的事故。

在传统调度自动化系统中，没有一个完整的网络安全考虑，不同安全性要求的系统之间没有必要的安全防护措施。WEB服务可穿透到调度自动化系统，为黑客提供了通路。网络化是调度自动化系统外部系统接口的必然趋势，网络安全是需要着重考虑的问题，系统之间必须是安全的互联，安全的信息共享和资源共用。传统系统组网方式多种多样，在网络安全方面的考虑比较薄弱，是迫切需要解决的问题。

2新技术的影响

调度自动化系统是一套计算机监控系统，随着计算机领域新技术的不断出现而快速发展。计算机处理速度和网络技术的提高，使得一些离线应用变成在线应用，并不断激活新的应用。计算机软件业的组件化、面向对象、中间件和多代理等思想，使得调度自动化系统在体系结构、性能指标和功能等方面产生质的飞跃，系统的开放性、可靠性和灵活性越来越好。各种防火墙技术、加密技术和防病毒技术使调度自动化系统的安全性越来越高。

2.1组件技术

模块化和分布式是调度自动化系统软件设计的重要思想，但传统系统的模块化没有落到实处，不同模块耦合的较紧，模块的重用性不高，分布式还局限于功能的分布，而非一种分布式结构。IEC61970标准系列推动了组件技术在调度自动化系统模块化和分布化设计中的运用。应用软件接口标准化的前提是对应用软件模块按合理的粒度进行划分和封装，整个系统由若干透明访问接口的组件模块组成，这些模块的职能是分工的，部署一个网络系统的机器上，需要一个组件执行环境来保证各个模块的数据交换和协调运行。因此，组件技术是当前调度自动化系统发展的一项重要技术。

2.2面向对象技术

实时数据库是调度自动化系统的核心。面向对象技术在传统系统中已用于图形系统等方面，然而还没有用于实时数据库，传统的实时数据库基本属于层次模型或关系模型，不具有面向对象的特性。面向对象技术在实时数据库中的运用首先要注意2点：1）对象是有粒度要求的，既不是细化到点的数据对象，也不是概念性的对象，而是指把某个设备、某个功能等抽象成对象。2）面向对象实时数据库在调度自动化系统中运用，不仅是技术先进性的要求，而且是为了更好地遵循CIM。CIM是面向对象的，面向对象数据库可直接支持CIM。由于数据库管理系统的思想是方法与数据处理分离，数据库中只存放数据。面向对象技术的思想正好相反，数据和方法要封装到对象中。因此，面向对象实时库的实现是比较复杂的，好在CIM可用面向对象的数据结构来表达，数据库可不考虑对方法的存储。

3结论

目前，调度自动化系统的发展正处于一个最活跃的时期，新技术、新标准、新体制和新的需求推动着调度自动化系统的发展。调度自动化系统将沿着从静态分析到动态分析、从离线研究到在线研究、从局部控制到全局控制、从开环运行到闭环运行、从集中管理到分层管理，从计划调度到市场调度以及从分立模式到集成模式的总体趋势向前推进。新形势下电网调度自动化系统面临着严峻的挑战，需要有更大的发展。

参考文献：

[1]柳明，何光宇.IEC61850/IEC61970保护模型的协调[J].电力系统自动化，2006，30（22）：17-19.

[2]李红，吴军民，郭经红，等.新一代数字记录系统在电力调度中的应用[J].电网与清洁能源，2009，25（1）：21-23.