县级调度自动化系统的设计和改造.doc

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

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其它自动化系统
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
3.7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
3.16 SCADA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

前 言

中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年经过了江苏省调度自动化系统实用化验收。当前使用主站系统是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。笔者对当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当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。

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, 再根据当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
根据规划, 将新建1个220kV变电站, 2个110kV变电站。 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能够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。
当前, 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), 1995年经过了江苏省调度自动化系统实用化验收。当前使用主站系统是1999年改造的SE-900系统。
兴化市调的SE-900系统经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。调度自动化系统经过WEB服务器与局域网连接。
历史数据服务器为DELL PE 1000 P3服务器, Windows 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DELL OptiPlex GX1 P3微机。 配1:16 Moxa nPoer Server 4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DELL GX260 P4微机, Windows 操作系统。这两台机器作为维护工作站, 能够继续使用。
配有HP 5000 A3激光打印机一台, 能够继续使用。
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) 系统当前主要实现了SCADA功能, 能够完成数据采集、 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) 经过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。
1.5调度自动化厂站端远动系统及其通道情况
当前兴化电网的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其它自动化系统
当前, 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) 当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, 和其它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, 可是当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上的报表数据必须经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。
2.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当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经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, 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。
另外, 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, 保证系统不但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。用户能够自行追加新的功能, 并能随着计算机技术的发展而可靠升级。
3.调度自动化系统设计
3.1系统体系结构
一、 一体化结构
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一体化结构的计算机系统。
二、 客户/服务器和B/S体系结构
系统基于TCP/IP网络, 所有功能采用客户/服务器(Client/Server)和B/S( Browser/Server) 模式分布于网络中, 支持和管理网络中各自独立的处理节点, 使数据共享。
系统在逻辑上由客户机(Client)和服务器(Server)两部分组成。服务器的基本任务是数据维护和数据处理, 并响应客户机的请求向客户机传送格式化的数据信息。客户机则负责提供用户界面, 如图形、 表格以及声音、 动画等。系统客户机不拥有自己的历史数据库, 所有需要的数据及信息均取自于服务器, 因此每台客户机在任何时候均能够开启或关停而不影响其历史数据及信息查询。
系统前置机和服务器之间, 服务器和客户机之间的网络通信和数据传输应完全采用基于可靠连接的网络非透明通信方式(即点对点方式)。前置机接收厂站RTU的数据经过点对点的方式写入到服务器中; 客户机则是以一问一答的方式向服务器请求数据; 控制命令也是由客户机以点对点的方式传递给服务器, 服务器再以点对点的方式传递给前置机。
a)双机热备用配置。
SCADA服务器是调度自动化系统的核心, 从系统可靠性要求考虑, 配置双服务器。前置机是特殊类型的客户机, 完成系统和现场数据的接口任务, 配置双前置机。系统其它各种工作站均是客户机, 其数量理论上可根据需要任意配备。
b)建立”实时数据共享中心”
调度自动化系统的实时数据可在兴化供电公司整个企业网络范围内共享, 该功能经过建立”实时数据共享中心”的方法来实现。”实时数据共享中心”是调度自动化系统实时数据库子集的映射, 供其它信息处理系统查询、 调用。本设计中, ”实时数据共享中心”的功能由系统Web服务器来实现, Web服务器建立有其它信息处理系统所需的数据库, 包括各类历史数据等。Web服务器( 实时数据共享中心) 相对于调度自动化系统的服务器, 它只是普通的客户机。可是相对于其它系统的计算机而言, 它起到”实时数据共享中心”服务器的作用。因此, 电网调度自动化系统是一个二级结构的客户/服务器系统。
3.2系统安全措施
一、 鉴于《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》第三条规定”电力系统中, 安全等级较高的系统不受安全等级较低系统的影响。”根据规定, 应保证安全级别较高的调度自动化系统具有较高的安全可靠性, 与安全级别较低的其它系统有足够的安全隔离措施。
二、 调度自动化系统的实时数据可在兴化供电公司整个企业网络范围内共享, 可是其它信息处理系统不能直接访问调度自动化系统的数据库。为了能从结构及数据流向上完全隔离安全等级较低的系统与调度自动化系统之间的联系, Web服务器( 实时数据共享中心) 与系统数据库之间必须具有安全隔离措施。
三、 在Web服务器( 实时数据共享中心) 和调度自动化系统( 实时系统) 之间应设置”防病毒物理隔离设备”, 以实现调度自动化系统与其它系统的有效隔离, 保证系统的网络安全。防病毒物理隔离设备应内置防火墙功能, 防止外部非法侵入。调度管理信息系统( DMIS) 、 MIS系统和OA系统等安全等级低于调度自动化系统的管理系统, 经过访问Web服务器( 实时数据共享中心) 实现和电网调度自动化系统的互联。
四、 电能量采集和管理系统、 以及将来可能要上的配网管理系统( DMS) 、 负荷管理系统和电力市场售电侧决策系统等与调度自动化系统具有相同安全等级, 这一类计算机系统与电网调度自动化系统存在双向的数据交流, 既需要从调度自动化系统获取数据, 为了实现某些功能也需要向调度自动化系统传送数据。对于这类系统能够统一采用”交换机+防火墙”的方式实现和电网调度自动化系统的互联。
五、 对利用拨号MODEM登陆到调度自动化实时系统的远程计算机, 也必须有一定的安全隔离措施, 限制非法用户的登陆。
3.3硬件配置模式和系统网络结构
硬件配置模式
兴化供电公司电网调度自动化系统基于100M以太网, 体系结构上采用二级结构的客户/服务器方式, 包括系统服务器, WEB服务器, 前置机, 以及调度员工作站、 监控工作站、 远动维护工作站、 PAS工作站、 网关兼网管工作站等,为保证调度自动化系统的安全性, 系统还包括防病毒物理隔离设备。
参见”附图: 兴化供电公司电网调度自动化系统配置参考图”。
系统网络结构
(1) 考虑到实用性和可靠性兼顾的原则, 系统采用100M以太网, 单网结构, 基于Switch Hub连接。
(2) 兴化供电公司设有3个监控中心。当前, 城区监控工作站和调度工作站作为不同的功能工作站接在同一个局域网(LAN)上。另外两个监控中心以后也要考虑和调度自动化系统的一体化集成。
(3) 将前置数据采集网与后台数据处理网分离。前置机配双网卡。前置机利用一块网卡和终端服务器连接在一起组成数据采集网。前置机的另一块网卡和系统服务器及其它功能工作站组成台数据处理网。将前置数据采集网与后台数据处理网分离, 层次清楚, 同时提高了系统可靠性。厂站RTU经过光纤用网络方式接入系统时, 能够直接接入到前置数据采集网中。
(4) MIS、 OA等非实时的计算机信息处理系统只能经过Web服务器( 实时数据共享中心) 和调度自动化系统互联, 从而起到物理隔离的作用, 保证调度自动化系统的安全性。在SCADA系统与Web服务器的连接处设置防病毒物理隔离设备。
(5) 调度自动化系统和配网管理系统( DMS) 、 负荷管理系统等实时系统的互连, 经过”交换机+防火墙”来实现。
3.4系统硬件配置
系统服务器
系统服务器是调度自动化系统的核心, 可靠性要求高, 建议配置双服务器, 并互为热备用。系统服务器至少有以下三方面的功能:
完成系统数据功能
负责维护和存储系统实时数据
负责维护和存储系统历史数据, 配CD-R/W光驱, 作为远动人员备份数据用
的工具, 数据库库信息及历史数据应能够分时段、 分类别灵活查询及形成文件包实现备份。
本期调度自动化系统选用主流品牌高档微机服务器, Xeon 2.4GHz 双CPU, 1GB内存, 73G的SCSI硬盘2个, 48XCD-RW, 10/100M 网卡, 1.44M软驱。微机服务器可上机架, 2台服务器配2m机柜1个。两台服务器公用键盘, 鼠标, 15"液晶彩显, 因此机柜需要配专门的道规和键盘、 显示器切换器。
实时数据共享中心兼Web服务器
配备实时数据共享中心兼Web服务器一台, 用于实现实时数据的全局共享。供电公司的管理信息系统(MIS)可从Web服务器内获取调度自动化系统运行的实时数据、 历史数据和统计数据。MIS及其它信息处理系统的用户及其应用软件对电网运行情况的监视只能经过Web浏览方式实现, 而且只能是读访问。能够浏览和发布的信息包括电网运行状态、 统计分析结果、 图形及报表、 历史数据等, 且具备权限等级浏览不同范围的设定。
Web服务器实现在MIS网、 远程工作站上进行电力系统运行数据的查询。其它信息处理系统的任何一台电脑只需安装Internet浏览器便可进行Web查询、 调用。
”实时数据共享中心”是系统实时数据和历史数据的数据镜像, 向调度管理信息系统( DMIS) 、 MIS系统和OA系统等安全等级较低的计算机系统提供数据服务。
实时数据共享中心具有较大的存储空间, 能够存储一年以内企业内各信息处理系统、 信息管理系统所需要的历史数据, 按照一定的周期从调度自动化系统拷贝数据, 更新存储在实时数据共享中心数据库中的最新电网数据。
实时数据共享中心兼Web服务器应具有较强的处理能力, 具有处理多进程、 多用户的能力, 在较多用户访问时能保证各用户具有较短的响应时间。
实时数据共享中心兼Web服务器经过物理隔离设备和SCADA系统相连。物理隔离设备起防病毒和防黑客入侵的作用。
Web服务器配置同系统服务器, 规格同系统服务器, Web服务器可上机架, 为Web服务器配2m机柜1个。
3.5前置机和通道柜
(1) 系统前置机负责采集调度自动化实时数据, 是系统与现场数据接口的关键部位, 选用高性能微机作为前置机, 配置双前置机, 并互为热备用。
(2) 根据兴化供电公司电网远动设备和通信系统的实际情况, 前置机应能接收经过光纤、 扩频、 载波、 音频电缆及以104规约为基础的网络通讯等各种通讯媒质传送来的远动信息。当变电所RTU经过调制解调器通信时, 前置机经过终端服务器接收厂站传送来的数据; 当厂站端远动设备配置网络接口和具备网络通道时, 前置机可经过网络交换机直接通信。
(3) 用终端服务器来扩充串行通信口。配机架式1:16终端服务器4台, 扩充2*32个串行通信口。本期需要经过终端服务器接入24个站, 1路转发( 转市调) , 另外考虑一定的备用, 配2*32路通道板。配32路双机双通道切换装置1套。
(4) 2*32路通道板需要2个4U通道机箱(要求模拟信号和数字信号可切换)。2个通道机箱、 以及双机双通道切换装置一起组屏, 配配2m标准通道机柜一个。GPS天文时钟安放在通道机中。机柜必须为将来扩充第3个通道机箱保留空间和布线位置。
(5) 为前置数据采集网配24口Switch Hub一个。当前使用6口( 2台前置机和4台终端服务器) , 另外18个Hub口为将来变电站网络化接入保留。
(6) 兴化供电公司电网调度自动化系统的前置机选用主流品牌中高档微机服务器( 机架式) : Xeon 2.4GHz CPU, 512MDDR内存, 36G SCSI硬盘, 40XCDROM, 15"液晶彩显, 软驱, 键盘, 鼠标, 10/100M 网卡*2。前置机微机可上机架, 2台前置机配2m机柜1个。两台前置机公用键盘, 鼠标, 15"液晶彩显, 因此机柜需要配专门的道规和键盘、 显示器切换器。
3.6调度员工作站
( 1) 配置2台调度员工作站完成对电网的实时监控功能。
( 2) 调度员工作站主要提供人机交互界面, 显示图形和实时数据、 PAS数据、 调度管理信息等。
兴化供电公司电网调度自动化系统调度员工作站选用主流品牌高档机, P4 2.6GHz CPU, 256MDDR内存, 80G硬盘, 48XCDROM, 音箱, 21"液晶彩显, 软驱, 键盘, 鼠标, 10/100M网卡。
3.7维护工作站
(1) 老系统的两台DELL P4危机能够继续使用, 本次工程配1台维护工作站。
(2) 维护工作站供自动化人员用来完成修改图形、 修改系统数据库, 制作/打印报表、 监视系统运行工况、 备份数据等一系列工作, 也可兼作为打印工作站。
(3) 必要时作为自动化人员备份数据用的工具。
远动维护工作站选用主流品牌高档微机: P4 2.6GHzCPU, 512MDDR内存, 80G硬盘( 7200) , 48×CD-R/W光驱, 17"液晶彩显, 键盘, 鼠标, 10/100M网卡, 支持USB2.0。
3.8应用软件(PAS)工作站
配置一台高档微机, 用于PAS计算, 完成相应的应用功能: 如网络拓扑及状态估计、 调度员潮流。
应用软件(PAS)工作站配: P4 2.6GHzCPU, 256MDDR内存, 80G硬盘, 48×CD-ROM, 17"液晶彩显, 软驱, 键盘, 鼠标, 10/100M网卡。
3.9运方工作站
配置1台高档微机, 提供给运行方式人员负荷预测等工作的使用。
运方工作站配置同应用软件(PAS)工作站。
3.10 网关兼网络管理工作站
(1) 配置1台网关兼网络管理工作站, 网关工作站负责把SCADA实时数据转发给WEB服务器。
(2) 网关工作站同时实现和现有电能量采集与管理系统、 线损分析应用软件、 电压无功控制软件等系统的接口。
(3) 将来其它系统能够经过网络交换机和网关接入到调度自动化系统中来。有可能接入的计算机控制系统如配电管理系统、 商业运营系统等。必要时, 它也能够考虑作为网络RTU的接入口。
(4) 在网关计算机上加装防火墙软件, 达到计算机系统互连的安全防范措施, 减少或杜绝经过其它计算机系统带来的对本系统的病毒危害和攻击。
网关工作站配置同应用软件(PAS)工作站, 配10/100M双网卡。
3.11 网络交换机
经过网络交换机实现整个调度自动化系统的网络硬件连接。兴化调度自动化系统包括前置数据采集网与后台数据处理网, 本次需要配置24口网络交换机三台, 其中:
( 1) 调度中心本期工程共配计算机14台以上, 需要占用至少14个网络口, 再考虑网络打印机, 为后台数据处理网的配24口网络交换机1台。
( 2) 为前置数据采集网配24口网络交换机1台, 同时提供将来RTU经过网络化接入系统。
( 3) 另外配置1台网络交换机(24口)实现与其它系统网络的互联。
3.12 调度自动化系统的电源
电网调度自动化系统需要配备交流不间断电源UPS设备, 以保证计算机系统电源的持续可靠供给。兴化调度自动化系统共有计算机14台以上, 按每台计算机平均500W考虑, 共记7000W, 打印机、 前置机通道柜和其它的一些网络设备总记不会超过程3000W, 因此考虑配备电源容量为10kVA。
电网调度中心对全网运行具有很高的重要性, UPS电源应保证足够的后备时间, 以使系统不受市电中断的影响或者使运行人员在市电中断期间能够充分采取应对措施, UPS电源应在市电失去后保证有2个小时的后备时间。
兴化调度自动化系统原来UPS, 95年开始使用, 容量3kVA, 应该更新。本次工程为服务器及调度工作站配备单独的UPS。本设计中电源采用1+1方式运行, 按配2套10kVA*2h电源考虑( 包括电池及电池架, 电源分配屏) 。
3.13系统软件配置
系统软件应采用功能化和模块化的设计。软件系统的结构为: 最底层为操作系统平台, 其次是数据库(DBMS)支撑平台, 然后是SCADA基础平台, SCADA基础平台之上是PAS应用软件模块以及其它功能模块。
为了保证系统的安全, 系统应安装防病毒软件。
操作系统及数据库系统
(1) SCADA系统服务器与Web服务器采用采用统一采用Windows Server操作系统。
(2) 数据库采用通用商用数据库系统。兴化供电公司的管理信息系统采用IBM DB2数据库,考虑到省公司已经购买全省范围电力系统领域的使用版权, 因此本次调度自动化系统要求使用IBM DB2数据库。
(3) 工作站( 客户机) 采用Windows Professional 操作系统, SCADA报表系统应基于Microsoft Excel实现, 因此完成报表制作和打印的工作站( 客户机) 应安装MS Office 套件。
3.14防病毒软件
在调度自动化系统的SCADA服务器、 WEB服务器以及所有工作站上, 应配置防病毒程序软件。
SCADA基础平台软件
(1)实时数据库管理系统软件
实时数据库专门用来提供高效的实时数据存取, 实现电力系统的监视、 控制和电网分析。由于系统采用客户/服务器体系结构, 实时数据库管理系统软件只运行在系统服务器上, 实时数据库也只存在于系统服务器上。
(2)历史数据库管理系统软件
历史数据库管理系统用来保存历史数据(包括曲线、 报表等采样数据、 告警信息记录等等)。和实时数据库一样, 历史数据库也只存在于系统服务器上。
3.15图形与人机联系软件
(1) 采用当前流行的工业标准软件, 基于统一的跨平台图形及人机界面系统。提供全Windows风格的人机界面, 全图形、 全中文对话、 全程中文帮助信息、 全鼠标操作画面窗口, 具有缩放、 漫游、 拷屏、 数据设置(有权限等级)等功能。
(2) 图形系统要支持多窗口分层、 大屏幕投影显示, 支持与数据库的关联, 可根据电力系统接线原理对各元件进行逻辑上的有机联系。
(3) SCADA和PAS应有统一的一体化的图形平台。
(4) 绘图软件应支持Windows操作系统画图功能中默认图形格式, 如: bmp、 Gif、 JPG等格式。
3.16 SCADA功能软件
(1) 前置机通信软件
l 实现与各种类型的终端进行通信(如RTU、 变电站综合自动化系统、 模拟屏、 转发等)、 规约解释、 收发数据、 数据预处理、 误码率统计、 通道运行率统计、 数据终端属性配置等功能。系统容量具有可扩充性, 不应该有设计上的限制。
l 前置机经过网络终端服务器扩充串行口实现和厂站RTU或者变电站综合自动化系统通信。应支持县级电网当前采用的所有通信规约和用户要求的通信规约, 除部颁CDT规约外, 特别还应包括IEC60870-5-101、 104规约等。速率为300～9600bps( 常规远动通道) 和2Mbps( 电力通信光纤网络) 。
l 能够实现电力通信网络和原有专线之间的切换。
l 新投运的厂站终端设备如果配备网络接口, 前置机能利用电力信息网实现和厂站终端设备的网络化通信, 支持采用IEC60870-104通信规约, 适应变电所自动化系统网络化改造的需求。
(2) 数据处理和控制软件
l 能处理各种模拟量、 状态量、 脉冲量等数据, 以图形、 表格、 文字等形式进行显示, 并保存所有要求的信息。
l 对遥测量越限、 开关/刀闸状态变化、 保护动作等可给出推画面告警及语音报警, 并记录归档, 提供事故追忆功能, 以及事故报警方式选择、 时间设定。可进行遥控、 遥调、 对时等操作。
l 提供各种计算和统计值, 如电压合格率、 功率总加等, 并能自定义公式。各种采集量及计算量能在线修改及打印, 能提供较友善的人机界面。
l 其系统模块至少应包括: 数据采集及处理子系统、 计算引擎及计算子系统、 告警子系统、 数据查询子系统、 口令安全子系统( 遥控、 遥调操作应具备操作人、 监护人双重口令保护, 操作前确认提示) 、 系统配置子系统、 事故追忆子系统、 图形子系统、 报表子系统、 检测维护子系统等。
3.17电力系统应用软件(PAS)
电力系统应用软件应基于SCADA基础平台, 和SCADA系统实现一体化集成。PAS应以实用为原则, 兼有一定超前性, 并以模块化编程, 以后能方便地扩展功能。
兴化电网结构现具备35KV环网。本次PAS考虑负荷预测、 网络拓扑、 状态估计、 调度员潮流等功能模块。
(1) 负荷预测
l 系统负荷预测按周期可分为超短期、 短期、 中期预测, 其中调度部门负责超短期预测, 每日需向上级调度部门提供本辖网内明日负荷预测数据。
l 软件应能根据电网运行状态、 检修计划、 相关历史负荷数据、 近2～3年负荷及增长情况、 相关的历史气象资料、 历史事件资料等一系列关系到负荷变动的因素来对当前和以后的负荷情况作尽可能准确的预测。
l 要求对自身预测的准确率能进行统计、 考核, 修改曲线时能方便地在图形上直接修改。
(2) 网络拓扑及状态估计
l 网络拓扑使用电力系统元件的连接关系(逻辑设备的实时状态), 来决定实时网络结构。
l 拓扑分析应能根据电力系统逻辑设备的实时状态改变而自动执行。
l 拓扑分析的结果既能够供状态估计软件使用, 也能够将电力系统的网络连接和电气状态以单线图形式输出。
l 状态估计使用实时数据、 计划负荷、 网络拓扑的结果等, 采用成熟可靠的算法, 为电网模型取得一个完整的和一致的母线电压和状态变量。
l 状态估计应具有开关状态误差分辨功能, 能正确分辨由于遥信误动作而产生的开关状态变位。
(3) 调度员潮流
l 调度员潮流使用可靠快速的算法来生成某一给定网络条件的潮流问题的解决方法。
l 调度员潮流应能以单线图的形式输出其结果。
l 调度员潮流算法应是快速的、 真实的和可靠的。
3.18监控中心
监控中心的地位和作用
监控中心与县调的电网调度自动化系统联系非常紧密, 监控中心计算机系统的正常运转, 直接关系到一片区域或某一电压等级变电所运行状况的监视控制, 具有与调度中心相同的最高的安全级别。
兴化供电公司现设有监控中心3座, 全部提供10M/100M以太网RJ45接口。
本次工程只考虑城区监控中心。
监控中心的硬件配置
(1) 城区监控中心配置2台工作站, 并互为备用, 在监控中心对电网进行实时监控、 操作。采用高档的PC机, 并配21” 液晶显示器, 其基本配置和调度员工作站的计算机。
(2) 监控中心工作站配置激光A3打印机1台,用于报表和随机事件的打印。
(3) 原来的Switch Hub能够继续使用。
监控中心的软件配置
监控中心的2台工作站功能上类似于调度自动化系统主站的调度员工作站, 软件配置和调度员工作站相同。两个监控中心应能够分别单独浏览其管辖范围内变电所的实时和历史信息, 厂站数量、 名称应根据现场情况灵活修改和调整, 这是监控工作站与调度工作站最大的一个区别, 也是必须具备的功能。
3.19与其它系统的接口
与管理信息系统的接口
调度自动化系统经过Web服务器从管理信息系统(MIS)获取电网设备、 生产计划等数据。供电公司的管理信息系统(MIS)亦可从WEB服务器内获取调度自动化系统运行的实时数据。调度自动化系统和Web服务器经过防病毒物理隔离设备达到有效隔离。
MIS及其它信息处理系统的用户及其应用软件对电网运行情况的监视只能经过WEB浏览方式实现, 而且只能是读访问。能够浏览和发布的信息包括电网运行状态、 统计分析结果、 图形及报表等。
应建立完善的安全措施, 对不同等级用户, 设立相应的访问与操作权限。系统维护端能够经过对用户密码、 用户IP地址管理的方式控制用户所浏览信息的内容。
与其它控制系统的接口
电量管理系统、 负荷控制系统等这些类型的计算机系统与电网调度自动化系统存在双向的数据交流, 既需要从调度自动化系统获取数据, 为了实现某些功能也需要向调度自动化系统传送数据。从安全等级的角度看, 这一类计算机系统与电网调度自动化系统具有相同安全等级。
对于这一类系统