智能电网调度支持系统介绍课件3

智能电网调度技术支持系统

功能介绍沈国辉

中国电力科学研究院

2009年7月

1智能电网调度技术支持系统

功能介绍沈国辉

中国电力科学研究院效益分析

预期目标研究内容和技术难点国内外研究水平综述目的和意义项目组织实施提纲2效益分析预期目标研究内容和技术难点目的和意义项目组织实施提电网调度面临的机遇与挑战适应特高压电网的快速发展和“三华”电网安全稳定运行的需要适应节能发电调度和大范围资源优化配置的需要

适应公司“四化”工作和发展再上新台阶的要求提高调度驾驭大电网的能力提高调度资源优化配置的能力提高调度系统精益化管理的水平132适应公司应急指挥和备用调度建设的要求加快建设标准化调度技术支持体系43电网调度面临的机遇与挑战适应特高压电网的快速发展和适应节能发调度运行的新需求运行监控综合告警开关报警提升为设备状态告警；电压、潮流、负荷、备用等告警；电网低频振荡的检测和告警；保护及故录动作信息的告警；及时发现和定位威胁电网安全稳定运行的隐患快速提供消除电网运行隐患的调度辅助决策信息安全稳定在线预警分析电网的发电和输电潜力，提供交易和增供的方式分析操作后电网性能的变化，为操作提供在线校核电网运行潜力分析提供灵活控制功率传输、电压水平和频率的有效手段运用功率和电压的控制手段，优化电网的安全经济运行电网运行调整控制4调度运行的新需求运行监控开关报警提升为设备状态告警；及时发现在线并行平台WAMS功能调度数据网络公用人机界面其他调度及厂站调度值班次日计划次日方式离线分析数据网关EMS功能自动化维护调度运行大值班离线并行平台在线分析实时交易在线预警辅助决策裕度评估安全校核次日方式离线分析II区I区5在线并行平台WAMS功能调度数据网络公用人机界面其他调度调度运行方式

的新需求方便地实施工程前期、调试方式、检修方式的计算便捷地开展大电网故障（或异常）的分析与研究方便地开展大电网运行状况的系统分析统一协调省级及以上调度机构的运行方式的安排次日调度计划编制的手段从人工转变为自动编排要求从“平衡+安全+优质+经济”要求次日96时段母线负荷预报要求调度计划的安全稳定校核工具调度计划

的新需求调度计划和日方式的新需求6运行方式

的新需求方便地实施工程前期、调试方式、检修方式的计调度管理的新需求扁平化管理需求应急管理要求直接浏览各级电网的实时画面统计分析管理要求自动获取各级电网的结果数据设备管理要求自动获取电网各类设备的参数和运行状况流程管理贯穿各级相关单位应用需要应用的信息服务面向广域设备管理、统计分析功能规范化网页的管理和服务发布规范化系统的实现新设备投产管理7调度管理的新需求7备用调度的要求调度数据网络厂站厂站厂站厂站SCADA、AGC、AVC、PASWAMS动态监测在线预警、辅助决策、裕度评估操作票、计划修改、调度日志SCADA、AGC、AVC、PASWAMS动态监测在线预警、辅助决策、裕度评估操作票、计划修改、调度日志电网运行：频率、电压、潮流、备用、负荷综合告警智能调度革命革命主用调度备用调度8备用调度的要求调度数据网络厂站厂站厂站厂站SCADA、AGCSG186信息系统实时监控调度计划调度管理SG186信息系统实时监控调度计划调度管理备用调度备用调度SG186信息系统实时监控调度计划调度管理备用调度厂站厂站国调省调网调国省网生产控制大区管理信息大区广域全景分布式一体化调度技术支持系统调度数据网络综合数据网络9SG186实时监控调度计划调度管理SG186实时监控调度计划系统在设计上面向广域分布的跨大区互联电网和各级调度，从全系统角度研究解决互联电网的数据和模型交换、共享，电网的监视预警、调整控制，在线分析评估、调度计划编制和调度管理等问题。分布式一体化全景广域技术支持系统特征－110系统在设计上面向广域分布的跨大区互联电网和各级调度，从系统分析和展示是以整个运行电网为对象，能够实现从时间、空间、维度等多视角对电网运行情况进行全面分析，满足不同应用层面和不同专业的业务需求。分布式一体化全景广域技术支持系统特征－211系统分析和展示是以整个运行电网为对象，能够实现从时间系统的体系结构、功能和维护是完全分布的。国、网、省三级调度的系统既是一个有机整体，同时又各有侧重；各应用功能可以根据需求进行灵活配置和调用；系统运行维护是分层分布的。分布式一体化全景广域技术支持系统特征－312系统的体系结构、功能和维护是完全分布的。国、网、省三系统的体系结构、系统平台和应用功能的设计是一体化和标准化的，能够满足调度机构各专业的需要，实现和SG186协同运作，基础数据、模型、图形等能够实现源端维护、全网共享。分布式一体化全景广域技术支持系统特征－413系统的体系结构、系统平台和应用功能的设计是一体化和标系统建设总体思路

以全面提升驾驭大电网的能力、提高资源优化配置的能力和提高电网调度管理水平为目标，以电网调度应用需求为导向，认真落实公司“四化”工作和加快“两个转变”、推动公司发展再上新台阶的要求，充分发挥中国电科院、国网电科院和电网调度机构的技术和人员优势，按照“总体设计、规范统一、科学组织、急用先上、注重实效”的原则，组织开展国家电网公司广域全景分布式一体化电网调度技术支持系统的研究、开发和建设，为电网的安全优质经济运行和电网调度的规范化、流程化、信息化、精益化和智能化提供坚强的技术支撑，促进电网调度自动化整体应用水平早日达到国际领先水平。14系统建设总体思路以全面提升驾驭大电网的能力、提高资源效益分析

预期目标研究内容和技术难点国内外研究水平综述目的和意义项目组织实施提纲15效益分析预期目标研究内容和技术难点目的和意义项目组织实施提我国能量管理系统的技术发展华北SD17619701980199020002010国调H80-E湖北ASEA四大网VAX/VMS国调、华中等RISC/UNIX国调、江苏等CC2000A/OPEN3000SCADA+AGC+SE+OPF+DTS+SA+AVC专用机无操作系统专用机、简单操作系统通用机、集中操作系统通用机、开放操作系统国产系统16我国能量管理系统的技术发展华北19701980199020电力二次系统的技术发展响应响应时间时间秒级秒级几十几十毫秒毫秒毫秒毫秒19801990198019902000220002010010年代年代微机继电保护微机继电保护安全自动控制系统安全自动控制系统广域相量测量系统广域相量测量系统调度自动化系统调度自动化系统变电站自动化系统变电站自动化系统在线在线预警预警调度调度决策决策极限极限计算计算在线在线稳定稳定控制控制离线方式计算离线方式计算响应响应时间时间秒级秒级几十几十毫秒毫秒毫秒毫秒19801990198019902000220002010010年代年代响应响应时间时间秒级秒级几十几十毫秒毫秒毫秒毫秒19801990198019902000220002010010年代年代微机继电保护微机继电保护安全自动控制系统安全自动控制系统广域相量测量系统广域相量测量系统调度自动化系统调度自动化系统变电站自动化系统变电站自动化系统在线在线预警预警辅助决策裕度评估在线在线稳定稳定控制控制离线方式计算离线方式计算17电力二次系统的技术发展响应响应时间时间秒级秒级几十几十毫秒毫VLPGO-21世纪EMS体系结构国际特大电网运行组织（VLPGO，国网是成员）的第2工作组与CIGRED2合作，用4年时间提出了“21世纪EMS体系结构”白皮书，在今年CIGRE大会上报告，反映强烈。白皮书从大电网用户的角度提出系列新要求：面向服务的架构、统一的消息总线、标准的数据模型、统一的人机界面、安全的体系结构等。美国PJM是组长单位，拟将白皮书的思想用于其“先进控制中心-2代”（AC2，2亿美元）工程项目，组织西门子、AREVA、ABB三家公司联合开发，今年初ABB退出，AREVA负责电力市场，西门子负责平台和EMS，预计明年底能有雏形。

18VLPGO-21世纪EMS体系结构国际特大电网运行组织（V效益分析

预期目标研究内容和技术难点国内外研究水平综述目的和意义项目组织实施提纲19效益分析预期目标研究内容和技术难点目的和意义项目组织实施提系统研发的主要内容1.研究制定技术支持系统体系框架2.技术支持系统支撑平台的开发3.技术支持系统应用规范及关键技术研究20系统研发的主要内容1.研究制定技术支持系统体系框架20分布式一体化调度技术支持系统设计实时库结构三区关系库结构二区关系库结构历史库结构满足国家四级安全要求的B级安全操作系统实时消息结构实时图形结构消息结构安全浏览消息结构WEB浏览操作系统内部结构程序接口智能告警处理电网运行分析AGC/AVC状态估计调度员潮流静态安全分析实时调度计划动态稳定监测在线安全预警调度辅助决策在线裕度评估应用功能SOA服务母线负荷预测日调度计划日计划校核日运行方式计量与结算水库调度统计报表调度流程三项分析卫星云图雷电监测计算机及网络硬件设备硬件安全数据通信常规SCADASG-D500021分布式一体化调度技术支持系统设计实三区二区历满足国家四级安全实时监控类应用高速总线I区模型维护与共享电网可视化……公共功能数据采集数据通信智能告警SCADA……稳态实时监视、分析与控制AGCAVC电网备用保护定值修改、压板投退等功能PAS实时数据数据集动态数据历史数据WAMS……动态安全分析与预警极限功率搜索预防控制辅助决策动态实时监视、分析与控制在线低频振荡监测分析实时调度计划实时发电计划……辅助服务安全校核超短期负荷预测面向调度值班，完善稳态监控，推进在线预警，实现系统联动。22实时监控类应用高速总线I区模型维护电网可视化……公共功能数据调度计划类应用数据总线II区模型维护与共享电网可视化……公共功能数据采集数据通信电能量计量保护及故障信息管理……调度生产应用水调自动化DTS短期负荷预测短期管理……调度计划应用SCUCSCED辅助服务考核结算安全校核实时数据数据集历史数据信息申报合同管理信息发布面向调度计划，加强负荷预测，支持节能调度，实现安全校核。23调度计划类应用数据总线II区模型维护电网可视化……公共功能数调度管理类应用数据总线III区设备管理组织机构……公共功能……雷电监测……气象信息外移WebOMS网站……门户网站准实时数据数据集动态数据历史数据管理数据一次设备检修新设备启动二次设备检修业务流程处理功能……电压/无功/网损统计分析报表功能调度日报/月报保护动作统计自动化/通信月报……项目管理同业对标……专业管理功能专业动态……调度操作票生产控制管理功能限额计划保护定值单……自动化运行日志通信运行日志运行值班管理功能调度日志……面向调度管理，完善二次分析，推进调度流程，贯通调度信息。24调度管理类应用数据总线III区设备组织机构……公共功能……雷系统功能总揽25系统功能总揽25系统总体结构示意图EMS服务器群WAMS服务器群在线安全预警服务器群调度计划服务器群计量服务器群安全校核服务器群水调服务器群调度数据网络SANSAN公用图形终端公用图形终端防火墙四大类功能：前置、历史、人机、应用安全网关安全网关安全网关安全网关安全网关安全网关综合数据网络OMS服务器群SAN防火墙横向隔离横向隔离26系统总体结构示意图EMSWAMS在线调度计量安全水调调度数关键技术1—面向服务架构SOA服务总线消息总线27关键技术1—面向服务架构SOA服务总线27面向服务的架构(SOA)ServiceOrientedArchitectureWEB服务描述语言WSDL:WebServiceDefinitionLanguage通用描述与发现接口UDDI:UniversalDescriptionandDiscoveryInterface简单对象访问协议SOAP:SimpleObjectAccessProtocol服务组件架构SCA:ServiceComponentArchitecture服务数据对象SDO:ServiceDataObject业务流程执行语言BPEL:BusinessProcessExecutionLanguage服务注册中心服务提供者服务请求者WSDL服务编程三角服务三角28面向服务的架构(SOA)ServiceOriented简单服务（SimpleService）服务代理服务代理服务提供者简单服务S通用服务清单通用服务清单服务请求者实时消息M服务模块对应简单输入输出参数简单业务流程编排简单传输数据参数简单90%以上应用可归结为简单服务特点：粗粒度、松耦合、无状态、效率高，适合实时环境，适合行业集成。29简单服务（SimpleService）服务服务服务简单服用户程序模块通信模块服务请求者调度数据网络1服务处理模块通信模块代理服务器应用功能数据库文件本地服务处理模块通信模块代理服务器远程用户程序模块通信模块服务提供者24356应用功能数据库文件.服务请求者与本地代理建立tcp连接，发请求报文；.本地代理与远程代理建立tcp连接，转发请求报文；.远程代理与服务提供者建立tcp连接，转发请求报文；.服务提供者将执行结果通过响应报文（文件）返回远程代理；.远程代理向本地代理发送响应报文（或文件）；.本地代理将响应报文（或文件）最后返回服务请求者。面向服务的总体流程30用户程通信服务请求者调度数据网络1服务处通信模块<?xmlversion=“1.0”?><servicedomain=“华北”><As=“host/ServiceList(host,file)”>服务列表</A><As=“host/Directory(path,buffer)”>目录清单</A><As=“host/FileTrans(path,file)”>文件传输</A><As=“host/SQL(statement,buffer)”>数据库访问</A><As=“host/Display(display,browser)”>画面调阅</A><As=“host/GridModelRT(grid,file)”>电网模型</A><As=“host/StateEstmate(grid,file)”>状态估计</A></service>简单服务描述语言S已经提炼出调度系统的27类公用服务，覆盖了I、II、III区，支持浏览器式交互服务方式。31<?xmlversion=“1.0”?>简单服务描程序调用服务原语serviceRegiste() 服务注册serviceUnRegiste() 服务注销serviceLocate() 服务定位serviceDispatch() 服务分发serviceRequest() 服务请求serviceResponse() 服务应答serviceSubscribe() 服务订阅servicePublish() 服务发布ServiceAck() 服务确认32程序调用服务原语serviceRegiste() 服务消息体消息头统一定义：几十类服务，几百个事件，预留扩展。typedefstruct{Shortlen;//长度Shortseq;//序号Shortservice;//服务Shortevent;//事件Ucharcontext;//态Uchardomain;//域Shortkey;//加密Shortstid;//源Shortdtid；//目的}MessageHeader;通用消息头

维护工具：服务维护，事件维护，动态注册，动态预定。关键技术2—实时动态消息总线消息注册：messageRegister()发送消息：messageSend()接收消息：messageReceive()订阅消息：messageSubscribe()消息原语：33消息体消息头统一定义：typedefstruct{通用消SCADAEMS在线预警调度决策裕度评估培训仿真安全校核方式计算负荷预测机组组合调度计划实测值估计值元件参数仿真参数校核参数经济参数动态参数应用功能公用电网结构模型专用数据模型关键技术3—面向设备的数据库技术34SCADA在线预警培训仿真安全校核负荷预测实测值元件仿真校核实时数据库设计SG-D5000实时数据库规范V2.0初步确定：数据表（类）53个；程序访问接口API32个。设计原则：基于CIM、面向设备、简化关系、重在效率。态/库（应用）/表（类）/视图/属性

Context/DataBase/Class/View/Attribute

实时态SCADASubstationAll

研究态AGCVoltageAGC

测试态PASBaySA

仿真态Bus地县调反演态Transformer变电站。。。发电厂35实时数据库设计SG-D5000实时数据库规范V2.0初步确实时数据库API设计GetRecByID(…) //按ID读记录GetRecByName(…) //按名称读记录UpdateRecByID(…) //按ID修改记录UpdateRecByName(…) //按名称修改记录DeleteRecByID(…) //按ID删除记录DeleteRecByName(…) //按名称删除记录GetBySql(…) //按SQL方式读记录GetBitFieldByID(…) //读BIT位UpdateBitFieldByID(…) //写BIT位GetRecsByAttr(…) //按属性读记录GetRecsByRel(…) //按关系读记录设计原则：高效可靠、面向应用；支持按ID、按名称、按SQL、

BIT位、按属性条件、按关系等的数据操作。核心API包括：36实时数据库API设计GetRecByID(…) //按ID关系数据库通用接口DatabaseCallInterface(DCI)接口统一易于扩展：主流国产数据库均支持DCI标准，可以方便的增加新接口兼收并蓄易于移植：和其他商用库厂家接口高度兼容，代码移植工作方便快捷DCI接口工作流程：初始化应用环境分配环境句柄分配上下文句柄分配错误句柄登录数据库环境分配语句句柄释放环境句柄释放上下文句柄释放错误句柄注销数据库环境释放语句句柄执行并获取结果DCIInitializeDCIEnvInitDCIServerAttachDCISessionBeginDCILogonDCIHandleAllocDCIHandleAllocDCIStmtPrepareDCIBindByPosDCIBindByNameDCIBindArrayOfStructDCIStmtExecuteDCIParamGetDCIAttrGetDCIDefineByPosDCIDefineArrayOfStructDCIStmtFetchDCIHandleFreeDCIServerDetachDCISessionEndDCILogoffDCIHandleFreeDCIHandleFreeDCIHandleFree37关系数据库通用接口接口统一易于扩展：主流国产数据库均支持关键技术4—实时图形技术图形文件交换远方图形浏览38关键技术4—实时图形技术图形文件交换远方图形浏览38电网图形描述语言G//例1：厂站图描述①<!GVersion=’V1.0’encode=’UTF-8’!>②<Includestyle=’Symbol_Color_Font.def’/>③<Display‘东坡变’ViewBox=’x,y,w,h’>④<Substation‘东坡变’>⑤<Voltage’KV500’config=’V3/2’>⑥<Bus‘母1’xywhVABayNum=’2’/>⑦<Bus‘母2’xywhVABayNum=’2’/><Bay_3by2‘501’xywhconf（-CB1）statelink=’母1,天坡线,母2’/><Bay_3by2‘502’xywhconf（ALL）

statelink=’母1,坡山线,变1,母2’/><ACLine‘天坡线’xywhPQlink=’501.天坡线’/><ACLine‘坡山线’xywhPQlink=’502.坡山线,’/><Transformer2‘变1’xywhP1Q1P2Q2link=’502.变1’/></Voltage></Substation></Display>源于SVG高于SVG39电网图形描述语言G//例1：厂站图描述统一全系统电网图形颜色40统一全系统电网图形颜色40可视化调度信息高度集成、紧扣应用表达直观形象、巧妙关联41可视化调度信息表达41调度数据网络安全通信网关安全通信网关服务器群服务器群调度员安全审计员系统管理员安全管理员业务人员调度员安全审计员系统管理员安全管理员业务人员本地认证本地认证远程认证遵循“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的安全防护原则，满足国家信息安全等级保护第4级的要求，基于安全操作系统、调度数字证书和安全标签技术，构建纵深的安全防护体系。关键技术5—纵深安全防护技术42调度数据网络安全通信网关安全通信网关服务服务调度员安全审计员信息窃取信息传递信息冒充信息篡改信息抵赖加密技术完整性技术认证技术数字签名基于数字证书和安全标签的安全防护43信息窃取信息传递信息冒充信息篡改信息抵赖加密技术完整性技术认基于调度数字证书的签名加密加密签名1、遥控命令2、操作票3、调度计划4、检修票5、保护定值单6、安控定值单7、报价单8、结算单。。。文件类应用:会话类应用:1、实时数据库的联接认证；2、关系数据库的联接认证；3、消息注册或联接认证；4、服务的注册及联接认证；5、业务人员登录认证；6、系统管理员登录认证；7、安全审计人员登录认证；8、网络管理人员登录认证；44基于调度数字证书的签名加密加密签名1、遥控命令文件类应用:会一体化平台认证授权流程用户程序模块通信模块服务请求者调度数据网络服务处理模块通信模块代理服务器应用功能数据库文件本地服务处理模块通信模块代理服务器远程用户程序模块通信模块服务提供者应用功能数据库文件1.登陆身份认证2.接入双向认证2.接入双向认证4.广域加密6.服务器访问控制3.广域认证建立加密隧道5.当地授权45一体化平台认证授权流程用户程通信服务请求者调度数据网络全系统统一的安全标签L

机构：4字节角色：4字节服务类别：8字节身份编码

专业:

1个字节分区:1个字节角色：1个字节

级别：1个字节服务编码：共64位，8个字节；目前27个服务占27位，其余留待扩充。机构编码网省1个字节地县1个字节变电站和发电厂共占2个字节电力安全标签的基本操作规则：“上读自写”，比适用于保密系统的“上读下写”更安全。46全系统统一的安全标签L机构：4字节角色：4字节服务类别：国产服务器（5家）国产网络设备（3家）国产安全操作系统（2+2家）国产数据库（4家）国产平台和应用软件（2+家）自主知识产权，全面提高安全水平采用国产设备和国产软件47采用国产设备和国产软件47效益分析

预期目标研究内容和技术难点国内外研究水平综述目的和意义项目组织实施提纲48效益分析预期目标研究内容和技术难点目的和意义项目组织实施提预期目标1、提交调度技术支持系统相关系列标准和规范；2、研究系统平台的关键技术，提交技术报告；3、研究系统应用功能的关键技术，提交技术报告；4、统一组织开发系统平台，包括：消息总线、服务总线、实时数据库、关系数据库接口、统一图形界面、安全防护、系统管理等模块；5、统一组织开发实时监视控制、安全通信前置处理等基本应用功能，并在国调、华中网调、四川省调投入应用。49预期目标1、提交调度技术支持系统相关系列标准和规范；49核心标准1、简单服务描述规范（S）：专利，企标、国标、IEC2、电网图形描述规范（G）：专利，企标、国标、IEC3、数据模型描述规范（D）：专利，企标、国标、IEC4、动态对象消息协议（M）：专利，企标、国标、IEC5、统一安全标签规范（L）：专利，企标6、电网数据命名规范（N）：专利，企标。。。。50核心标准50效益分析

预期目标研究内容和技术难点国内外研究水平综述目的和意义项目组织实施提纲51效益分析预期目标研究内容和技术难点目的和意义项目组织实施提效益分析采用一体化设计，大量采用国产化硬、软件，系统建设费用将会大幅度降低。初步估算，1个省级调度系统，可节约费用2000～3000万元，按31个省级以上主、备调度系统计算，仅此一项即可节省12.4～18.6亿元，如果考虑到今后在更大范围推广应用，经济效益更加可观。实现数据、模型、参数、画面等源端维护、全网共享，可大幅降低系统维护成本，提高应用分析的实用水平。

52效益分析采用一体化设计，大量采用国产化硬、软件，系统建设费用效益分析（续）系统平台、软件功能的标准化，可以较好地解决网省调系统应用水平的“短板效应”问题，大幅提升网省调整体应用水平。主、备调系统一体化设计，可以有效提高系统运行的可靠性和安全性。极大促进调度系统标准化建设和精益化管理，使系统的改进、升级更加方便。系统的研发将使国网公司在该领域处于国际领先水平，有利于推进公司“走出去战略”的实施。53效益分析（续）系统平台、软件功能的标准化，可以较好地解决网省谢谢！汇报结束54谢谢！汇报结束54智能电网调度技术支持系统

功能介绍沈国辉

中国电力科学研究院

2009年7月

55智能电网调度技术支持系统

功能介绍沈国辉

中国电力科学研究院效益分析

预期目标研究内容和技术难点国内外研究水平综述目的和意义项目组织实施提纲56效益分析预期目标研究内容和技术难点目的和意义项目组织实施提电网调度面临的机遇与挑战适应特高压电网的快速发展和“三华”电网安全稳定运行的需要适应节能发电调度和大范围资源优化配置的需要

适应公司“四化”工作和发展再上新台阶的要求提高调度驾驭大电网的能力提高调度资源优化配置的能力提高调度系统精益化管理的水平132适应公司应急指挥和备用调度建设的要求加快建设标准化调度技术支持体系457电网调度面临的机遇与挑战适应特高压电网的快速发展和适应节能发调度运行的新需求运行监控综合告警开关报警提升为设备状态告警；电压、潮流、负荷、备用等告警；电网低频振荡的检测和告警；保护及故录动作信息的告警；及时发现和定位威胁电网安全稳定运行的隐患快速提供消除电网运行隐患的调度辅助决策信息安全稳定在线预警分析电网的发电和输电潜力，提供交易和增供的方式分析操作后电网性能的变化，为操作提供在线校核电网运行潜力分析提供灵活控制功率传输、电压水平和频率的有效手段运用功率和电压的控制手段，优化电网的安全经济运行电网运行调整控制58调度运行的新需求运行监控开关报警提升为设备状态告警；及时发现在线并行平台WAMS功能调度数据网络公用人机界面其他调度及厂站调度值班次日计划次日方式离线分析数据网关EMS功能自动化维护调度运行大值班离线并行平台在线分析实时交易在线预警辅助决策裕度评估安全校核次日方式离线分析II区I区59在线并行平台WAMS功能调度数据网络公用人机界面其他调度调度运行方式

的新需求方便地实施工程前期、调试方式、检修方式的计算便捷地开展大电网故障（或异常）的分析与研究方便地开展大电网运行状况的系统分析统一协调省级及以上调度机构的运行方式的安排次日调度计划编制的手段从人工转变为自动编排要求从“平衡+安全+优质+经济”要求次日96时段母线负荷预报要求调度计划的安全稳定校核工具调度计划

的新需求调度计划和日方式的新需求60运行方式

的新需求方便地实施工程前期、调试方式、检修方式的计调度管理的新需求扁平化管理需求应急管理要求直接浏览各级电网的实时画面统计分析管理要求自动获取各级电网的结果数据设备管理要求自动获取电网各类设备的参数和运行状况流程管理贯穿各级相关单位应用需要应用的信息服务面向广域设备管理、统计分析功能规范化网页的管理和服务发布规范化系统的实现新设备投产管理61调度管理的新需求7备用调度的要求调度数据网络厂站厂站厂站厂站SCADA、AGC、AVC、PASWAMS动态监测在线预警、辅助决策、裕度评估操作票、计划修改、调度日志SCADA、AGC、AVC、PASWAMS动态监测在线预警、辅助决策、裕度评估操作票、计划修改、调度日志电网运行：频率、电压、潮流、备用、负荷综合告警智能调度革命革命主用调度备用调度62备用调度的要求调度数据网络厂站厂站厂站厂站SCADA、AGCSG186信息系统实时监控调度计划调度管理SG186信息系统实时监控调度计划调度管理备用调度备用调度SG186信息系统实时监控调度计划调度管理备用调度厂站厂站国调省调网调国省网生产控制大区管理信息大区广域全景分布式一体化调度技术支持系统调度数据网络综合数据网络63SG186实时监控调度计划调度管理SG186实时监控调度计划系统在设计上面向广域分布的跨大区互联电网和各级调度，从全系统角度研究解决互联电网的数据和模型交换、共享，电网的监视预警、调整控制，在线分析评估、调度计划编制和调度管理等问题。分布式一体化全景广域技术支持系统特征－164系统在设计上面向广域分布的跨大区互联电网和各级调度，从系统分析和展示是以整个运行电网为对象，能够实现从时间、空间、维度等多视角对电网运行情况进行全面分析，满足不同应用层面和不同专业的业务需求。分布式一体化全景广域技术支持系统特征－265系统分析和展示是以整个运行电网为对象，能够实现从时间系统的体系结构、功能和维护是完全分布的。国、网、省三级调度的系统既是一个有机整体，同时又各有侧重；各应用功能可以根据需求进行灵活配置和调用；系统运行维护是分层分布的。分布式一体化全景广域技术支持系统特征－366系统的体系结构、功能和维护是完全分布的。国、网、省三系统的体系结构、系统平台和应用功能的设计是一体化和标准化的，能够满足调度机构各专业的需要，实现和SG186协同运作，基础数据、模型、图形等能够实现源端维护、全网共享。分布式一体化全景广域技术支持系统特征－467系统的体系结构、系统平台和应用功能的设计是一体化和标系统建设总体思路

以全面提升驾驭大电网的能力、提高资源优化配置的能力和提高电网调度管理水平为目标，以电网调度应用需求为导向，认真落实公司“四化”工作和加快“两个转变”、推动公司发展再上新台阶的要求，充分发挥中国电科院、国网电科院和电网调度机构的技术和人员优势，按照“总体设计、规范统一、科学组织、急用先上、注重实效”的原则，组织开展国家电网公司广域全景分布式一体化电网调度技术支持系统的研究、开发和建设，为电网的安全优质经济运行和电网调度的规范化、流程化、信息化、精益化和智能化提供坚强的技术支撑，促进电网调度自动化整体应用水平早日达到国际领先水平。68系统建设总体思路以全面提升驾驭大电网的能力、提高资源效益分析

预期目标研究内容和技术难点国内外研究水平综述目的和意义项目组织实施提纲69效益分析预期目标研究内容和技术难点目的和意义项目组织实施提我国能量管理系统的技术发展华北SD17619701980199020002010国调H80-E湖北ASEA四大网VAX/VMS国调、华中等RISC/UNIX国调、江苏等CC2000A/OPEN3000SCADA+AGC+SE+OPF+DTS+SA+AVC专用机无操作系统专用机、简单操作系统通用机、集中操作系统通用机、开放操作系统国产系统70我国能量管理系统的技术发展华北19701980199020电力二次系统的技术发展响应响应时间时间秒级秒级几十几十毫秒毫秒毫秒毫秒19801990198019902000220002010010年代年代微机继电保护微机继电保护安全自动控制系统安全自动控制系统广域相量测量系统广域相量测量系统调度自动化系统调度自动化系统变电站自动化系统变电站自动化系统在线在线预警预警调度调度决策决策极限极限计算计算在线在线稳定稳定控制控制离线方式计算离线方式计算响应响应时间时间秒级秒级几十几十毫秒毫秒毫秒毫秒19801990198019902000220002010010年代年代响应响应时间时间秒级秒级几十几十毫秒毫秒毫秒毫秒19801990198019902000220002010010年代年代微机继电保护微机继电保护安全自动控制系统安全自动控制系统广域相量测量系统广域相量测量系统调度自动化系统调度自动化系统变电站自动化系统变电站自动化系统在线在线预警预警辅助决策裕度评估在线在线稳定稳定控制控制离线方式计算离线方式计算71电力二次系统的技术发展响应响应时间时间秒级秒级几十几十毫秒毫VLPGO-21世纪EMS体系结构国际特大电网运行组织（VLPGO，国网是成员）的第2工作组与CIGRED2合作，用4年时间提出了“21世纪EMS体系结构”白皮书，在今年CIGRE大会上报告，反映强烈。白皮书从大电网用户的角度提出系列新要求：面向服务的架构、统一的消息总线、标准的数据模型、统一的人机界面、安全的体系结构等。美国PJM是组长单位，拟将白皮书的思想用于其“先进控制中心-2代”（AC2，2亿美元）工程项目，组织西门子、AREVA、ABB三家公司联合开发，今年初ABB退出，AREVA负责电力市场，西门子负责平台和EMS，预计明年底能有雏形。

72VLPGO-21世纪EMS体系结构国际特大电网运行组织（V效益分析

预期目标研究内容和技术难点国内外研究水平综述目的和意义项目组织实施提纲73效益分析预期目标研究内容和技术难点目的和意义项目组织实施提系统研发的主要内容1.研究制定技术支持系统体系框架2.技术支持系统支撑平台的开发3.技术支持系统应用规范及关键技术研究74系统研发的主要内容1.研究制定技术支持系统体系框架20分布式一体化调度技术支持系统设计实时库结构三区关系库结构二区关系库结构历史库结构满足国家四级安全要求的B级安全操作系统实时消息结构实时图形结构消息结构安全浏览消息结构WEB浏览操作系统内部结构程序接口智能告警处理电网运行分析AGC/AVC状态估计调度员潮流静态安全分析实时调度计划动态稳定监测在线安全预警调度辅助决策在线裕度评估应用功能SOA服务母线负荷预测日调度计划日计划校核日运行方式计量与结算水库调度统计报表调度流程三项分析卫星云图雷电监测计算机及网络硬件设备硬件安全数据通信常规SCADASG-D500075分布式一体化调度技术支持系统设计实三区二区历满足国家四级安全实时监控类应用高速总线I区模型维护与共享电网可视化……公共功能数据采集数据通信智能告警SCADA……稳态实时监视、分析与控制AGCAVC电网备用保护定值修改、压板投退等功能PAS实时数据数据集动态数据历史数据WAMS……动态安全分析与预警极限功率搜索预防控制辅助决策动态实时监视、分析与控制在线低频振荡监测分析实时调度计划实时发电计划……辅助服务安全校核超短期负荷预测面向调度值班，完善稳态监控，推进在线预警，实现系统联动。76实时监控类应用高速总线I区模型维护电网可视化……公共功能数据调度计划类应用数据总线II区模型维护与共享电网可视化……公共功能数据采集数据通信电能量计量保护及故障信息管理……调度生产应用水调自动化DTS短期负荷预测短期管理……调度计划应用SCUCSCED辅助服务考核结算安全校核实时数据数据集历史数据信息申报合同管理信息发布面向调度计划，加强负荷预测，支持节能调度，实现安全校核。77调度计划类应用数据总线II区模型维护电网可视化……公共功能数调度管理类应用数据总线III区设备管理组织机构……公共功能……雷电监测……气象信息外移WebOMS网站……门户网站准实时数据数据集动态数据历史数据管理数据一次设备检修新设备启动二次设备检修业务流程处理功能……电压/无功/网损统计分析报表功能调度日报/月报保护动作统计自动化/通信月报……项目管理同业对标……专业管理功能专业动态……调度操作票生产控制管理功能限额计划保护定值单……自动化运行日志通信运行日志运行值班管理功能调度日志……面向调度管理，完善二次分析，推进调度流程，贯通调度信息。78调度管理类应用数据总线III区设备组织机构……公共功能……雷系统功能总揽79系统功能总揽25系统总体结构示意图EMS服务器群WAMS服务器群在线安全预警服务器群调度计划服务器群计量服务器群安全校核服务器群水调服务器群调度数据网络SANSAN公用图形终端公用图形终端防火墙四大类功能：前置、历史、人机、应用安全网关安全网关安全网关安全网关安全网关安全网关综合数据网络OMS服务器群SAN防火墙横向隔离横向隔离80系统总体结构示意图EMSWAMS在线调度计量安全水调调度数关键技术1—面向服务架构SOA服务总线消息总线81关键技术1—面向服务架构SOA服务总线27面向服务的架构(SOA)ServiceOrientedArchitectureWEB服务描述语言WSDL:WebServiceDefinitionLanguage通用描述与发现接口UDDI:UniversalDescriptionandDiscoveryInterface简单对象访问协议SOAP:SimpleObjectAccessProtocol服务组件架构SCA:ServiceComponentArchitecture服务数据对象SDO:ServiceDataObject业务流程执行语言BPEL:BusinessProcessExecutionLanguage服务注册中心服务提供者服务请求者WSDL服务编程三角服务三角82面向服务的架构(SOA)ServiceOriented简单服务（SimpleService）服务代理服务代理服务提供者简单服务S通用服务清单通用服务清单服务请求者实时消息M服务模块对应简单输入输出参数简单业务流程编排简单传输数据参数简单90%以上应用可归结为简单服务特点：粗粒度、松耦合、无状态、效率高，适合实时环境，适合行业集成。83简单服务（SimpleService）服务服务服务简单服用户程序模块通信模块服务请求者调度数据网络1服务处理模块通信模块代理服务器应用功能数据库文件本地服务处理模块通信模块代理服务器远程用户程序模块通信模块服务提供者24356应用功能数据库文件.服务请求者与本地代理建立tcp连接，发请求报文；.本地代理与远程代理建立tcp连接，转发请求报文；.远程代理与服务提供者建立tcp连接，转发请求报文；.服务提供者将执行结果通过响应报文（文件）返回远程代理；.远程代理向本地代理发送响应报文（或文件）；.本地代理将响应报文（或文件）最后返回服务请求者。面向服务的总体流程84用户程通信服务请求者调度数据网络1服务处通信模块<?xmlversion=“1.0”?><servicedomain=“华北”><As=“host/ServiceList(host,file)”>服务列表</A><As=“host/Directory(path,buffer)”>目录清单</A><As=“host/FileTrans(path,file)”>文件传输</A><As=“host/SQL(statement,buffer)”>数据库访问</A><As=“host/Display(display,browser)”>画面调阅</A><As=“host/GridModelRT(grid,file)”>电网模型</A><As=“host/StateEstmate(grid,file)”>状态估计</A></service>简单服务描述语言S已经提炼出调度系统的27类公用服务，覆盖了I、II、III区，支持浏览器式交互服务方式。85<?xmlversion=“1.0”?>简单服务描程序调用服务原语serviceRegiste() 服务注册serviceUnRegiste() 服务注销serviceLocate() 服务定位serviceDispatch() 服务分发serviceRequest() 服务请求serviceResponse() 服务应答serviceSubscribe() 服务订阅servicePublish() 服务发布ServiceAck() 服务确认86程序调用服务原语serviceRegiste() 服务消息体消息头统一定义：几十类服务，几百个事件，预留扩展。typedefstruct{Shortlen;//长度Shortseq;//序号Shortservice;//服务Shortevent;//事件Ucharcontext;//态Uchardomain;//域Shortkey;//加密Shortstid;//源Shortdtid；//目的}MessageHeader;通用消息头

维护工具：服务维护，事件维护，动态注册，动态预定。关键技术2—实时动态消息总线消息注册：messageRegister()发送消息：messageSend()接收消息：messageReceive()订阅消息：messageSubscribe()消息原语：87消息体消息头统一定义：typedefstruct{通用消SCADAEMS在线预警调度决策裕度评估培训仿真安全校核方式计算负荷预测机组组合调度计划实测值估计值元件参数仿真参数校核参数经济参数动态参数应用功能公用电网结构模型专用数据模型关键技术3—面向设备的数据库技术88SCADA在线预警培训仿真安全校核负荷预测实测值元件仿真校核实时数据库设计SG-D5000实时数据库规范V2.0初步确定：数据表（类）53个；程序访问接口API32个。设计原则：基于CIM、面向设备、简化关系、重在效率。态/库（应用）/表（类）/视图/属性

Context/DataBase/Class/View/Attribute

实时态SCADASubstationAll

研究态AGCVoltageAGC

测试态PASBaySA

仿真态Bus地县调反演态Transformer变电站。。。发电厂89实时数据库设计SG-D5000实时数据库规范V2.0初步确实时数据库API设计GetRecByID(…) //按ID读记录GetRecByName(…) //按名称读记录UpdateRecByID(…) //按ID修改记录UpdateRecByName(…) //按名称修改记录DeleteRecByID(…) //按ID删除记录DeleteRecByName(…) //按名称删除记录GetBySql(…) //按SQL方式读记录GetBitFieldByID(…) //读BIT位UpdateBitFieldByID(…) //写BIT位GetRecsByAttr(…) //按属性读记录GetRecsByRel(…) //按关系读记录设计原则：高效可靠、面向应用；支持按ID、按名称、按SQL、

BIT位、按属性条件、按关系等的数据操作。核心API包括：90实时数据库API设计GetRecByID(…) //按ID关系数据库通用接口DatabaseCallInterface(DCI)接口统一易于扩展：主流国产数据库均支持DCI标准，可以方便的增加新接口兼收并蓄易于移植：和其他商用库厂家接口高度兼容，代码移植工作方便快捷DCI接口工作流程：初始化应用环境分配环境句柄分配上下文句柄分配错误句柄登录数据库环境分配语句句柄释放环境句柄释放上下文句柄释放错误句柄注销数据库环境释放语句句柄执行并获取结果DCIInitializeDCIEnvInitDCIServerAttachDCISessionBeginDCILogonDCIHandleAllocDCIHandleAllocDCIStmtPrepareDCIBindByPosDCIBindByNameDCIBindArrayOfStructDCIStmtExecuteDCIParamGetDCIAttrGetDCIDefineByPosDCIDefineArrayOfStructDCIStmtFetchDCIHandleFreeDCIServerDetachDCISessionEndDCILogoffDCIHandleFreeDCIHandleFreeDCIHandleFree91关系数据库通用接口接口统一易于扩展：主流国产数据库均支持关键技术4—实时图形技术图形文件交换远方图形浏览92关键技术4—实时图形技术图形文件交换远方图形浏览38电网图形描述语言G//例1：厂站图描述①<!GVersion=’V1.0’encode=’UTF-8’!>②<Includestyle=’Symbol_Color_Font.def’/>③<Display‘东坡变’ViewBox=’x,y,w,h’>④<Substation‘东坡变’>⑤<Voltage’KV500’config=’V3/2’>⑥<Bus‘母1’xywhVABayNum=’2’/>⑦<Bus‘母2’xywhVABayNum=’2’/><Bay_3by2‘501’xywhconf（-CB1）statelink=’母1,天坡线,母2’/><