摘要：敘述了CC－2000調度自動化統的數據采集與監(jiān)控系統（SCADA）的功能，在功能設計開發(fā)、運行維護等方面所作的工作，以及在華北電網的實際應用情況，特別指出了事故追憶功能在華北電網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。
關鍵詞：電網調度自動化系統；注重實用；事故追憶
1　前言
　　我國各級電網調度自動化系統（EMS／DMS）功能和應用水平取得了質的飛躍。國內多個EMS／DMS開發(fā)廠商在引進消化吸收國外先進技術的同時，結合國情自行開發(fā)，不斷推出適合我國電網調度運行管理和生產實際需求的EMS／DMS系統。具有我國自主版權的開放式、面向對象技術、事件驅動處理的CC－2000電網調度自動化系統，于1999年7月在華北電網調度指揮中心投入試運行，取代了從英國西屋公司引進的WESDAC－32能量管理系統。這標志著華北電網調度自動化系統應用進入了一個新階段。對于一套EMS系統，從其功能和作用而言，數據采集與監(jiān)控（SCADA）功能是最基本也是最重要的應用。本文結合CC－2000電網調度自動化系統的SCADA功能應用，從設計開發(fā)、運行維護以及滿足生產運行需要的實際應用等方面，總結一些工作體會，供有關人員參考。
2　注重基礎，結合實際，強化實用
　　為使華北電網調度自動化系統真正成為電網調度運行管理所依賴的技術手段。首先應保證反映電網運行工況的實時信息能全面、準確、可靠、及時地傳送至EMS主站系統。EMS主站計算機系統對采集來的實時信息進行快速、準確、靈活的加工處理，利用一系列應用軟件實現電網運行的調度和管理。華北電網調度自動化系統運行維護專業(yè)人員，歷經幾代調度自動化系統的運行維護和生產實踐，逐步總結和完善了系統的應用，積累了一些經驗，特別是在SCADA功能發(fā)揮實用方面做了很多工作。
　　（1）注重基礎自動化，確保數據采集與處理子系統的穩(wěn)定可靠運行
　　遠動系統是EMS的一個子系統，包括對調度范圍內發(fā)電廠和變電站實時運行工況信息的采集、處理、傳輸和顯示等全部功能與設備。多年來，筆者堅持貫徹執(zhí)行“遠動設備選型盡可能統一，遠動數據傳輸規(guī)約務求一致”的技術方針，對網內遠動廠（站）配備了成熟可靠并具有運行經驗的遠動設備。同時，對重要廠（站）和有條件的廠（站）實現了主／備遠動通道，使得華北電網具有良好的遠動系統。以遠動實時數據作為電網調度和發(fā)、供、用電生產運行考核與管理的依據，也是華北電網多年執(zhí)行的技術方針。目前，EMS主站系統采集電網調度需要的遠動信息的采集覆蓋率達到100％（直調的發(fā)電廠和重要變電站的遠動信息直接采集，互聯相鄰電網重要信息通過計算機通信進行收集）。全網專業(yè)人員對系統設備的認真運行維護和完善的專業(yè)管理，基本保證了遠動數據的全面、準確、可靠。
　　EMS／DMS主站系統的數據采集與處理子系統（習慣上稱為前置機系統）是收集與處理各廠（站）遠動信息的重要功能結點，也是各廠（站）遠動信息進入調度主站系統的把關者，或者說是信息交換的瓶頸。前置機系統的功能與作用至關重要。若這一功能結點失效，或運行不穩(wěn)定可靠，那么調度主站系統就失去信息源，勢必影響EMS／DMS的正常功能應用。所以CC—2000電網調度自動化系統的前置機系統配置必須注重其可靠性和可維護性。
　　·為確保可靠性，除了對前置機（Motorola公司的MVEM工控機）、接收廠（站）遠動信息的接口板以及通道接口，均采用冗余雙機（雙接口板、雙通道接口）配置外，對于重要廠（站）配備了雙MO－DEM。這些主要設備及器件均處于互為熱備用的工作狀態(tài)，并具備自動／手動切換功能。
　　·為及時掌握前置機系統運行狀態(tài)和快速處理故障及異常，提供了友好、靈活的人機界面和維護手段。通過監(jiān)視與維護畫面可監(jiān)測：主／備前置計算機、廠（站）RTU、接收廠（站）主／備接口板以及各廠（站）主／備遠動通道的運行狀態(tài)。在監(jiān)視畫面上，形象地描述了這些設備器件之間的物理位置與邏輯連接關系。為了監(jiān)視遠動數據的實時性和正確性，在各廠（站）接線、系統潮流、發(fā)電表單、電壓表單及供電負荷等各類畫面中，對任一遠動實時數據，以規(guī)定的不同顏色表征其是好數據還是壞數據。
（2）幾個成功的技術處理應用
　　在保證SCADA基本功能穩(wěn)定可靠運行的基礎上，借鑒以往的經驗和充分使用遠動信息資源，重點對實時信息進行科學的加工處理，提供方便靈活的維護手段。解決了在重要的遠動數據參加各類統計與計算過程中，由于遠動數據出錯導致統計與計算嚴重偏差的問題，確保了SCADA功能的實現。
　　·取對端數據　為統計省網間送受電力情況，或者計算網內各地區(qū)供電負荷，需要將網間聯絡線或地區(qū)負荷分界點線路規(guī)定的一端（計算點）的潮流值用于相應的計算公式。缺少這些重要線路的計算點潮流值或者出錯，將直接影響到相關的重要計算結果。為解決這個問題，將線路兩端的潮流值通過兩端的站（廠）RTU傳送至調度主站。當計算點潮流值出錯或本端站（廠）RTU檢修停運時，可以暫時采用取線路對端的潮流值來代替（只存在線損誤差）。這樣就可以保證統計與計算結果的基本正確性和連續(xù)性。在解決這一功能的同時，人機界面提供了方便靈活的在線操作手段。
　　·多數據源處理　由于歷史原因，在某些重要廠（站）安裝了兩臺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RTU信息均傳送至調度主站；同時通過省／地調計算機通信方式又可以收集這一廠（站）的信息。為此，同一廠（站）的數據由不同設備和渠道采集到調度主站，這樣就出現了多數據源。為了充分利用同一廠（站）的多數據源，采用了上述“取對端數據”的思路，以使每一數據均有價值。為實現多數據源處理功能，在SCADA數據庫設計中，在相應數據庫表中定義兩個或三個源點（對應兩個或三個數據源），同時再定義一個存放正確（或選定）結果的虛擬點（虛擬廠站）。對于該廠（站）的畫面顯示、網絡拓撲、高級應用軟件等應用均使用虛擬廠站的虛擬點；歷史數據、特殊計算、上模擬盤的數據、運行統計報表等均取虛擬點值。為便于維護及靈活的操作，人機界面提供了多數據源值的畫面，可自動／人工選取多數據源廠（站）的各個數據源的全部數據以及某單點值，保證了這些重要廠（站）數據的準確性與可靠性。
　　·在線修改遙測極性和遙信接點狀態(tài)　對于遙測量，在保證量值準確的同時必須保證其極性正確。否則，EMS系統顯示的電網潮流會發(fā)生混亂，或者導致有關的統計與計算結果嚴重出錯。遙信量的狀態(tài)值則表示開關非斷即合，所以更要求其數值準確可靠。從專業(yè)技術管理上，職能部門都要對接入RTU的遙測量規(guī)定正極性；對遙信量統一接點狀態(tài)，如“1”表示合、“0”表示斷。正常情況下，遠動數據按已規(guī)定的“遙測量極性”和“接點狀態(tài)”在EMS系統中運行。但是，對于基建、改擴建等工程，在新增、修改調整遠動數據的工作完成后，由于種種原因出現的“遙測量極性”和“接點狀態(tài)”與規(guī)定的相反，會使遠動數據出錯。從英國西屋公司引進的WESDAC－32能量管理系統不具有在線修改“遙測量極性”和“接點狀態(tài)”的功能，而施工及專業(yè)維護人員已撤（遠）離現場，只能離線修改數據庫，既費時又影響系統的正常運行。CC－2000電網調度自動化系統增加這一功能，實現了快速在線修改，然后再通知有關局（廠）到現場解決。
3　事故追憶功能在電網事故處理與分析中發(fā)揮重要作用　　
　　事故追憶（PDR）是SCADA應用的一項重要功能。該功能在華北電網原有調度自動化系統中一直沒能發(fā)揮其應有的作用。在CC－2000電網調度自動化系統設計開發(fā)中，借鑒以往的經驗并結合實際需要，注重了PDR功能的實用。
　　該功能可對SCADA數據庫的全部實時信息，以5 min（時間可調）為周期的全數據斷面加上遙信遙測各種變化事件，對事故前和事故后各1 h（時間段可調）內的事故全過程進行全面的記錄保存；同時實現了對事故過程進行全場景的事故追憶和全過程連續(xù)反演的描述。各類事故記錄可長期保存在磁盤中，并可隨時提供追憶和反演；同時可對事故的任一斷面的數據及畫面拷貝打印。通過彩色激光打印機將一事故過程中需用的各個斷面打印裝訂，如同連環(huán)畫冊一樣描述事故過程，供領導及專業(yè)人員對事故的分析與查閱。
　　人機界面提供了方便的維護畫面和靈活的操作手段（PDR主控界面見圖1）。


　　PDR具有自動和手動兩種啟動方式。在自動啟動方式下，觸發(fā)條件可以是網內任一開關遙信事故跳閘，可以是任一遙測量值越限，也可按事先定義的典型事件進行啟動PDR。PDR功能記錄追憶的范圍，可定義為對全網的描述，也可定義對網內與事故相關的局部電網。
　　在CC－2000調度自動化系統投運后，華北電網在1999年7月20和7月21日，先后發(fā)生了山西省網新店220kV變電站“720”事故和北京石景山熱電廠全廠停電事故（4臺機組，每臺裝機容量200MW）。尤其是“720”事故（由新店220kV站事故引起，導致神頭一電廠、神頭二電廠、陽泉電廠和大同二電廠，共計9臺機組2100 MW，相繼停機），對華北電網正常運行造成重大影響。由于CC－2000調度自動化系統的穩(wěn)定運行，為電網調度人員提供了實時、準確、可靠的信息，特別是PDR功能的充分發(fā)揮，對電網事故分析起到了前所未有的重要作用。通過對兩個事故進行全場景的事故追憶，為事故分析及典型事故案例的建立提供了詳實的信息數據歷史記錄資料。這一功能應用，得到了國家電力公司和華北電力集團公司領導以及電網調度人員的一致好評。
4　結束語
　　現代電網的調度運行管理與發(fā)展越來越證明電網調度自動化系統是保證電網安全、經濟、優(yōu)質運行不可缺少的重要技術手段。我國各EMS／DMS開發(fā)廠商與各級電網調度自動化系統運行維護專業(yè)人員密切合作，依靠自己的力量自行開發(fā)的EMS ／DMS系統走向成熟，并在生產實際中發(fā)揮了巨大作用。隨著電力市場運營的深入開展，EMS／DMS作為電力市場技術支持系統的一個子系統將承擔和發(fā)揮著更大的作用。

作者簡介：
韓福坤（1951－），男，高級工程師，長期從事電網調度自動化專業(yè)工作；
李運平（1965－），男，高級工程師，長期從事電網調度自動化工作。