浅析广州电力应急指挥中心技术方案

1、电力应急指挥中心技术方案供电局2006年4月目录1. 概述32. 项目背最33. 建设目标33. 1业务需求分析33. 2功能要求44. 总体框架64. 1系统总体架构64. 2各于系统功能74. 2. 1基础设施子系统74. 2. 2 SCADA/EMS 于系统7电网潮流的监视 8辅助决策8调度员反事故演习和培训94. 2. 3变电站图像监控子系统94. 2. 4车辆宦位子系统104. 2. 5应急指挥中心演示子系统104. 2. 6会议于系统114. 2. 7视频矣议于系统114. 2. 9指挥演示子系统125. 第一期建设工作计划136. 应急处理组织与计划146. 1应急处理的组织14

2、6. 2反事故演习15621目的156.1.2 功能151. 概述电力应急指挥中心主要是为预防和处理电网发生的各种应急事件，尤其是 大面积停电事故而建立的，目的在于贯彻国家处置电网大面积停电事件应急预 案和应对电网大面积停电事件预案的执行。本技术方案通过集成调度自动 化系统SCADA/EMS.结合多种电网可视化技术和智能故障处理决策支持系统, 为供电局应急指挥中心的核心业务提供信息和技术支持。2. 项目背景随着社会经济与文化生活的不断发展和进步，人民生活水平逐步提高，城市对电力的依赖就象鱼和水的关系，没有了电力供应，整个城市的交通、生产、 生活等都会陷入瘫痪，其破坏程度所造成的恐慌和巨大损失难

3、以估量。近年来国外相继发生大面积停电事故，给社会造成巨大损失的背景下， 2005年供电局按照中国南方电网公司和电网公司的指示，提请市政府主持组织 开展地区电网大面积停电事故联合演习。在2005年10月12日举行的联合演 习中，技术支持系统在本次演习的指挥、调度、演示、发布等多方面发挥重要作 用，表现出色，使演习取得圆满成功。该技术支持系统的建设为电力建设常设的 应急指挥中心，提高事故处理的应急指挥和对外协同能力，并规应急处理的信息 发布提供了宝贵的经验。3. 建设目标31业务需求分析1. 应急指挥的需求由于突发安全事件引发原因、发生时间、影响围的不确定性和突发性， 尤其在发生大面积停电事件的情

4、况下，负责应急指挥的领导和技术人员必须掌握 电网的运行状况，及时分析出事故原因，判断出故障位置，最好能够确定事故发 生的地理位置，为抢修指挥提供方便支持。从管理学角度来看，必须建立一个高 效、透明、畅通的信息系统作为支撑，才能将目前由不同管理层次和不同业务主 线所构成的管理架构，凝聚成一个有力的指挥和保障体系。从而保证在应急抢险 的关键时刻，各层次信息综向的充分畅通，各单位横向的充分协同，这在公安 110指挥中心和抗SARS指挥中心的应急处理案例中已经有充分的体现。电力应急指挥中心的主要业务是预防和处理电网发生的各种应急事件，在大面积停电事故发生时，由应急指挥中心（领导小组）指导调度员进行事故

5、处理，指导广大市民和社会各单位进行停电应急处理;2. 反事故演习的需求在反事故演习和指挥人员培训方面，主要业务是模拟电网事故的处理过 程，尤其是大面积停电事故处理预案的研究制定和事故预演指挥；在进行电网反 事故演习的过程中，应急指挥中心应可以设置各种事故预案，并利用调度员仿真 培训系统(DTS)进行事故模拟和操作模拟，系统模拟事故可能造成的停电围、 事故可能影响的重要用户如医院、银行、以及政府机关和需要连续供电的企业和 事业单位等。3. 2功能要求应急指挥中心系统的功能要求包括:1. 基础设施的保障应急指挥中心必须保障指挥人员和指挥系统在应急事件处理过程中所 需的环境条件、生存能力和通信要求。

6、通信要求方面能满足电力应急指挥中心与省公司、政府各部门单位，以 及电力部门与各重要用电用户之间的应急指挥、调度的通信要求。能满足电力系 统部，电力应急指挥中心与调度中心、以及各电力生产单位、事故处理部门之间 的应急指挥、调度的通信要求。2. 基础信息的汇集应急指挥中心必须能汇集电力应急指挥所需要的基础信息，包括应用支 撑层通过集成各专业化的信息处理系统和各种相对成熟的技术系统，构建应急 信息系统的应用支撑C从应急事件现场或监测网络采集到的各种信息，将被传 输到应急指挥中心。这些信息包括的视音频信息，也可能是来自传感设备、监 控设备的信息或信号，还可能是来自相关的专业化信息处理系统的数字化信 息

7、。从大面积停电事故联合演习中得到的经验，需要汇集的包括应急预案、电 网负荷潮流、变电站视频、急救车辆定位、会议、视频会议等信息。3. 辅助决策辅助决策部分主要功能是在对突发事件的影响快速评估的基础上，根据应急资源和人员的情况，向指挥人员提供应急处理的预案和指挥机制。辅助决策是 基干现代决策科学理论、方法与计算机技术相结合的综合实践。所有信息在指挥 中心被组合和集中呈现，供指挥中心的指挥决策人员作为决策和调度依据；4. 指挥调度的保障保障应急指挥中心能组织、指挥调度中心、以及各电力生产单位、事故处 理部门之间协同开展事故处理工作。满足电力应急指挥中心与省公司、政府各部 门单位，以及电力部门与各重

8、要用电用户协同开展事故处理工作。提高事故应急 处理的应急处理能力和应急处理速度。5. 信息的发布能系统、具体地演示、记录城市大面积停电事故应急处理的全过程。能通 过网络展示演习全过程，同步发布信息，配合媒体进行正面的新闻发布和宣传报 道。4. 总体框架41系统总体架构指挥中心在应急处理的过程中需要同时对各地点、各时段、由各支撑子系 统传送的各种形式的信息进行采集、整理，为指挥人员进行科学的决策和指挥提 供依据，并将指挥命令准确、快速地传达到抢险人员应急指挥中心系统主要包括基础设施、信息汇聚、辅助决策、调度指挥、 信息发布等五个部分的功能，每部分包含若干子系统。指挥中心依赖底层的基础 设施和通信

9、保障来支撑上层各应用系统的正常运作。信息表现层将应用支撑层传递的信息集中汇集处理。电力应急指挥中心系统指挥中也C相关单位'IEMS/SCADAGPS子系统4. 2各子系统功能4. 21基础设施子系统基础设施部分主要包括应急指挥中心的选址、装修和环境支持系统的建设。 应急指挥中心应包括以下功能分区：指挥大厅、会议室、值班室、设备机房、设 备控制室。指挥大厅安装大屏幕演示系统和环绕的若干指挥终端，均可运行应急 指挥系统。在应急处理的过程中，是指挥人员主要的指挥场所，供指挥人员实时 监视应急处理全过程。在应急演习过程中，是主要的演习场所。环境支持系统包括设备机房的建设，可由双电源及可由发电机

10、供电的UPS.应急照明系统.应急空调系统等。4- 2. 2SCADA/EMS 子系统考虑到电力应急指挥中心的业务特点，建议其SCADA/EMS子系统主要应有以下功能： 电网运行监视电网运行监控是电力应急指挥中心系统的基本功能要求，无论是平时的事故 演习还是实际发生故障的处理，进行应急指挥的领导或调度人员都需要直观掌握 当前电网的运行情况，可以对电网的运行进行实时分析和事故模拟分析。电力应 急指挥中心系统应当接入当前正在建设的主、备SCADA/EMS系统，并保持相 对独立性形成电力应急指挥中心的SCADA/EMS子系统，应采用SCADA网关 服务器实现与两套SCADA/EMS系统的连接。如下图所

11、示。SCADA/EMS系统备用SCADA/EMS系统图4.1应急指挥中心SCADA/EMS子系统网络连接示意图电力应急指挥中心无论与哪一套SCADA/EMS系统连接时，各个应用工作 站的人机界面程序不需要切换，操作方式不需要切换，唯一需要切换的是 SCADA实时数据来源，对于需要进行分析计算和模拟分析的历史数据断面应可 以存放到网关服务器或工作站上，PAS工作站和DTS工作站按照可以独立承担 相应计算分析功能的要求来配置，使电力应急指挥SCADA/EMS子系统的核心 功能不依赖干两套地区调度SCADA/EMS系统的历史数据库服务器。按照图4.1的网络连接方式，两套地调SCADA/EMS系统可以

12、按照 DL476-92或104规约以网络通讯方式向电力应急指挥中心的SCADA网关转 发数据，此时SCADA网关运行相应的数据采集和数据处理进程更新本地的实时 数据库。无论地调度使用的是哪套SCADA/EMS系统，应急指挥中心的工作站 都采用统一的人机界面，负责应急指挥的领导不需要学习使用两套人机界面，工 作站上采用的图形文件和程序应与其中一套保持一致不需要切换。考虑到电力应急指挥中心的业务特点，安装在电力应急指挥中心的 SCADA/EMS子系统应侧重于对电网运行监视和分析而不设置控制功能，电网 控制操作仍由调度和集控人员负责，电网监视的具体功能要求如下：数据采集和数据处理；报警和事件处理；事

13、故反演和快照处理；实时趋势曲线;图形界面。此部分工作应结合目前主、备地区调度自动化系统的SCADA、集控功能的 实施同时进行，并应在2006年10月1日前基本完成。电网潮流的监视应急指挥人员对网络潮流的监视可以通过用户绘制的潮流图来实现，目前的 潮流图一般对潮流的表达仅有方向，潮流的大小只能看标注的量测数字，对线路 负荷率的情况也无法直观表达。应结合可视化技术重新设计应急指挥中心 SCADA/EMS子系统中的电网潮流图，如可以利用线型的粗细表达潮流大小， 在潮流线上绘制负荷率饼图，让越限线路变色等，使电网潮流监视更加直观方便。电网潮流图形采用的有功和无功数据可以直接取自SCADA实时库，可以利

14、 用实时状态估计的结果，也可以利用研究态下电网模拟分析计算的结果，从而为 对电网潮流实时监视和模拟分析提供方便。以部分工作应结合目前地区调废自动化系统网络分析功能的实施同时进行， 在电网模型建立顺利的情况下应可在2006年11月1日前完成。辅助决策通过电力应急指挥中心SCADA/EMS子系统的网络分析功能和DTS功能, 模拟故障的分析计算和处理过程，可以为应急指挥中心进行事故演习指挥提供技 术支持。综合SCADA信息、保护故障信息开发电网故障处理辅助决策支持系统 IFPDSS(Intell电ent Fault Processing Decision Support System),进行电网故障

15、的智能判断，辅助指挥人员进行应急处理决策，并可以根据停电应急预案 形成IFPDSS可以识别处理的故障处理预案。该部分由安全管理系统的预案管理模块和IFPDSS子系统的故障预案管理 模块 FPSM(F金ult Processing Schedule Management)和故障模拟模块 FE (Fault Emulation)构成，安全管理系统的预案管理模块主要包括备品备件管理、 应急人员通信录、预案的启动结束管理、短信平台接口等。IFPDSS功能涉及到人工智能技术在电网故陣处理中的应用并需要多种倍 息的支持，目前技术上已经有了一定进展，但还需要进一步研究，估计可以在 2007年7月1日前实现部

16、分功能。故陣预案管理功能必须尽早实现，应在2006 年12月1日前完成。故陣预案钱理FPSMSCADA/EMS系统的IFPDSS子系统负责设计、保存、管理故障预案。 系统的故障预案共用两个来源，一个是实际系统发生故障时，从采集到的信号到 最后的恢复这整个调度操作都进行了详细的记录，保存在系统的故障预案库中。 另一个来源是利用IFPDSS模块提供的自定义系统典型事故预案功能自定义的 故障预案。通过系统提供的自定义系统典型事故预案界面，调度决策人员可以在图形界 面下通过鼠标操作自定义厂站的典型运行方式，并针对典型运行方式下的指定设 备故障，自动或手动操作给出正确的恢复处理方案，方案保存到本系统服务

17、器即 可作为典型预案使用。这两种方式得到的故障预案最终都保存到系统的故障预案库中，作为被选典 型预案，在电网正常运行时调度决策人员可以随时调出典型预案通过反演手段直 观而清楚地了解事故处理的全部容，当电网中发生事故时，系统自动识别故障前 后的电网运行方式，并根据故障设备信息自动分析典型预案库中是否有匹配的处 理预案，自动调用匹配的典型预案作为当前故障的恢复方案之一。调度员反事故演习和培训为提高调度人员的应急处理的判断能力和心理素质，和对应急指挥中心系统 的综合利用，建议将SCADA/EMS系统的故障模拟和DTS模块延伸到应急指 挥中心，平常可以利用应急指挥中心的SCADA/EMS子系统为调度运

18、行人员提 供系统模拟和培训的环境。该模块提供了一个仿真数据采集处理器，利用一个方 便的界面让调度决策人员手工设置故障特征数据（包括开关变位、保护动作信号 和量测量变化信号），这些信息跟通过子站采集上来的信息在格式及出发方式等 方面完全一样，本系统完全等同处理。通过预设的事故处理场景，使调度员亲身 体验事故应急处理的过程，提高自身素质。此部分功能涉及到对电网模型和保护模型的建立，需要的工程量较大，可以 考虑在SCADA、PAS基本功能实现后再进行，估计可在2007年5月1日前 完成。4. 2. 3变电站图像监控子系统在建立了变电站图像监控系统的情况下还可以通过接收SCADA采集的故障 信息方便调

19、出发生事故的变电站或设备图像，为应急处理提供真实的现场场景。2JI22I 回 d4. 2. 4车辆定位子系统GPS子系统主要用于及时、准确地掌握被控车辆和船舶等移动目标的实时 情况和准确位置。采用GPS全球卫星定位技术、GSM全球移动通讯技术、GIS 地理信息处理技术和计算机网络通信与数据处理技术，在现有GSM、GPRS通 讯系统的基础上开发出的一套社会综合防和远程监控、通讯、管理、调度系统。车辆定位子系统由移动式现场车辆定位子终端、无线通信系统、GIS系统 组成。应急指挥中心人员可以在GIS系统上实时地掌握应急车辆的位置信息。 利用该系统，可以远程无线监控、调度所有在GSM网覆盖围的应急车辆

20、等移动 目标。移动目标GPS数据、其他指令及各类报警数据均由GSM信令信道传送 到数据处理中心，并可根据需要自动接通预先设置的进行语音通话。4. 2. 5应急指挥中心演示子系统应急指挥中心演示子系统能将各子系统收集的视频、音频系统信息，在应 急指挥中心集中演示。并对停电事故应急处理的全过程信息进行系统、具体的记 录。主会场合箱42. 6会议子系统会议子系统负责沟通政府应急指挥中心与各参演单位,政府应急指挥中心与 电力应急指挥中心，以及电力应急指挥中心与各用电单位之间的应急通信，传达、 记录指挥指令的功能。会议子系统是一个独立的系统，为了满足本次演习的特殊 性，本次不经总机拨入和拨出。会议子系统

21、主要作用：提供控制会议参与人员发言的功能，主持人可以授予或解除与会者的发 言权、发起点名、投票、添加或者删除与会者。方便音频信号接入，保证无论是手机还是普通座机都能够随时参加会 议；提供对会议人员和现场声音效果的控制。提供会议人员录音。4. 2. 7视频会议子系统网络视频子系统的主要作用是满足在应急处理的状态下，电力应急指挥中 心与各电力生产部门之间的应急通信、指挥、协调的要求。并演示、记录电力系 统部应急处理的全过程。图像监控系统对监控场所（包括市级机关、交通路口、公共场所、金融机 构、大型商场、邮电通信枢纽、车站、码头等）进行实时集中监控，对所需的各 种视频、音频、计算机文字、图形信息等进

22、行收集、选取、存储，并控制显示在 大屏幕、大尺寸视频监视器和首长多媒体终端等显示设备上。该系统的主要作用：1）、可利用现有供电局网络，实现可视的应急指挥调度。2）、满足多个指挥中心或多个分会场同时参与应急指挥调度，进行实时多 方（音）视频沟通交流，发布指令。3）、接受电视台预录制或实时剪辑的（音）视频信号，并可同步给各指挥 中心或各分会场远程收看。429指挥演示子系统指挥演示于系统负责通过网络展示演习全过程，同步向新闻媒体和嘉宾发 布演习信息，配合媒体进行新闻发布和宣传报道。该子系统平台的主要功能是音视频直播，即将音视频信号压缩成数字信 号，并通过IP网络进行传输的一种流媒体应用。其次就是文案

23、的采编发系统， 后台管理员编辑发布，前台能立刻展示这条文案信息。再次就是系统的权限管理 模块，能够实现不同的用户浏览不同的信息与视频。该子系统服务器端安装发布软件和流媒体转换发布软件，其中发布软件用 干组织显示网页框架、文字、图片等容，流媒体转换发布软件用于将接受到的模 拟音视频信号实时转换成数字流媒体信号，并在部网络上广播。该子系统客户端 使用微软浏览器和媒体播放器，即可正常浏览和播放。指押演示子系统主要模块5E:desktop目前工作远程备份中心"1 -_Toc68064371 第_期建设工作计划电力应急指挥中心项目第一期建设工作计划工作容完成时间项目启动会2006年5月15日确定外协单位2006年5月20日项目调研和收资2006年5月30日技术方案编写2006年6月15日技术方案审查2006年6月30日组织项目招投标和合同签定2006年8月20日应急指挥中心项目实施2006年11月应急中心机房的建设（UPS、空调等）大屏幕演示系统的建设通信网络的建设计算机设备购置预案管理系统的改造和接入SCADA | EM