县级调度自动化系统的设计和改造

课题名称县级调度自动化系统的设计和改造年级/专业电气工程及其自动化学号学生姓名1目录1.兴化电网及调度自动化系统发展概况1.1电网现状与发展1.2调度管理关系及远动信息传输方式1.3电力通信网概况1.4调度自动化主站系统现状1.5调度自动化厂站端远动系统及其通道情况1.6其他自动化系统1.7现有调度自动化系统存在的问题2.系统改造规模与总体要求2.1系统改造目标2.2系统改造规模2.3系统设计原则3.调度自动化系统设计3.1系统体系结构3.2系统安全措施3.3硬件配置模式和系统网络结构3.4系统硬件配置3.5前置机和通道柜3.6调度员工作站23.7维护工作站3.8应用软件(PAS)工作站3.9运方工作站3.10网关兼网络管理工作站3.11网络交换机3.12调度自动化系统的电源3.13系统软件配置3.14防病毒软件3.15图形与人机联系软件3.16SCADA功能软件3.17电力系统应用软件(PAS)3.18监控中心3.19与其它系统的接口4.新老调度自动化系统的过渡4.1新老系统过渡的基本要求4.2新老系统过渡的措施5.自动化系统改造设备增添3前言我国县级电力调度自动化工作起步于80年代中期，到90年代初期，部分县级电力系统加装了简单的调度自动化设施。兴化市电网调度自动化系统于1994年投运(南瑞农电DD-93系统)，1995年通过了江苏省调度自动化系统实用化验收。目前使用主站系统是1999年改造的SE-900系统。随着兴化市电网的不断发展，对调度自动化系统的要求也越来越高，系统的一些缺点和不足之处逐渐暴露出来，现系统缺少如网络拓扑、状态估计、负荷预报、调度员潮流、智能调度操作票预演等高级应用软件，无法向调度员提供全面了解电网运行状况、辅助调度员正确及时制定电网调度计划的手段。随着电网规模的日益增大，高级应用功能的需求愈加迫切。为了建设一个功能完善、性能稳定的调度自动化系统，笔者认为兴化供电公司调度自动化系统的建设应借鉴电网的运行经验，适应电网的发展要求，满足电网安全调度、优质运行的需求。笔者对目前先进的调度自动化系统进行调研后，提出兴化调度自动化系统的更新方案。更新后的调度自动化系统技术上可达到目前国内该领域的先进水平，系统在未来5到8年内应能满足电网发展和科技发展需求，在实用化验收合格的基础上，使电网调度自动化的水平再上一个新台阶。4县级调度自动化系统的设计和改造[摘要]笔者根据对兴化县级调度自动化现状的分析，从电力通信网、远动系统、通道等方面进行调查，查找兴化调度现有的调度自动化系统存在的一些问题，再根据目前调度自动化系统运用的先进手段，提出对县级调度自动化系统的设计和改造方案，从目标、规模、设计原则三方面确定改造内容，最终解决网络结构、工作站运行、配置等一系列需要解决的问题。改造后的调度自动化系统能够基本满足5到8年内应能满足电网发展和科技发展需求。1兴化电网及调度自动化系统发展概况1.1电网现状与发展兴化电网包括22座变电所，其中220KV等级的2座（顾庄变、昭阳变）；110KV电压等级的7座（分别为兴化变、安丰变、大垛变、八里变、赵万变、戴南变、东陈变）；35KV等级的13座（分别为崔垛变、严家变、钓鱼变、兴东变、大营变、舍陈变、戴窑变、荻垛变、陶庄变、史堡变、张郭变、茅山变、陈堡变）。另有电厂2座，兴化热电厂和戴南电厂。下图为兴化电网地理接线图。兴化电网35kV线路已经形成环网，部分110kV线路业已经形成环网。兴化电网地理接线图5根据规划，2005年将新建1个220kV变电站，2个110kV变电站。2005年变电站/电厂总数为27个。未来几年基本上每年要建新的变电站。1.2调度管理关系及远动信息传输方式根据“统一调度，分级管理”的原则，结合兴化市电网实际的调度管理情况，兴化市电网分为省、地、县（市）调三级调度管理。其中，顾庄变、昭阳变220KV部分由江苏省调直接调度。部分110KV线路由兴化市调负责调度。其余的110KV线路、开关、刀闸由泰州地调直接调度管理。除了上述的220KV顾庄变、昭阳变、部分110KV变电站有多级调度关系外，兴化市电网内的其它变电所包括110KV电压等级的变电站、35KV电压等级的全部变电站由兴化市调直接调度管辖。1.3电力通信网概况兴化市电网22座变电所和2座电厂全部接入电力信息网。兴化市电力信息网信道传输系统制式采用ATM异步传输模式，主环及支环网及支线上的站点均采用ATM交换设备，构成兴化电力信息网主网架。该网络为双环形结构具有较高的可靠性，传输容量为155Mbit/s可以满足当前的生产需要，且留有一定的发展空间和扩展余地。利用ATM技术的统计复用特性，为突发性宽带信息提供共享带宽，使有限带宽得以充分合理的利用。每个变电所提供点对点4线模拟通道，同时都配了以太网板（或者桥接设备），提供多个10M以太网RJ45接口，和1个100M以太网RJ45接口。目前，变电所和主站用模拟通道通信，已经具备了变电所用网络化接入系统的条件。兴化供电公司有三个监控中心，全部提供10M/100M以太网RJ45接口。1.4调度自动化主站系统现状兴化市电网调度自动化系统于1994年投运(南瑞农电DD-93系统)，19956年通过了江苏省调度自动化系统实用化验收。目前使用主站系统是1999年改造的SE-900系统。兴化市调的SE-900系统通过集线器构成容量为100Mbit/s的以太网结构。系统主要由1台历史数据服务器、2台前置机、2台调度工作站、1台维护工作站，1台WEB服务器等设备构成。调度自动化系统通过WEB服务器与局域网连接。历史数据服务器为DELLPE1000P3服务器，Windows2000操作系统。没有数据库系统，数据以文件形式保存。2台前置机为DELLOptiPlexGX1P3微机。配1:16MoxanPoerServer4个，扩充2*32个串行口。配32路通道板，单通道。维护工作站和WEB服务器为DELLGX260P4微机，Windows2000操作系统。这两台机器作为维护工作站，可以继续使用。2003年配有HP5000A3激光打印机一台，可以继续使用。UPS为95年配，3kVA，已经不能使用。有桌面方式GPS一台，功能有缺陷。有三个监控中心，分别为城区监控中心（位于110kV兴化变）、安丰监控中心（位于110kV安丰变东侧）、顾庄监控中心（位于220kV顾庄变内）。其中城区监控中心直接和SE-900系统相连，为SE-900系统的延伸。另外两个监控中心为独立系统，归属生技科管辖。现有SE-900系统的功能：（1）系统目前主要实现了SCADA功能，可以完成数据采集、画面显示、报表打印、历史数据查询、事故告警、遥控、遥调及数据转发等基本功能。（2）系统有GPS时钟，但与变电所未能实现网络对时。（3）通过WEB机实现调度自动化系统与公司MIS系统互联，在MIS系统中以可查看电力生产实时数据。71.5调度自动化厂站端远动系统及其通道情况目前兴化电网的24座变电所/电厂全部配置远动装置，实现了远动信息的远传。远动系统采用的规约为新部颁CDT规约。1.6其他自动化系统目前，兴化供电公司在三个变监控中心都安装了专门的无功优化工作站。城区监控中心无功优化工作站直接和调度自动化系统挂在一个网络上，电压无功控制软件直接接收SE-900系统的数据。信息中心有专门的电能量管理系统，和调度自动化系统没有数据接口。1.7现有调度自动化系统存在的问题随着兴化市电网的不断发展，对调度自动化系统的要求也越来越高，系统的一些缺点和不足之处逐渐暴露出来，主要表现在以下几方面：（1）目前系统的体系结构已经落后。SE-900为简单分布式系统，网上的各台工作站配置相同，虽然网络维护简单，各工作站之间存在数据不一致问题，系统开放性差，和其他系统互连及数据共享不方便。（2）系统未采用可靠的数据库系统。系统历史数据库采用文本文件格式存储数据，数据没有保密性，不能保证数据库的安全性。（3）系统容量不足。系统没有数据库平台，存在设计容量的限制，包括接入厂站数量的限制和每一个厂站YX/YC/YM等数据量的限制。（4）系统功能不能满足要求。比如报表软件不具备灵活的制表和查询功能，每日报表尚需人工分析等。（5）系统的一些实用功能还有待开发，系统缺少必要的高级应用软件。由于现系统缺少如网络拓扑、状态估计、负荷预报、调度员潮流、智能调度操作票预演等高级应用软件，无法向调度员提供全面了解电网运行状况、辅助调度员正确及时制定电网调度计划的手段。随着电网规模的日益增大，高级8应用功能的需求愈加迫切。（6）随着通道的多种实现手段，前置系统的功能已不能满足要求。系统必须具备多种接口方式（如RS232方式和TCP/IP网络通信方式等），同时应能支持多种远动通信规约(CDT、101、104等）。系统应支持双通道通信方式，具有双通道自动切换功能。（7）无法满足变电所无人值班的需要。按照运行规程要求，无人值班变电所必须具备两条独立的主备通道，在主站端系统必须具有双通道切换装置，但是目前该系统并不能满足此要求。（8）WEB机不能安全有效地与公司MIS网隔离，缺少软、硬件防火墙。（9）WEB上的报表数据必须通过人工方式从报表管理机向WEB机发送，很不方便。由上分析可知，兴化供电公司调度自动化系统急需要升级，包括计算机和网络硬件的全面升级，以及调度自动化系统软件的全面升级。92.系统改造规模与总体要求2.1系统改造目标一、兴化供电公司调度自动化系统的建设应借鉴电网的运行经验，适应电网的发展要求，满足电网安全调度、优质运行的需求。在实用化验收合格的基础上，使电网调度自动化的水平再上一个新台阶。二、用先进可靠的技术，符合计算机技术、网络技术、通信技术的最新发展趋势。更新后的调度自动化系统技术上应达到目前国内该领域的先进水平。系统在未来5到8年内应能满足电网发展和科技发展需求。2.2系统改造规模兴化供电公司电网调度自动化系统应是在统一平台基础上的，将SCADA软件、应用软件(PAS)、实用软件集成在一起的计算机系统。系统采用基于100M以太网的客户/服务器方式，包括调度中心计算机系统和监控中心计算机系统两大部分。系统配备SCADA功能、PAS功能和实用软件功能。调度中心计算机系统配置：系统服务器2台，WEB服务器1台，前置机2台，调度员工作站2台、远动维护工作站2台、PAS工作站1台，运方工作站1台、网关兼网络管理工作站1台，A4激光打印机1台。为每个监控中心配监控工作站2台，监控中心工作站配置A3激光打印机1台。系统串口按32路双通道考虑，并考虑将来新的变电所用网络方式接入系统。通道板按接入32路厂站（双通道）配置（接入24座变电所，1路转发市调，一定的备用），考虑到将来变电所要通过网络方式接入系统，本设计为变电所网络化接入保留一定数量的网络接口。2.3系统设计原则一、系统安全性：兴化供电公司调度自动化系统的建设坚持安全的原则，必须具备可靠性高的自身安全防护设施，充分保证系统整体的安全稳定，利用技术手段保证监控操作的安全可靠，有效地防止黑客的非法侵入和病毒的感染，10保证网络的安全。二、实用性。兴化供电公司调度自动化系统的建设应体现实用性的原则，根据电网发展的实际情况和运行管理的实际需要来进行。三、系统互联。系统应留有与兴化供电公司电网调度中心现有及将建设的其它信息处理系统通信接口的能力，如调度管理信息系统(DMIS)、配电自动化系统等，充分考虑调度自动化系统和以上系统的信息交换的需求。此外，新系统还应考虑和上级电力调度部门的电网调度自动化系统的互联，实现与泰州市调之间的实时数据、历史数据、考核数据、计划数据的双向通信。四、主站端系统的设计应充分考虑兴化供电公司电网的电力信息基础设施情况，如变电所的综合自动化设备和远动设备、电力信息传输网络等，充分利用已有系统资源和设备，减少因新系统的建设而带来的配套设施的建设，避免重复投资，降低工程造价。五、新系统应为用户提供进行二次开发的手段，保证系统不仅满足用户当前的功能需求，而且能满足用户增加新功能的需求。用户可以自行追加新的