遵循IEC61970标准的新一代调度自动化系统设计.ppt

敬请各位领导 专家给予指导 遵循IEC61970标准的新一代调度自动化系统设计 国电南瑞科技股份有限公司 IEC61970标准 SCADA软件 AGC AVC软件 网络分析软件 DTS软件 支撑平台软件 紧密耦合 如何进行异构集成 调度自动化系统 电力市场交易系统 调度生产管理系统 水调自动化系统 配电自动化系统 中等耦合 如何进行无缝互联 调度中心 同级调度中心 上级调度中心 下级调度中心 松散耦合 如何进行模型交换 解决方案 IEC61970标准 组件模型公用信息模型CIM组件接口规范CIS 遵循IEC61970标准的方式 遵循IEC61970标准的方式 内标准方式系统的体系结构遵循组件模型系统的数据模型遵循CIM系统的接口设计遵循CIS外标准方式系统内部采用特殊结构系统的数据模型采用私有格式系统边界增加CIS转换接口模块 内标准方式的优缺点 内标准方式的优点先进的组件技术 软件发展的趋势数据模型标准化 扩展性好避免了信息转换 接口效率高内标准方式的缺点开发投入大 外标准方式的优缺点 外标准方式的优点只需在系统边界打补丁即可开发成本低外标准方式的缺点软件体系结构不开放信息转换降低了接口的效率信息转换环节增加了一个故障点转换过程中的信息损失 遵循IEC61970标准的体系结构设计 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 CIM 组件适配器 组件执行系统 组件服务 API 组件适配器 应用1 应用2 原来应用 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 组件A 组件B 原来应用 封套 共用信息模型 组件接口规范CIS 组件接口规范CIS 组件接口规范CIS 应用集成方案 信息模型 应用信息交换和数据访问 应用与组件 IEC61970标准 体系结构 层次 插件 硬件 ALPHA IBM SUN PC 操作系统 UNIX WINDOWS OPEN 2000E支持平台 图形工具 报表工具 系统管理等 SCADAAGC NAS DTS 服务工具 应用软件 支持平台 平台可不断延伸和互联应用可不断扩展和兼容 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 CORBA集成总线技术 遵循IEC61970标准的参考模型系统结构上的组件化真正的分布式面向对象技术完善的跨平台支持 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 支持异构系统 提供强大的跨平台能力支持各种编程语言编程简单 程序可靠性好基于组件的SOA体系架构系统集成的新高度完全满足实时性要求 CORBA组件技术的优势 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 SCADA PAS SCADA AGC PAS DTS 可按需裁剪成各种功能子集 构成不同规模的系统 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 应用子系统的组件化 PAS SCADA AGC SCADA AGC DTS 遵循IEC61970标准的信息模型与接口设计 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 基于CIM的数据库定义 实施原则1 遵循CIM充分利用互操作实验的成功经验 严格按照baseCIM建立数据模型2 不拘泥于CIM确保自定义信息的灵活性 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 基于CIM的模型界面 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 基于CIM的模型界面定制 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 实时数据库 商用数据库 CDA 实时CIS SQL 私有接口 导入 导出 应用层 基于CIM CIS的数据库 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 标准化的开放接口 标准化的开放接口基于IEC61970的CIM XML接口方式基于IEC61970的CIS组件接口方式基于SVG的图形交换 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 遵循IEC61970标准的新一代调度自动化系统特点 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 国电公司科技项目 调度自动化集成技术研究 2000年国电公司立项2003年底完成科研工作2003年底配套工程项目 西北网调 通过验收2004年2月通过科研项目验收验收结论 国内领先 与国际领先水平同步2004年6月获国家电网公司科技进步一等奖 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 CIM标准模型 认真研究 消化IEC61970CIM模型 提出遵循CIM标准模型的数据库模型定义 并进一步增强图模库一体化技术 CORBA技术 遵循IEC61970标准的导则所倡导的组件模型 并选用OMG的CORBA技术作为组件支撑平台 跨平台技术 充分研究在不同的UNIX平台与PC上图形界面及后台进程的跨平台技术 实现各种UNIX工作站与PC任意组合使用 多上下文技术 支撑平台不仅支持实时态的运行 而且从底层机制上完善地支持培训 运行研究 开发 测试等多种上下文 主要研究重点 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 国电南瑞大型SCADA EMS系统成功应用经验及实例 西北网调调度自动化SCADA EMS TMR系统配置结构示意图 双屏调度员工作站 2 三屏调度员工作站 3 用户接口子系统 程序员工作站 4 SCADA TMR子系统 管理员工作站 TMR服务器 2 SCADA服务器 2 GPS 2 模拟屏 数据管理服务器 2 报表工作站 WEB服务器 数据管理子系统 主干局域网交换机 2 主干交换子系统 终端服务器组 终端服务器组 访问服务器 访问服务器 调度数据采集子系统 工作组交换机 2 调度数据采集服务器 4 路由器 2 教员 学员 观摩工作站 3 高级应用子系统 PDR重演工作站 AGC服务器 2 EMS服务器 2 2 367 屏幕 WMS DMIS SPD NWnet 网管工作站 2 1000M 100M 100M 100M 100M 100M 100M 防火墙 磁盘阵列 大屏幕控制器 工作组交换机 2 工作组交换机 2 100M 工作组交换机 2 智能集线器 智能集线器 SBS 打印机 外设终端服务器 2 浙江省调EMS配置结构示意图 双屏MMI工作站 EMS应用服务器 网络打印机 DTS服务器 实时数据服务器 历史数据服务器 磁盘阵列 系统开发工作站 网关工作站 教员工作站 调度员培训仿真子系统 中心交换机 系统维护工作站 三屏MMI工作站 终端服务器A 终端服务器B 模拟通道 128路双通道 远动通道 DTS WEB服务器 学员工作站 大屏幕投影 防火墙 终端服务器 调度自动化系统 GPS 路由器 电力数据网 IP加密装置 广域网接口 广域通信工作站 前置机 防火墙 WEB服务器 安全隔离装置 电量计费系统 电力市场支持系统 省调中心数据库 调度数据网主站 继电保护故障信息系统 局域网接口 调度生产管理系统DPMS 局域通信工作站 拨号服务器 拨号认证加密装置 远方诊断 前置机 国电南瑞大型SCADA EMS系统成功应用经验及实例 标准化支撑平台功能特点 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 全面遵循IEC61970标准 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 IEC61970标准在系统中的体现 全面采用组件技术全方位的面向对象技术基于CIM的数据库设计基于CIS的接口设计 体系结构 标准 开放 TASE 2 MMS CIM XML 调度中心 61850 60870 5 61968 CORBA CIM XML 其它系统 NAS SCADA AGC DTS 61970 CORBA SCADA EMS POSIXTCP IPMOTIFSQL 变电站 其它调度中心 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 体系结构 平台 服务 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 应用层 公共服务层 数据总线层 集成总线层 操作系统层 硬件层 图形工具 基于CIM CIS的数据总线 符合IEC61970 IEC61968的集成总线 Tru64UNIX 报表工具 权限服务 告警服务 WEB服务 系统管理 SCADA DTS DMS SUNSolaris IBMAIX HP UX Windows2000 Compaq SUN IBM HP PC AGC NAS 开发队伍 支撑平台平台部 20人FES前置机部 8人SCADA系统部 4人AGC高软部 3人PAS高软部 9人DTS高软部 6人 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 基于SOA的设计理念更清晰的体系结构更灵活的功能适应性广义的实时信息系统平台 适用于能量管理系统配网管理系统广域测量系统公共信息平台 体系结构 实时信息平台 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 NAS 人机界面 体系结构 客户机 服务器 集成总线 AGC SCADA DTS 平台对多态的支持 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 完善的上下文 context 机制实时态培训态研究态 多上下文支持 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 回顾过去 提供CASE管理工具事故反演根据以前的断面重演当时发生的事件序列NAS可调出以前的断面进行计算DTS可调出以前的断面进行培训研究现在 对现实模型进行离线研究操作预演程序测试规划未来 在现实模型的基础上研究未来模型未来运行方式计算未来方式培训 完善的跨平台能力 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 给用户最大的投资利用率可选较低配置的UNIX或PC工作站给用户最大的选择自由度支持不同UNIX平台的混合使用给用户最大的升级便利主备机可以是不同厂商的机器 完全相同的界面 UNIX版本 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 完全相同的界面 PC版本 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 基于CIM 面向对象的数据库设计 以往的做法 RTU号 点号OPEN2000的设计方法 遵循CIM标准面向电力系统元件所有元件均具有应用属性使不同应用采用不同的网络成为可能使不同应用维护同一套数据库和画面成为可能 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 以往的做法 元件 节点或标准接线OPEN 2000E的方法 遵循CIM标准作图填库 自动生成网络模型多层校验方便维护标准输出 CIM XML 使应用软件实用成为可能具有国际领先水平的图模库一体化技术 所见即所得的网络建模 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 作图与录库的一体化 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 应用切换技术 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 应用切换技术 续 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 系统管理功能 服务器 工作站的启停进程管理冗余配置管理 应用切换 运行日志的登录与检索参数管理系统运行状态监视 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 系统运行管理界面 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 系统运行管理界面 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 高可靠的冗余技术 服务器的多机热备用技术服务器个数可配置 1 16 先进 可靠的多机仲裁算法冷备用节点自动启动支持多份商用数据库商用数据库服务器全部故障时实时监控功能正常运行不丢失历史数据 1 N功能 配置适当的情况下只要系统中有一台服务器能正常运行即可使系统正常运转系统级冗余技术 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 以人为本的界面设计 拖拽功能 提供傻瓜型操作方式面向对象 Windows界面风格联想操作 可提示下一步操作智能向导 制图非常方便视角定制 满足不同的业务习惯操作模板 常用操作预先存贮在线帮助 随时查看电子版手册 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 支持Drag Drop 含UNIX 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 数据库界面 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 信息检索工具 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 智能化双网 灵活配置 任意组合双网分流 提高效率互为备份 提高可靠性 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 公共服务 平台提供的其它服务商用数据库服务实时数据库服务权限管理服务告警服务公式计算服务 对应用的支持面向所有应用提供服务 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 应用子系统功能特点 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 实时服务器的数据保险箱 FES的数据保险箱主备通道切换时不丢失实时数据正常运行时的拾漏补遗功能SCADA的数据保险箱服务器切换时不丢失实时数据 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 OPEN 2000ESCADA系统特点 SCADA的概念升级 面向测点 面向设备 面向网络 自动旁路代动态拓扑着色自动平衡率计算 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 不依赖于高级应用 全景PDR 逼真过程事故反演 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 当时的电网模型 当时的图形 当时发生的事件 图形显示 反演进程控制 不是前N帧 后M帧 多数据源处理 数据源分类不同的通信方式 常规方式 网络方式 不同的传输途径 直采方式 转发方式 不同的数据性质 现场数据 衍生数据 不同的通信协议 101 104 TASE2 476 多源处理方式前置处理和后台处理相配合简化用户的数据定义事前处理方式 没有数据滞后现象 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 调度 集控一体化 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 集控中心1 调度自动化系统 服务器 集控中心系统 工作站 集控中心2 集控中心3 完善先进的 按口值班 技术 全面监视和合理分配使用系统资源 大大提高系统效率将传统的以厂站为定义单位改变成以通道为描述单位 方便通信通道的分批建设和不同介质的互补对数据通信和处理的各个环节全方位的监视对通信报文的在线中文翻译 开创了通信协议应用的透明化和可视化 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 前置系统特色 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 通道定义和维护工具 参数维护工具 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介规约定义界面 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介系统工况监视 完善的调试和维护工具 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 自动发电控制 AGC与超短期负荷预报结合实现AGC超前控制 AGC与安全约束调度相结合 构成闭环控制系统 一方面可以防止AGC在分配机组出力时造成稳定断面和各类设备的越限 另一方面对已有的稳定断面和各类设备的越限进行校正 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 自动发电控制 增加AGC控制预案功能 包括机组控制模式 交换计划偏置 机组升降控制等 调度员可据此功能预先对一天的AGC计划进行编制 必要时手动和自动执行某一预案 备用监视依据统计区域进行各种备用容量的计算 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 统一的支撑平台 网络建模 SCADA 网络拓扑 状态估计 调度员潮流 负荷预报 静态安全分析 暂态稳定分析 安全约束调度 无功控制 优化 网络等值 短路计算 网损计算 电压稳定分析 灵敏度计算 优化潮流 应用软件组成 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 高级应用软件 在充分利用应用软件的成熟理论 继承丰富的工程经验的基础上 将方便 实用作为重点目标 新系统在使用和维护的方便性上有很大提高 运行方式设置故障设置设备组定义右键菜单计算结果查询计算前后结果对比和标幺值显示 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 高级应用软件 利用平台提供的功能 实现多态的支持 实时态 培训态 研究态 支持多用户 多用户之间可以不互相影响 也可以共同研究 CASE管理功能将电网模型 运行方式 图形结合在一起 实现对电网历史断面的分析 利用母线负荷预报 发电计划和交换计划 实现对电网未来方式的研究PAS相关模块实现了对稳定断面的监视 分析和越限校正功能 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 应用软件电压无功控制 AVC从全网角度分层分区对无功电压进行自适应协调有序优化控制 使电网内无功装置实现集中监视 统一管理和闭环运行 有效提高系统电压稳定性 保证电压质量和功率因数 优化无功平衡状态 减少因无功传输引起的有功损耗 基于高电压水平下无功分层分区优化平衡原则构建多种控制模式 各种控制模式在空间上解耦并协调配合 基于无功电压三次调节控制原理 实现对电网不同运行状态的自动判断并自动选择相应控制模式 使控制在时间上解耦并自适应协调有序进行 基于一体化平台并考虑足够完善的安全策略 保证自动控制的可靠性及流畅性 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 标准化平台支持的调度自动化信息集成系统OPEN 2000ESCADA EMS简介 应用软件规划态方式研究 在现有网架的基础上 对 未来网架 虚拟新增厂站 线路 机组 负荷 虚拟老设备退役 进行方式研究 包括 潮流分析 N 1分析 稳定分析等等 基于系统单线图进行方式研究 摒弃了基于各厂站主接线图的操作 给方式 调度人员一个系统的 整体的和地理上的概念 支持现有网架模型 对EMS现有网架 用户不需要再次作图和建模 可取现有网架的实时 历史数据 对未来网架结构进行方式研究 直观 方便的图形界面 厂站拖拽布局 地理区域组合 数据库自动绘图 调度员培训仿真 包括SCADA AGC及应用软件各功能模块 实现对历史和实时电网结构的仿真 采用了全新的界面设计 大大提高了使用的简单方