现代电力调度越来越离不开调度自动化系统的技术支持,调度自动化系统已经成为现代电力调度的必备工具。调度自动化系统中数据正确与否直接关系到电网调度人员对电网运行工况的分析、判断、状态估计、调度员潮流、静态安全分析和短路计算以及电网远方遥控操作的正确性。因此,提高地区电网调度自动化数据可靠性非常重要。

1　记忆型SCADA

目前变电所RTU (远方终端单元)无记忆存储功能,采集数据直接上送至主站系统。由于外界自然、人为和技术原因,调度自动化系统通信中断时有发生。RTU采集的现场数据无法及时上送至主站系统,造成现场数据丢失,使主站系统数据中断、缺失。数据的不连续和不完整影响了调度员对电网故障与变电站事故全面、正确分析,甚至威胁电网的安全运行。因此,有必要开发记忆型SCA-DA系统,实现采集数据缓冲存储和自动化数据断点续传,降低整个通信链路异常和中断对调度自动化系统的影响,保证自动化数据的有效性、连续性、完整性、真实性,减少事故发生,保障电网安全。

以采用CDT (循环数据发送)远动规约的情况为例,利用现有远动通道,主站和子站系统扩展CDT规约,增加主站召唤时标数据及响应时标数据报文,升级现有变电所RTU硬件配置,增加电子盘,就地存储带时标数据,响应召唤上送带有时标数据。在监控中心SCADA开发断点数据检索软件和断点数据召唤软件,自动检测通道与断点数据,向RTU自动或手动召唤断点数据并补存丢失数据,实现调度自动化数据断点续传。

断点续传有效地降低了整个通信链路异常及故障对调度自动化系统的影响,保证自动化数据的有效性、连续性、完整性,使系统报表和统计数据更准确、更完整。为调度员安全、准确、迅速分析和处理电网故障提供完整、准确的信息支持。

2　地区电力调度EM S与集控站SCADA互传遥测和遥信信息备用

专线通信和数据网通信的并列运行,已使地区电力调度EMS与集控站SCADA信息来源的通信信道比较坚强。但对于未形成环状的光纤线路,光缆的中断意味着专线通信和数据网通信的同时中断;RTU通信模块、通信系统和主站前置系统中任一环节失效均会导致地区电力调度EMS或集控站SCADA失去数据来源。因此开发地区电力调度EMS与集控站SCADA信息通信信道十分必要。地区电力调度EMS与集控站SCADA实现计算机通信互传遥测和遥信信息,二者采用相同的信息表。前置系统实时监测通道状态,优先从质量更优的通信信道取数据;当专线通信和数据网通信均不满足要求时,取计算机转发的数据。

主站系统画面以图标形式显示当前正在取用的信息源,对不可利用通道给出报警。

地区电力调度EMS与集控站SCADA计算机通信互传遥测和遥信信息作为一信息信道,可以降低任一主站系统与变电站失去联系的概率,提高主站系统数据来源的可靠性。

3　负荷预测软件数据源的可靠性

当地区电力调度建设有SCADA/PAS (高级分析软件) /TMR (电量计量系统),同时能够读取上级电力调度TMR对本地区电网电量考核数据时,负荷预测软件应能读取多个数据源的数据,以提高数据源的可靠性和软件运行的灵活性。

负荷预测软件应能对以下3种数据进行修正、补足:上级电力调度TMR对本地区电网时段电量考核数据;本地区电力调度SCADA积分时段电量数据;本地区电力调度TMR时段电量数据。历史负荷数据应去除各种人为和突发干扰因素,更接近概率统计规律,提高负荷预测的精度。

a.取相同设备(相同预测范围)最近类同日相同时段的负荷变化规律,作为测计期内负荷的变化规律。

b.取相同设备(相同预测范围)最近类同日和计算日设备停运前(事件发生前) 3个点各自负荷平均值的比值作为计算日负荷计算的比例修正系数。

c.以事件发生前(限电、检修、事故和重大事件)的负荷值为基数,按照最近类同日相同时段的负荷变化规律,乘以比例修正系数,便得到已补足由于限电、检修和事故所造成的少送电量(负荷),去除由于重大事件而增加的电量(负荷)的历史负荷数据。

d.为降低由于RTU传感器精度下降、标度变换系数的不正确和数据链接错误等原因造成原始数据的失真,定期保存关口点状态估计的计算结果与SCADA采集数据比对,超差报警。对于超差的量测经人工确认后修正。

以上数据应建立独立数据库,以确保负荷预测软件数据源的可靠性和软件运行的灵活性。

4　调度自动化系统升级换代优化方法

由于原有主站(集控站)系统的数据结构、类型和范围与升级改造后的系统可能完全不同,需要进行数据分析、提取、整合重新导入。采用计算机自动转录方式,通过编制数据转录系统软件解析原有主站(集控站)系统的数据结构、格式、图形定义和数据范围,将原有系统的数据库、历史数据和图形信息快速、高效、准确移植到新主站(集控站)系统,有效保证数据的完整性、正确性、真实性和连续性,避免人工转录数据不准确。系统经现有系统供货商授权获取源数据定义格式,通过接口程序(转换程序)将旧的非标准数据库(文件库)转变成标准的商业数据库Oracle或Sybase库文件格式;将私有结构图形文件转变成具有公共属性结构的图形存储格式;将历史数据转存到新的历史数据库,实现数据为多个系统复用和共享。数据库(厂站信息表)、图形文件(接线图)和历史数据转换快速完成,保证了数据连续性,实现由原系统到新系统的平稳过渡和无缝连接。

在设计时考虑了不同自动化系统间、上下级调度自动化系统间、与气象台和AVC等其他计算机系统间通信的一致性或兼容性,保证了工程的顺利进行。

5　变电站自动化设备更换对电网监控的无缝过渡

5·1　前提条件

a.变电站主控室在空间上能够容纳新旧2套自动化装置同时运行,各自独立,互不干扰。

b.变电站到监控中心有富余通信信道。

c.主站系统具有与其他变电站接入能力。

5·2　技术方案

变电站的改造采用新、旧2套装置同时运行,新自动化装置进行改造后设备数据采集和信息上传,旧自动化装置进行尚未改造设备的数据采集和信息上传。申请新的通信信道,负责新设自动化装置对监控中心(省调、地调和集控站)的信息传输。主站建立与新建自动化装置相应的前置通道和数据库,将新、旧2个系统上传信息显示在同一个画面和报表上,满足监控中心对自动化信息的要求,确保监控中心对变电站的实时监控,实现变电站自动化设备更换对调度业务没有影响。

6　重要供电负荷区域集控站简易型SCADA完善安全可靠性

现有部分集控站SCADA (特别是220 kV集控站SCADA)由于资金原因大多采用双机工作站,双前置机工作模式,没有专门的数据库服务器,数据库在2个工作站上分别运行2个副本,一直存在系统数据(数据库和画面)无法自动同步。对集控站SCADA数据的每次修改都需人工数据同步,

往往造成双机数据不一致,存在遥控误操作事故的安全隐患。另一方面,系统在运行中经常因双机数据差异、进程失步、网络故障、数据共享冲突等导致系统运行异常。

6·1　改造方案

在集控站自动化系统上增加1台数据库服务器,运行系统数据库、实时数据库,存储历史记录(运行日志、操作记录、闭环记录、报表曲线数据、报警信息等)。服务器通过外加网卡与第三网(SCADA主站、MIS、数据网等)隔离通信。对原集控站软件进行升级,实现数据一致性,增强系统的稳定性、安全性。

6·2　改造效果

a.保证数据一致性。双前置、双工作站共用同一数据库,保证了报表数据、事故记录、运行日志的统一,便于系统分析、事故查询。

b.保证主站系统的闭环控制。遥控表存储在服务器中,不再使用后台工作站的遥控表。当地遥控或主站闭环遥控时,系统只需在服务器中检索遥控对象号,避免遥控号不一致而造成的遥控失败。达到实时调度、实时控制,保证重要负荷地区的电网运行效率。

c.提高集控站系统的安全性。通过增加服务器,系统与外界相对隔离,第三网只能通过服务器的另外网卡与服务器专用程序进行通信,病毒或黑客无法进入集控站的局域网系统。

d.提高集控站系统的稳定性。通过软件改造升级,缓解了前置、后台机工作负荷,将繁重的数据库处理和数据记录工作分担给服务器。