摘要：敘述了CC－2000調(diào)度自動(dòng)化統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）的功能，在功能設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、運(yùn)行維護(hù)等方面所作的工作，以及在華北電網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用情況，特別指出了事故追憶功能在華北電網(wǎng)1999年“7．20”、“7．21”兩次事故中所發(fā)揮的前所未有的重要作用。 關(guān)鍵詞：電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)；注重實(shí)用；事故追憶 1　前言 　　我國(guó)各級(jí)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)（EMS／DMS）功能和應(yīng)用水平取得了質(zhì)的飛躍。國(guó)內(nèi)多個(gè)EMS／DMS開(kāi)發(fā)廠(chǎng)商在引進(jìn)消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，結(jié)合國(guó)情自行開(kāi)發(fā)，不斷推出適合我國(guó)電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行管理和生產(chǎn)實(shí)際需求的EMS／DMS系統(tǒng)。具有我國(guó)自主版權(quán)的開(kāi)放式、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、事件驅(qū)動(dòng)處理的CC－2000電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，于1999年7月在華北電網(wǎng)調(diào)度指揮中心投入試運(yùn)行，取代了從英國(guó)西屋公司引進(jìn)的WESDAC－32能量管理系統(tǒng)。這標(biāo)志著華北電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)入了一個(gè)新階段。對(duì)于一套EMS系統(tǒng)，從其功能和作用而言，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控（SCADA）功能是最基本也是最重要的應(yīng)用。本文結(jié)合CC－2000電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的SCADA功能應(yīng)用，從設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、運(yùn)行維護(hù)以及滿(mǎn)足生產(chǎn)運(yùn)行需要的實(shí)際應(yīng)用等方面，總結(jié)一些工作體會(huì)，供有關(guān)人員參考。 2　注重基礎(chǔ)，結(jié)合實(shí)際，強(qiáng)化實(shí)用 　　為使華北電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)真正成為電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行管理所依賴(lài)的技術(shù)手段。首先應(yīng)保證反映電網(wǎng)運(yùn)行工況的實(shí)時(shí)信息能全面、準(zhǔn)確、可靠、及時(shí)地傳送至EMS主站系統(tǒng)。EMS主站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)采集來(lái)的實(shí)時(shí)信息進(jìn)行快速、準(zhǔn)確、靈活的加工處理，利用一系列應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的調(diào)度和管理。華北電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)專(zhuān)業(yè)人員，歷經(jīng)幾代調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)和生產(chǎn)實(shí)踐，逐步總結(jié)和完善了系統(tǒng)的應(yīng)用，積累了一些經(jīng)驗(yàn)，特別是在SCADA功能發(fā)揮實(shí)用方面做了很多工作。 　　（1）注重基礎(chǔ)自動(dòng)化，確保數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行 　　遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)是EMS的一個(gè)子系統(tǒng)，包括對(duì)調(diào)度范圍內(nèi)發(fā)電廠(chǎng)和變電站實(shí)時(shí)運(yùn)行工況信息的采集、處理、傳輸和顯示等全部功能與設(shè)備。多年來(lái)，筆者堅(jiān)持貫徹執(zhí)行“遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備選型盡可能統(tǒng)一，遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約務(wù)求一致”的技術(shù)方針，對(duì)網(wǎng)內(nèi)遠(yuǎn)動(dòng)廠(chǎng)（站）配備了成熟可靠并具有運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備。同時(shí)，對(duì)重要廠(chǎng)（站）和有條件的廠(chǎng)（站）實(shí)現(xiàn)了主／備遠(yuǎn)動(dòng)通道，使得華北電網(wǎng)具有良好的遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)。以遠(yuǎn)動(dòng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)作為電網(wǎng)調(diào)度和發(fā)、供、用電生產(chǎn)運(yùn)行考核與管理的依據(jù)，也是華北電網(wǎng)多年執(zhí)行的技術(shù)方針。目前，EMS主站系統(tǒng)采集電網(wǎng)調(diào)度需要的遠(yuǎn)動(dòng)信息的采集覆蓋率達(dá)到100％（直調(diào)的發(fā)電廠(chǎng)和重要變電站的遠(yuǎn)動(dòng)信息直接采集，互聯(lián)相鄰電網(wǎng)重要信息通過(guò)計(jì)算機(jī)通信進(jìn)行收集）。全網(wǎng)專(zhuān)業(yè)人員對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的認(rèn)真運(yùn)行維護(hù)和完善的專(zhuān)業(yè)管理，基本保證了遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)的全面、準(zhǔn)確、可靠。 　　EMS／DMS主站系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)（習(xí)慣上稱(chēng)為前置機(jī)系統(tǒng)）是收集與處理各廠(chǎng)（站）遠(yuǎn)動(dòng)信息的重要功能結(jié)點(diǎn)，也是各廠(chǎng)（站）遠(yuǎn)動(dòng)信息進(jìn)入調(diào)度主站系統(tǒng)的把關(guān)者，或者說(shuō)是信息交換的瓶頸。前置機(jī)系統(tǒng)的功能與作用至關(guān)重要。若這一功能結(jié)點(diǎn)失效，或運(yùn)行不穩(wěn)定可靠，那么調(diào)度主站系統(tǒng)就失去信息源，勢(shì)必影響EMS／DMS的正常功能應(yīng)用。所以CC—2000電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的前置機(jī)系統(tǒng)配置必須注重其可靠性和可維護(hù)性。 　　·為確?？煽啃?，除了對(duì)前置機(jī)（Motorola公司的MVEM工控機(jī)）、接收廠(chǎng)（站）遠(yuǎn)動(dòng)信息的接口板以及通道接口，均采用冗余雙機(jī)（雙接口板、雙通道接口）配置外，對(duì)于重要廠(chǎng)（站）配備了雙MO－DEM。這些主要設(shè)備及器件均處于互為熱備用的工作狀態(tài)，并具備自動(dòng)／手動(dòng)切換功能。 　　·為及時(shí)掌握前置機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和快速處理故障及異常，提供了友好、靈活的人機(jī)界面和維護(hù)手段。通過(guò)監(jiān)視與維護(hù)畫(huà)面可監(jiān)測(cè)：主／備前置計(jì)算機(jī)、廠(chǎng)（站）RTU、接收廠(chǎng)（站）主／備接口板以及各廠(chǎng)（站）主／備遠(yuǎn)動(dòng)通道的運(yùn)行狀態(tài)。在監(jiān)視畫(huà)面上，形象地描述了這些設(shè)備器件之間的物理位置與邏輯連接關(guān)系。為了監(jiān)視遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和正確性，在各廠(chǎng)（站）接線(xiàn)、系統(tǒng)潮流、發(fā)電表單、電壓表單及供電負(fù)荷等各類(lèi)畫(huà)面中，對(duì)任一遠(yuǎn)動(dòng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以規(guī)定的不同顏色表征其是好數(shù)據(jù)還是壞數(shù)據(jù)。 （2）幾個(gè)成功的技術(shù)處理應(yīng)用 　　在保證SCADA基本功能穩(wěn)定可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)上，借鑒以往的經(jīng)驗(yàn)和充分使用遠(yuǎn)動(dòng)信息資源，重點(diǎn)對(duì)實(shí)時(shí)信息進(jìn)行科學(xué)的加工處理，提供方便靈活的維護(hù)手段。解決了在重要的遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)參加各類(lèi)統(tǒng)計(jì)與計(jì)算過(guò)程中，由于遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)出錯(cuò)導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)與計(jì)算嚴(yán)重偏差的問(wèn)題，確保了SCADA功能的實(shí)現(xiàn)。 　　·取對(duì)端數(shù)據(jù)　為統(tǒng)計(jì)省網(wǎng)間送受電力情況，或者計(jì)算網(wǎng)內(nèi)各地區(qū)供電負(fù)荷，需要將網(wǎng)間聯(lián)絡(luò)線(xiàn)或地區(qū)負(fù)荷分界點(diǎn)線(xiàn)路規(guī)定的一端（計(jì)算點(diǎn)）的潮流值用于相應(yīng)的計(jì)算公式。缺少這些重要線(xiàn)路的計(jì)算點(diǎn)潮流值或者出錯(cuò)，將直接影響到相關(guān)的重要計(jì)算結(jié)果。為解決這個(gè)問(wèn)題，將線(xiàn)路兩端的潮流值通過(guò)兩端的站（廠(chǎng)）RTU傳送至調(diào)度主站。當(dāng)計(jì)算點(diǎn)潮流值出錯(cuò)或本端站（廠(chǎng)）RTU檢修停運(yùn)時(shí)，可以暫時(shí)采用取線(xiàn)路對(duì)端的潮流值來(lái)代替（只存在線(xiàn)損誤差）。這樣就可以保證統(tǒng)計(jì)與計(jì)算結(jié)果的基本正確性和連續(xù)性。在解決這一功能的同時(shí)，人機(jī)界面提供了方便靈活的在線(xiàn)操作手段。 　　·多數(shù)據(jù)源處理　由于歷史原因，在某些重要廠(chǎng)（站）安裝了兩臺(tái)RTU（Polling方式和CDT方式通信規(guī)約并存），而且通道資源又保證了兩臺(tái)RTU信息均傳送至調(diào)度主站；同時(shí)通過(guò)省／地調(diào)計(jì)算機(jī)通信方式又可以收集這一廠(chǎng)（站）的信息。為此，同一廠(chǎng)（站）的數(shù)據(jù)由不同設(shè)備和渠道采集到調(diào)度主站，這樣就出現(xiàn)了多數(shù)據(jù)源。為了充分利用同一廠(chǎng)（站）的多數(shù)據(jù)源，采用了上述“取對(duì)端數(shù)據(jù)”的思路，以使每一數(shù)據(jù)均有價(jià)值。為實(shí)現(xiàn)多數(shù)據(jù)源處理功能，在SCADA數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中，在相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)表中定義兩個(gè)或三個(gè)源點(diǎn)（對(duì)應(yīng)兩個(gè)或三個(gè)數(shù)據(jù)源），同時(shí)再定義一個(gè)存放正確（或選定）結(jié)果的虛擬點(diǎn)（虛擬廠(chǎng)站）。對(duì)于該廠(chǎng)（站）的畫(huà)面顯示、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒏呒?jí)應(yīng)用軟件等應(yīng)用均使用虛擬廠(chǎng)站的虛擬點(diǎn)；歷史數(shù)據(jù)、特殊計(jì)算、上模擬盤(pán)的數(shù)據(jù)、運(yùn)行統(tǒng)計(jì)報(bào)表等均取虛擬點(diǎn)值。為便于維護(hù)及靈活的操作，人機(jī)界面提供了多數(shù)據(jù)源值的畫(huà)面，可自動(dòng)／人工選取多數(shù)據(jù)源廠(chǎng)（站）的各個(gè)數(shù)據(jù)源的全部數(shù)據(jù)以及某單點(diǎn)值，保證了這些重要廠(chǎng)（站）數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與可靠性。 　　·在線(xiàn)修改遙測(cè)極性和遙信接點(diǎn)狀態(tài)　對(duì)于遙測(cè)量，在保證量值準(zhǔn)確的同時(shí)必須保證其極性正確。否則，EMS系統(tǒng)顯示的電網(wǎng)潮流會(huì)發(fā)生混亂，或者導(dǎo)致有關(guān)的統(tǒng)計(jì)與計(jì)算結(jié)果嚴(yán)重出錯(cuò)。遙信量的狀態(tài)值則表示開(kāi)關(guān)非斷即合，所以更要求其數(shù)值準(zhǔn)確可靠。從專(zhuān)業(yè)技術(shù)管理上，職能部門(mén)都要對(duì)接入RTU的遙測(cè)量規(guī)定正極性；對(duì)遙信量統(tǒng)一接點(diǎn)狀態(tài)，如“1”表示合、“0”表示斷。正常情況下，遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)按已規(guī)定的“遙測(cè)量極性”和“接點(diǎn)狀態(tài)”在EMS系統(tǒng)中運(yùn)行。但是，對(duì)于基建、改擴(kuò)建等工程，在新增、修改調(diào)整遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)的工作完成后，由于種種原因出現(xiàn)的“遙測(cè)量極性”和“接點(diǎn)狀態(tài)”與規(guī)定的相反，會(huì)使遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)出錯(cuò)。從英國(guó)西屋公司引進(jìn)的WESDAC－32能量管理系統(tǒng)不具有在線(xiàn)修改“遙測(cè)量極性”和“接點(diǎn)狀態(tài)”的功能，而施工及專(zhuān)業(yè)維護(hù)人員已撤（遠(yuǎn)）離現(xiàn)場(chǎng)，只能離線(xiàn)修改數(shù)據(jù)庫(kù)，既費(fèi)時(shí)又影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。CC－2000電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)增加這一功能，實(shí)現(xiàn)了快速在線(xiàn)修改，然后再通知有關(guān)局（廠(chǎng)）到現(xiàn)場(chǎng)解決。 3　事故追憶功能在電網(wǎng)事故處理與分析中發(fā)揮重要作用　　 　　事故追憶（PDR）是SCADA應(yīng)用的一項(xiàng)重要功能。該功能在華北電網(wǎng)原有調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中一直沒(méi)能發(fā)揮其應(yīng)有的作用。在CC－2000電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中，借鑒以往的經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合實(shí)際需要，注重了PDR功能的實(shí)用。 　　該功能可對(duì)SCADA數(shù)據(jù)庫(kù)的全部實(shí)時(shí)信息，以5 min（時(shí)間可調(diào)）為周期的全數(shù)據(jù)斷面加上遙信遙測(cè)各種變化事件，對(duì)事故前和事故后各1 h（時(shí)間段可調(diào)）內(nèi)的事故全過(guò)程進(jìn)行全面的記錄保存；同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)事故過(guò)程進(jìn)行全場(chǎng)景的事故追憶和全過(guò)程連續(xù)反演的描述。各類(lèi)事故記錄可長(zhǎng)期保存在磁盤(pán)中，并可隨時(shí)提供追憶和反演；同時(shí)可對(duì)事故的任一斷面的數(shù)據(jù)及畫(huà)面拷貝打印。通過(guò)彩色激光打印機(jī)將一事故過(guò)程中需用的各個(gè)斷面打印裝訂，如同連環(huán)畫(huà)冊(cè)一樣描述事故過(guò)程，供領(lǐng)導(dǎo)及專(zhuān)業(yè)人員對(duì)事故的分析與查閱。 　　人機(jī)界面提供了方便的維護(hù)畫(huà)面和靈活的操作手段（PDR主控界面見(jiàn)圖1）。 　　PDR具有自動(dòng)和手動(dòng)兩種啟動(dòng)方式。在自動(dòng)啟動(dòng)方式下，觸發(fā)條件可以是網(wǎng)內(nèi)任一開(kāi)關(guān)遙信事故跳閘，可以是任一遙測(cè)量值越限，也可按事先定義的典型事件進(jìn)行啟動(dòng)PDR。PDR功能記錄追憶的范圍，可定義為對(duì)全網(wǎng)的描述，也可定義對(duì)網(wǎng)內(nèi)與事故相關(guān)的局部電網(wǎng)。 　　在CC－2000調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)投運(yùn)后，華北電網(wǎng)在1999年7月20和7月21日，先后發(fā)生了山西省網(wǎng)新店220kV變電站“720”事故和北京石景山熱電廠(chǎng)全廠(chǎng)停電事故（4臺(tái)機(jī)組，每臺(tái)裝機(jī)容量200MW）。尤其是“720”事故（由新店220kV站事故引起，導(dǎo)致神頭一電廠(chǎng)、神頭二電廠(chǎng)、陽(yáng)泉電廠(chǎng)和大同二電廠(chǎng)，共計(jì)9臺(tái)機(jī)組2100 MW，相繼停機(jī)），對(duì)華北電網(wǎng)正常運(yùn)行造成重大影響。由于CC－2000調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，為電網(wǎng)調(diào)度人員提供了實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、可靠的信息，特別是PDR功能的充分發(fā)揮，對(duì)電網(wǎng)事故分析起到了前所未有的重要作用。通過(guò)對(duì)兩個(gè)事故進(jìn)行全場(chǎng)景的事故追憶，為事故分析及典型事故案例的建立提供了詳實(shí)的信息數(shù)據(jù)歷史記錄資料。這一功能應(yīng)用，得到了國(guó)家電力公司和華北電力集團(tuán)公司領(lǐng)導(dǎo)以及電網(wǎng)調(diào)度人員的一致好評(píng)。 4　結(jié)束語(yǔ) 　　現(xiàn)代電網(wǎng)的調(diào)度運(yùn)行管理與發(fā)展越來(lái)越證明電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是保證電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)運(yùn)行不可缺少的重要技術(shù)手段。我國(guó)各EMS／DMS開(kāi)發(fā)廠(chǎng)商與各級(jí)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)專(zhuān)業(yè)人員密切合作，依靠自己的力量自行開(kāi)發(fā)的EMS ／DMS系統(tǒng)走向成熟，并在生產(chǎn)實(shí)際中發(fā)揮了巨大作用。隨著電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的深入開(kāi)展，EMS／DMS作為電力市場(chǎng)技術(shù)支持系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)將承擔(dān)和發(fā)揮著更大的作用。 作者簡(jiǎn)介： 韓福坤（1951－），男，高級(jí)工程師，長(zhǎng)期從事電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)工作； 李運(yùn)平（1965－），男，高級(jí)工程師，長(zhǎng)期從事電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化工作。