电网调度自动化专业综述

一、引言 第27届全国电网调度运行工作会议以来，随着电力体制改革工作的不断深入、全国联网进程的加快、三峡首批机组的相继投产、调度机构达标创一流工作的深入开展，以及全国电力二次系统安全防护工作的开展，我国电网调度自动化专业的各项工作取得了较大进展。电网调度自动化系统的通道数量、质量以及厂站信息的质量和设备运行的可靠性不断提高，调度自动化主站相关系统的建设、运行和应用水平普遍提高，标准化、规范化及其应用工作不断深入，电力二次系统安全防护工作取得了初步成效，电网调度自动化系统在电网的安全、优质、经济运行中发挥的作用越来越大。与此同时，调度自动化系统的内涵和外延已经发生了较大的变化，调度自动化专业正面临着新的形势、要求和发展机遇。 二、全国电网调度自动化专业发展现状 2.1 全国电网调度自动化相关系统的建设与应用情况 2.1.1 国内开发的SCADA/EMS得到广泛应用，全国SCADA/EMS的应用水平普遍提高。 由于CPU负载过高、系统容量不足、故障率增加、系统扩充困难等方面的原因，近年来，绝大多数 20世纪80年代中后期和部分20世纪90年代初期建设的SCADA/EMS逐步得到了更新。据统计，全国37个省级及以上电网调度中(不含台湾、香港、澳门，下同)，2001年以后又有13个完成了主站系统的更新改造(含过渡系统)。由于国内科研和生产厂家技术水平和实力的大幅提升，上述更新系统中有11个为国内厂家开发的系统，占整个更新改造系统的81.8%。因此，国产系统已在省级及以上调度中得到了广泛采用。在地调和县调新建系统中，98%以上的系统都采用了国内厂家提供的系统。 同时，在各级领导的高度重视和大力支持下，通过全国调度自动化专业人员的共同努力，我国电网调度自动化系统的实际应用水平普遍提高。据统计，至2003年6月，全国省级及以上电网中，有31家投入了AGC功能，其中有30家通过了实用化验收，在确保跨大区电网和网省电网安全、优质运行方面发挥了重要的作用;有33家投入了EMS应用软件基本功能(状态估计、调度员潮流、静态安全分析、负荷预测功能)，其中28家通过了实用验收。另外，自动电压控制(AVC)功能在安徽、福建等省级电网中获得了初步应用，取得了较好的效果。由此表明，我国省级及以上电网调度已初步实现了由经验型向分析型的过渡，电网调度自动化系统的总体应用水平已接近国际先进水平。与此同时，我国地区电网调度自动化系统的应用水平也有了较大的提高，据统计，全国现有320多个地调，有317个配备了计算机监控系统，其中有302个通过了实用化验收;有227个投入了状态估计、调度员潮流、负荷预测等应用功能，其中，有116个在实际中取得了较好的应用，通过了所属网、省调组织的实用验收。 2.1.2 调度员培训模拟(DTS)系统取得初步应用 伴随着我国经济建设的持续、快速发展和全国联网工程进度的加快，人们对用电的可靠性提出了更高的要求。由于电网规模不断扩大、结构日益复杂，电网发生事故所影响的范围和造成的损失将会越来越大。DTS系统是进行调度员运行操作、事故处理模拟培训和电网在线稳定分析研究、反事故演习的重要技术手段。因此，其建设和应用工作在一些网、省调中得到了较好的开展。目前，已经建成 DTS系统的网、省调有29家，其中由国内厂家提供的系统有23家，占已建系统的79.3%。上述系统中取得了较好应用效果的约有20家，约占已建系统2/3。另外，DTS系统还在部分地调中得到了初步应用。 2.1.3 电能量计量(TMR)系统已步入实用阶段 随着"厂网分开"工作的不断深入和跨大区、跨省交易的实施，全国省级及以上电网公司对TMR系统的建设和应用给予了高度重视。据统计，到2003年6月底，全国省级及以上电网我公司，除南方、海南、青海、西藏外，均已相继建成了各自的TMR系统。由于这些系统能够及时实现分时关口电量的自动采集、统计、分析功能，采集的信息准确、完整，因此，在发电厂上网电量结算和省间、大区间电量结算以及以及生产统计、考核等方面发挥了重要的作用。另外，国电公司还组织制定了《国家电力公司跨大区电网联络线关口电能量计量系统管理暂行办法》，为规范跨大区联络线关口计量系统的建设、运行和管理起到了积极的作用。随着跨大区和省间电力市场交易的日趋活跃，TMR系统所起到的作用将会更加显著。 2.1.4 国家电力调度数据网络(SPDnet)骨干网的建设取得实质性进展 随着数据网络在调度系统的广泛应用和人们对数据网络安全工作的重视，建设专用的SPDnet非常必要。这也是落实国家经贸委30号令、实施全国电力二次系统安全防护的重要组成部分。全国骨干光纤、微波电路近年来的快速发展也为该项目的顺利实施创造了必要的条件。在国网公司和网省公司的大力支持下，2002年上半年完成了项目的立项，确定了SPDnet的总体技术方案、网络的技术体制、拓朴结构、路由分区、网络管理及网络安全方案等，使SPDnet的建设进一步规范化，为该工作的健康、有序开展奠定了基础。 该网络采用IP技术体制，总体结构以省调为分界点，分为2级，即SPDnet骨干网(由省级及以上调度网络节点组成)和SPDnet省网(由省、地调、县调组成)，两级网络相对独立。网络路由在域间采用穿越自治域＋接入自治域模式，域内采用链路状态协议(OSPF)，厂站路由接入采用静态路由方式。网络应用接入采用两个独立的VPN方式，分别满足不同等级安全区域系统的接入。 SPDnet骨干网项目已于2002年12月20日完成了设备招标采购。该项目工程目前覆盖了除福建、浙江、广西、云南、贵州、海南、新疆、西藏以外的所有省级及以上调度和三峡梯调、三峡电站和北京台交换机设备。目前已完成设备的安装和系统间的调试工作。该网络的建成和投运，将大大地改善现有调度数据网络的传输质量，拓展网络的应用范围，为提高全国电网调度自动化系统运行的可靠性、适应下一步电力市场运营的相关要求奠定了坚实的基础。 2.1.5 水调自动化系统建设与应用取得初步成效 作为调度自动化系统的一个重要组成部分，近2年，水调自动化系统的建设与应用得到了迅速的发展，应用功能不断完善，应用水平不断提高。至2003年6月30日，全国水电资源丰富的网、省公司，除江西、四川外，均已建成了水调自动化系统，其中2001年以后建设的系统有3个，且华中、东北、福建3家的水调自动化系统已经通过了国调中心组织的实用化验收。另外，国调水调自动化系统(二期)工程设备也于2003年4月运抵现场，目前已能够接入西北、东北、华中、福建等网、省调和三峡梯调中心转发的信息。上述网、省调自动化系统的相继建成和投运，实现了所属电网水情数据的自动采集、监视、处理和分析等基本功能，在保障水电站防洪安全、及时掌握和预测水情信息(特别是流域、梯级水情信息)、合理使用水能、减少弃水损失、增发水电、优化资源配置、提高电网整体经济效益等方面发挥了重要作用，取得了较好的经济和社会效益。 2.1.6 调度生产管理信息系统(DMIS)在提高调度机构现代化管理水平方面发挥了重要作用 随着调度机构创一流工作的稳步开展，DMIS在全国网、省电网调度机构的建设与应用水平普遍提高。据统计，目前全国省级及以上调度机构除青海、新疆、西藏外，均已建立了适合本单位的DMIS。这些系统的建成，在规范调度机构部门之间的工作界面和工作流程、加强机构内部和调度系统之间的沟通与信息共享、提高调度机构的工作效率和管理水平、推动调度机构信息化等方面发挥了很好的作用，已成为电网调度生产指挥和现代化管理过程中的一个重要技术手段。 2.2 全国网、省调EMS运行水平和信息质量稳步提高 近年来，全国电网调度自动化专业通过转变观念、加强系统和设备的运行管理，使得全国电网调度自动化系统始终保持在较高的运行水平，其中2002年全国网、省电网调度自动化系统年均各项指标创历史最好水平，在保障全国电网安全稳定运行、全国电力生产任务的完成以及电力改革的顺利实施和全国互联电网运行等方面发挥了重要的作用。 2.3 标准化、规范化工作取得较大进展 2001年以来，我国电网调度自动化专业相关标准制定与应用工作取得了较大发展。主要表现在：IEC 60870-5-101，IEC 60870-5-104标准，IEC 60870-6-503，IEC 60870-6-802(TASE2)等调度自动 化相关标准已正式成为我国国家标准或电力行业标准;DL/T743—2001《电能量远方终端》、GB/T 13730—2002《地区电网调度自动化系统》等标准已正式出版执行。TASE、l01、104等通信标准已在国调、华中网调以及江苏、安徽、福建、重庆等省(市)调获得了迅速的应用，取得了较好的效果;国调已通过102标准直接采集到龙泉、政平换流站和三峡电站联络线关口计量信息。另外，API工作组在国调中心已先后组织了2次互操作连通试验，使国内的开发厂家加深了对IEC 61970标准的理解，积累了系统互联互操作的经验;全国电力系统控制及其通信标准化技术委员会专门组织有关专家及时翻译了 IEC 61850变电站通信网络和系统系列标准，对于国内相关技术人员及时跟踪和掌握该系列标准的进展情况，起到了很好的作用。以上表明，我国电网调度自动化的标准化工作已初步实现了与国际接轨。 2.4 电力二次系统安全防护工作取得初步成果 自2002年5月8日国家经贸委颁布了第30号令《电网和电厂计算机监控系统及调度数据网络安全防护规定》后，国家电力公司和电网公司进行了积极的贯彻和执行，成立了全国电力二次系统安全防护领导小组和工作小组，出台了一系列的安全规定和防护措施。电网和电厂计算机监控系统及调度数据网络是整个二次系统安全防护的核心，为此，国调中心专门组织成立了以部分网省调及科研单位技术人员组成的安全防护专家组，先后起草了《全国电力二次系统安全防护总体框架》和《全国电力二次系统安全防护总体方案》(该方案经过多次讨论修改已形成第七稿)，确定了"安全分区、网络专用、横向隔离、纵向防护"的总体防护策略和"统一领导、分级管理、总体设计、分步实施、远近结合、突出重点<