电业局调度自动化项目可行性研究报告

电业局调度自动化项目可行性研究报告第一章绪论1.1研究背景第27届全国电网调度运行工作会议以来，随着电力体制改革工作的不断深入、全国联网进程的加快、三峡首批机组的相继投产、调度机构的达标创一流工作的深入开展，以及全国电力二次系统安全防护工作的开展，我国的电网调度自动化专业的各项工作取得了较大的进展。电网调度自动化系统的通道数量质量以及厂站信息的质量和设备的运行的可靠性和管理技术不断提高，调度自动化主站相关系统的建设、运行和应用及管理水平也普遍提高，标准化、规范化及其应用工作不段深入，电力二次系统安全防护和管理工作取得了初步成效，电网调度自动化系统和其管理系统在电网的安全、优质、经济运行中发挥的作用越来越大。与此同时，调度自动化系统的内涵和外延已经发生了较大的变化，调度自动化专业正面临着新的形势、要求和发展机遇。由于电网调度自动化机构近年来业务发展较快，投入运行的系统和提供信息内容也越来越多，为了满足功能的完善和扩充及安全需要，必须对原有系统做出改造和扩充。现代化管理以信息化作为一个最基本、最直观的衡量标准，全面实现调度生产运行、控制、管理等各个环节的信息化，是调度系统信息化的工作目标。由于需要对调度生产管理工作的各个环节实现信息化的管理，因此决定了调度信息化工作与电网调度系统各个专业、特别是与调度自动化专业的密切关系。如何构建一个支持和服务于电网调度生产运行管理各个专业和部门的综合信息化工作平台，最大限度地实现信息的共享，提高调度生产管理的效率，调度系统将成为一项非常重要的工作。随着计算机技术、控制技术及信息技术的发展，电力系统自动化面临着空前的变革。多媒体技术、智能控制、地理信息技术将迅速进入电力系统自动化领域，而信息技术和管理技术的发展，不仅会推动电力系统监测控制的发展，也会推动电网调度自动化向更高水平发展。电网调度自动化系统的功能将更加强大，更加完善，更加实用，在电网运行中发挥更大的作用。1.2研究的目的和意义.实现变电站综合自动化，可提高电网的安全、经济运行水平，减少基建投资，并为推广变电站无人值班提供了手段。随着电网复杂程度的增加，各级调度中心要求更多的信息，以便及时掌握电网及变电站的运行情况，为提高变电站的可控性，要求采用更多的远方集中控制、集中操作和反事故措施等。利用现代计算机技术、通讯技术等，提供先进的技术装备，可改变传统的二次设备模式，实现信息共享，简化系统，减少电缆，减少占地面积。电网调度自动化理论研究是实践的前提，本人在分析了调度自动化发展趋势及前景，深入研究了电网调度自动化理论部分。现以XX市电业局实现电网调度自动化这一项目，运用所学专业知识和工作经验，对此项目进行研究和设计管理，本论文对电力工作人员，尤其是电网调度自动化工作人员有一定的参考价值。1.3国内外研究及实践现状1.3.1国内研究及实践现状针对当前的电力系统还不完善的现实，国网适时提出了建立电力市场技术支持系统的总体功能要求，阐述了电力市场技术支持系统的基本构成、主要功能及各子系统相互之间的关系，发电侧电力市场由电能量计量系统、交易管理系统、结算系统、合同管理系统、即时信息系统、数据网络系统、发电报价系统组成。电力市场的技术支持系统与EMS分设并相互交换信息，是十分成熟的技术方案[1]。目前，山东、浙江、上海等电力市场试点单位的技术支持系统的建设工作已经初具规模，能够满足发电侧电力市场初期的需要。浙江中调还积极开发了厂、站端的电量采集装置ERTU，性能达到国内先进水平。其他网、省调也积极地为即将开展的电力市场做准备，在开展模拟市场的工作中，西北网调，广东、内蒙、辽宁、湖南、四川、安徽、甘肃等省调在电力市场中发挥着重要作用，成为电网经营的核心成员，为电网创造了巨大的经济效益[2]。现在发电厂、变电站自动化监控系统大部分总装机容量250MW以上水电厂、单机容量200MW以上火力发电机组及220千伏变电站已配备了计算机监视/控系统，分布控制系统（DCS）已成为发展方向。单机容量100～200MW的火力发电机组，尤其是国产125MW、200MW和部分300MW机组。通过热控系统及相关工艺设备的技术改造，改善机组的可控性和运行安全性，提高机组自动调节的投入率和保护动作的正确率，为实现电网AGC功能创造了条件[3]。现有大中型水电厂正在逐步实现机组实时监控，快速启停、转换、调节，事故诊断和处理，实现远方操作，实现水电厂的无人值班。大部分220千伏及以上变电站已实现计算机监控，实现少人值班；110千伏及以下变电站和有条件的220千伏变电站尤其是城市变电站逐步实现无人值班，大部分抽水蓄能电站采用计算机监控系统。发电厂、变电站的监控数据均可提取出来为加工、分析提供基础数据[4]。调度自动化系统的应用大大提高了生产过程自动化水平，减少了运行人员，显著提高了劳动生产率，具有非常明显的经济效益。由于大部分使用的监控系统采用了国外的先进技术，因此某些单项指标基本达到了国际水平，但在整体应用上差距还很大。目前全国32个网省（市、区）调，240个地调和500多个县调都已配备了计算机监控系统。国调、网调、省调的自动化系统已达100%，地调自动化系统已装备90%，县调自动化系统已装备35%。29个网省局、170个地区供电局、110个县电业局的调度自动化系统的安全监视功能（SCADA）通过了实用化验收。以此为基础在能量管理系统(EMS)、配电管理系统(DMS)以及在具有自主版权的支持软件平台和高级应用软件开发和工程化应用方面，进行了卓有成效的工作，取得了很大进展，有些成果达到国外同类产品的先进水平[5]。电网调度自动化系统的投入运行，实现了大电网的区域电力调度，促进了电网安全、优质、经济的运行和劳动生产率的提高，具有显著的经济效益。电力工业管理体制改革的进一步深化，电力事业的发展，不断对电网调度自动化提出新的要求，电网的运行和控制越来越依赖于完善、先进和实用的调度自动化系统和管理技术。同时，现代科学技术日新月异，许多新理论、新方法、新器件不断出现，也为电网调度自动化技术的不断进步和设备的不断更新提供了技术和物质的保证。现代电网调度自动化系统的内涵也在不断丰富、发展，不仅包括\o"EMS"EMS、DMS以及电能量自动计量系统、水调自动化系统，还将包括电力市场技术支持系统等有关内容[6]。随着变电站综合自动化的发展进程，无人值班、无人值守变电站不断增多，生产现场的可视化及环境监控问题，如防火、防盗、防渍、防爆等就显得不容忽视，而远动系统传统的"四遥"功能遥测、遥信、遥控、遥调却不能达到这一目的。于是，具备警戒作用的"遥视"功能便成为现代远动系统的一项新内容。现代计算机技术、多媒体技术和通信技术的发展，已能成熟地实现图像、声音信号的数字化，以及对音像信号的处理和远距离传送，从而使远动系统增加"遥视"在技术上成为可能。遥视功能主要是实现在调度中心观看生产现场的实景，同时还应具备警戒甚至能启动安全设施的功能，如启动消防系统、排水系统、音响警告非法闯人者等[7]。电力市场的发展对远动技术的要求：要实现电力的市场竞争，除立法、组织、经营、管理的改革外，电力系统自动化和信息化是支持电力市场发展的技术手段，这时远动技术将面临重大变革。如预报竞争入网电价及用电要求、用电量申报、电价变动实行对用户电费透明等[8]。而且，管理和自动化的信息都要求图声并举。因此，自动化的终端和渠道将和管理信息系统(M15)的终端和渠道共同实现宽带联网，以便能及时可靠地处理用户和供电点之间的各种信息传递，使电网能公开开放，电力供需之间能自由选择，实现快速查询、处理的服务机制。1.3.2国外研究及实践现状国际上最新的调度方面技术是把调度自动化和变电站自动化作为一个大系统一体考虑，总体来说较为成熟领先，综合IEC61970和IEC61850标准[9]。采用的技术如下：工业IT技术全面采用；IEC61850、IEC61970国际技术标准；嵌入式硬件和软件技术；纯面向对象技术；SOA（ServiceOrientedArchitecture）面向服务架构；丰富互联网应用程序RIA（RichInternetApplication）的智能客户端技术；实时对象（内存）数据库；实时信息总线（面向WAN/LAN）；集成路由器、防火墙、SSL（数字加密）等一般我们将GIS系统划到配电自动化系统中，国外配调一体化的系统也有，GIS系统一般包括：AM（AutomatedMapping）/FM（FacilitiesManagement）/GIS（GeographicInformationSystem），电力系统的设备管理和分析设计人员一般需要面对两类资料：一类是地图，在地图上标注的地物和地理坐标紧密联系在一起，如变电站、用户、杆塔等电力设备或设施位置，称为空间定位数据；另一类是电力设备或设施运行情况与潮流分布等数据，它们和地理坐标无法直接联系，是非空间定位数据，称为属性数据。GIS系统的主要功能就是能综合分析与检索空间定位数据，利用数据库技术把地物的空间定位数据与属性数据一一对应起来，从而提高调度员与设备维护人员了解设备工况与处理设备故障的能力。自动绘图（AM）就是通过扫描仪、数字化仪等输入设备将地理图形输入计算机；设备管理（FM）就是在地理背景图上绘制各种电力设备或设施，以检索其坐标位置和包括实物图片在内的全部有关技术档案。当某个监控端打开某监控Server（变电站的）端监视控制画面以后，该监控端便能够获知所有该监控Server下的事件，报警，监测值等信息，同时，也可以对该监控Server下的设备进行控制；当某个监控端打开控制中心Server端的监视控制画面以后，该监控端能够接收到所有该网络中所有监控Server下的事件，报警，监测值等信息，如要对某个变电站进行控制，通过对该变电站图形的点击，直接打开一个新的插口而成为该监控Server的远程客户端，和该站的当地监控后台一样进行控制操作。因此在WebSCADA中使各子站的集中监视控制，非常方便[10]。1.4研究的主要内容和方法1.4.1研究的主要内容本论文以电网调度自动化项目的特点为出发点，以XX市电业局调度自动化工程为研究对象，结合设计管理一般研究与实施过程，把所学到的科学分析方法和实践操作方法应用于本项目的可行性研究中，在借鉴成功实例经验基础上，发现不足和不完善的地方，采取新的措施和方案加以改造和创新。研究确定了XX电业局调度自动化项目设计原则及标准，提出了XX电业局调度自动化项目主站及子站设计方案，并从组织措施、基础数据采集及技术支持角度提出了切实可行的技术方案。1.4.2研究的主要方法本文以项目管理理论与方法为依托，综合运用系统分析分析方法及定性分析与定量分析相结合的方法，对XX市电业局调度自动化工程项目方案进行了设计。1系统分析方法运用系统的观点和方法对XX市电业局调度自动化项目设计的技术和管理问题进行了全面系统的分析。XX市电业局调度自动化项目在选择调度定位、技术支持、图形界面、原有设备利用、系统增容等方面采用系统分析的方法论证其技术员方案，不仅满足于现有的工作需要，还可适应将来发展需要。2定性分析与定量分析相结合本文以调度自动化理论和XX电业局电网实际情况为基础，对XX电业局调度自动化项目主站设计和子站设计方案进行定量分析，摸清原有子站的设备情况，对原有子站进行评估，对主站设备进行定性和定量分析，对主站设备进行评估，对项目的管理问题和管理方案进行可行性分析。第二章电力调度自动化相关理论2.1电网监控与调度自动化在电力系统中的地位与作用现代电网调度自动化监控地位和作用非常重要，其基本内容有：调度中心为了掌握电网正常运行工况、异常及事故状态，为了安全、经济调度和控制提供依据，必须对电网实现以保证安全运行为中心的运行监视，所以称为安全监视。按部颁有关法规、规程的要求和调度的需求，主要内容为：网调、省调要监视电网的频率、电压、潮流、发电与负荷容量、电量、水情河水位等参数；监视断路器、隔离开关、带负荷调压变压器调压分接头以及发电机组等设备的自动调节装置的工作位置状态，主要保护河岸[11]全自动装置的动作状态等信息。地、县调和集控站运行监视的内容相对少一些，但对于大型的地调，所需的信息量仍然较多。运行监视的内容通过屏幕显示、动态调度模拟屏、打印、拷贝、记录及绘图等多种手段完成。电网经济调度的任务是在满足运行安全和供电质量要求的条件下，尽可能提高电网运行的经济性，合理地利用现有能源和设备，以最少的燃料消耗（或费用、成本），保证安全发供电[12]。因此，网调和省调要在按规定保证电网的频率和电压质量的前提下，使发电煤耗、水耗及网损最小，即发电成本最低，同时又能保证一定的备用容量，因而网调和省调要进行负荷预测，实现经济负荷与最佳负荷分配，制定发电机华语负荷曲线提供依据；实现水库经济调度与最优潮流分配，为在最佳水能水量综合利用的条件下，使水耗与网损最小。对于地调，则以实现负荷管理及其经济分配为基本内容，还要定时进行电压水平和无功功率分配的优化运算，用以提高电压质量、降低网损，在尖峰负荷时要平衡馈线负荷以降低线损，在有条件的地区电网内，还要实现降压变压器的经济运行，以实现小型梯级水电厂的经济运行等内容[13]。经济调度的各种内容，需要同运行监视、自动控制、安全分析密切结合才能付诸实施。进行安全分析是对电网在正常和异常运行的状态进行分析及对事故发生前的状态预测和事故发生后的状态分析，是保证电网安全稳定运行的重要内容。当电网发生事故后，在实现事故顺序记录、事故追忆等功能的基础上，通过分析，跟踪事故的发展、参数的变化，保护和自动装置及断路器的动作情况，从而提出事故处理的对策，以达到缩短事故处理时间，防止事故扩大的目的。在地区电网发生事故时，还可以通过对配电网的故障分析和实现在线预操作，及时处理事故，改善地区电网的安全运行水平。此外，通过调度员的培训模拟，进行事故预想与事故演习，有效地提高调度人员运用调度自动化系统处理事故的临战能力[14]。电网调度自动控制是在运行监视的基础上，对电网的安全与经济运行实施调节或控制。控制信号自上而下发送给厂、所或下级调度。这类控制范围很广，但主要是对断路器及其它发送发变电设备，例如，发电机、调相机、带负荷调压变压器、电力补偿设备等，通过调度人员实现遥控、遥调或自动实现相应的闭环控制或调节。上述电网调度自动化基本内容是紧密相关的，不论哪一级调度中心都必须以实现电网的全面运行监视为前提，根据各自的特点和需要，积极充实完善，以达到实现电网调度自动化的目的。2.2调度自动化系统的基本结构和基本功能2.2.1调度自动化的基本结构电网调度自动化从整体方面看主要由调度主站（调度中心）、厂站端、通信三大部分组成，系统结构如图2-1所示：市调度通讯网厂站厂站市调度通讯网 县调度通讯网站 通讯网络 县调度 厂站 厂站 图2-1电网调度自动化系统结构图电网调度自动化系统按基本功能划分为7个子系统：1.数据与信息的采集系统：前置机、远动终端、调制解调器、变送器。2.数据与信息的处理系统：主控计算机、外存储器、输入输出设备、计算机信道接口。

3.数据与信息的传输系统：

主站与厂站通信：有线、载波、光纤、短波、微波及卫星地面站。主站与主站通信：有线、光纤、微波及卫星地面站[15]。4.人机联系系统：

彩色屏幕显示器、打印机、拷贝机、记录仪表、绘图机、调度模拟屏、调度台。

5.监控对象的相关系统：

发电机组的成组自动操作与功率自动调节装置、机炉协调控制器、带负荷调压变压器分接头、电压与电流互感器、断路器的控制与信号回路、继电保护与按全自动装置的出口信号回路。

6.不停电电源系统：

交—直流整流器、直—交流逆变器、配套的直流蓄电池组。

7.安全环保系统：

防雷与接地、防火与灭火、防电磁干扰与防静电干扰、防噪声与防震、空调与净化、防盗与防鼠。2.2.2电网调度自动化系统硬件构成电网调度自动化系统硬件主要由前置服务自、主服务器、WEB服务器、通讯服务器等主要硬件构成，服务器主要是按工作方式进行分类。1.主/备前置通讯机通讯前置机负责数据采集、规约解释、数据处理以及接收并处理系统的控制命令。2.主/备服务器

服务器存放整个系统的实时数据、历史数据及应用数据，为主/备前置通讯机、调度员工作站、后台工作站提供数据库服务，充当应用服务器。服务器另外对各工作站的工作状态进行监控,管理计算机网络设备和SCADA系统终端设备(如打印机、显示器、投影仪等),监控系统的任务进程，提供事件/事故报警，监视网络通讯等。

3.WEB浏览服务器

本系统中配置WEB服务器提供WEB主页实时画面公布。这种方式使得网上的工作站无需任何专用程序支持，使用Windows内置的IE浏览器即可浏览实时数据[16]。

4.Nport通讯服务器

NportServer又称多串口网络通讯服务器，支持TCP/IP协议，可直接挂接在网络上，相当于网络组中的一员，便于主/备前置机的切换。它完全替代了以往的通道控制板和串行通道板。并且，该设备支持多种编程语言，操作及其简便[17]。2.2.3电网调度自动化的基本功能电网调度自动化的基本功能包含数据采集与安全监控、自动发电控制和经济调度控制两大基本功能。数据采集是采集电网各个节点的状态量；安全监控是实时监控电网各个环节的安全状态；自动发电控制是实现自动调节电网用电负荷和发电厂发电机出力；经济调度控制是综合负荷情况，科学经济合理分配火力、水力、风力、光伏等发电输出比例。1.数据采集与安全监控（SCADA）数据采集与安全监控主要包括：通过远动系统实现数据采集；通过计算机系统实现数据处理与存储；通过人机联系系统中的屏幕显示（CRT）与动态调度模拟屏，对电网的运行工况实现在线监视，并具有打印制表、越限报警、模拟量记录、事件顺序记录、事故追忆、画面拷贝、系统自检及远动通道质量监测功能。在实现监视的基础上，通过计算机、远动与人机联系系统，对断路器、发电机组与调相机组、带负荷调压变压器、补偿设施等实现遥控与遥调，以及发送时钟等指令[18]。2.自动发电控制（AGC）和经济调度控制（EDC）它们是对电网安全经济运行实现闭环控制的重要功能。在对电网频率调整的同时，实现经济调度控制，直接控制到各调频电厂，并计入线损修正，实现对互联电网联络线净功率频率偏移控制；对于非调频厂，则按日负荷曲线运行；对于有条件的电厂还应实现自动电压和无功功率控制（AVC）[19]。2.3县级市级电网调度自动化系统

县级市级电网调度自动化系统在实现网络结构分析和状态估计的条件下进行的实时潮流计算和安全状态分析,其调度与管理水平长期处于落后状态。存在着扩充修改难，通讯质量时性差，显示界面不符合习惯和数据信息，无法有效管理等缺点。因此，建立一个崭新的县级电网调度系统和管理信息系统势在必行。2.3.1县级市市电网调度系统规模的划分县级市级电网调度自动化系统是配电综合自动化的核心。一个完善的实用化的县级电网调度自动化系统是可以保证县级市级电网安全，可靠，经济运行和主要生产过程的自动化。县级市电网调度自动化系统横向扩展可以形成配电管理中心，纵向扩展可以形成配电网系统。按照县级市级电网的容量规模，县级市电网调度系统可以分为3级：容量大于150MW的为大型县级市调；容量在50-150MW之间为中型县级市调；容量小于50MW的为小型县或县级市调。2.3.2县级市级电网调度的功能根据电力部《县级电网电力调度自动化规范》的要求，对于大、中、小型县或县级市调系统的基本功能是数据采集和人机联系：1.数据采集。包括：模拟量、数字量、状态建设工程信息管理系统量、非电量的采集及数据传输，数据处理，遥控，事故报告等。（1）模拟量的采集。包括：各个机组的有功功率、无功功率；各个主变压器及输电线路的有功功率、电流；各个配电线路的有功功率、电流，各个变电站及开闭所的母线电压。（2）数字量采集。包括：所有主变及配电网的频率F；所有配电线路的有功电能；所有主变压器、输电线路有功、无功。状态量采集包括：各个短路器的位置、各个隔离开关的位置、各个发电机组运行状态信号、所有保护动作信号、所有施工跳闸总信号、预告信号、通道故障信号。非电量的采集包括：各个主变压器的温度t。数据传输包括：和上级调度监控系统通信及上级调度信息的转发，通信规约的转换，主站端可以和256个RTU端通信。数据处理包括：县级电网用功功率总和，县级电网无功功率总和，县级电网有功电能量总加，县级电网无功电能量总加，负荷率统计，越限告警，所有断路器分合闸分类统计。遥控功能包括：遥控断路器，电容器投切，所有主变压器有载调压分接开关。事故报告功能：断路器事故复位，事故信息优先显示与告警；事件记录，事件追忆。2.人机联系包括：画面显示及操作，汉字报表打印，模拟盘操作及信道联系等。画面显示及操作包括：县级电网潮流图，所有厂站一次实时接线图，所有厂站实时数据显示，24小时负荷曲线，电压棒图，发送遥控命令，修改RTU端监控定值，修改实时数据库，修改图形报告，生成软件包，查看历史数据库，事件顺序记录显示，厂站设备参数，所有继电保护定值参数。汉字打印包括：定时打印、召唤打印、异常及事故打印、操作记录。模拟盘包括：反应所有断路器的位置、遥测量及潮流方向，具有声光检查、数码显示等自检功能。信道功能包括：信道故障统计和报警、信道监测及低电压警告、主备信息管理和信息系统道自动切换。2.3.3县级市级电网调度系统的模式及信息管理体系的结构根据县级市级电网管理的特点，组建的调度系统，其无线设计主要分为3级分布式，监控与管理机构；各个厂端将监控数据发送到调度中心的调度系统；调度系统与信息管理系统通过服务器交换数据。县级市级电网调度系统设计必须遵循以下原则：系统调度应选用比较先进的设备；系统必须是收缩性的；可以灵活选用系统软硬件配置；必须有扩充性，可以方便使用扩充应用模块；要有灵活性：做到"即装，即用"的原则；必须要有安全性；能够统一地进行电网描述数据库；必须高效的实南京市建设工程信息网时进行数据处理；要有友好方便的人机界面；由功能强大的电子报表软件，具有灵活的报表处理功能，并能做到图文并茂[20]。县级市级电网调度系统即为：远动系统调整，其主要由生产管理级和运行管理级构成。采用系统为网络分布式电网调度系统。该系统主要构成有：网络服务器、前置工作站、远动工作站、报表工作站、局长工作站、调度工作站、总共工作站、维护工作站等构成。随着电力系统的发展，进行科学管理所需信息增多，对于县级电力系统。主要有办公数据和事故记录数据及生产运行数据这三类信息构成；信息管理系统可采用拓扑结构。在电业局内部有一个文件服务器。系统为整个公司服务，内部存储各个科室的信息以及各种数据。调度数据则通过网桥机传输到服务器中，网桥机同时还负责事故的报警[21]。一个县级市电网调度系统及信息管理系统的开发要有相应的、先进的计算机及服务器。县级市级电网调度自动化系统及信息管理与信息统计系统的改造和建设，实现了电网调度的直观化，形象化和以及对电力信息的有效管理，提供了一个新解决方案。可以减少电力作业现场错误操作事故，精减县级市供电企业人员，提高县级市供电企业劳动生产率；也能为县级市供电企业争创全国一流县级或县级市供电企业奠定良好的基础，使我国电网事业达到一个新发展水平。第三章XX电业局调度自动化项目概况XX电业局目前尚不具备完善的调度自动化系统，为了积极响应国家电网对农网改造的具体实施意见，目前正在着手规划和设计XX地区电网调度的合理运行模式。本可研是在XX市电业局现有供电状况的基础上，根据XX市电业局调度发展规划，结合XX电网调度自动化现状,并且认真研究和分析了XX市电业局的具体要求之后而制定的。本可研可作为调度自动化工程实施的依据，可以根据资金情况和工作安排分阶段实施。因为XX市电业局以前没有实施过调度自动化主站系统，因此本可研的指导方针将按照“实用为主、适当超前”的原则执行。3.1XX电业局调度自动化项目概况3.1.1调度自动化主站现状目前，XX市电业局调度指挥系统运行方式为原始指挥、电话通讯方式，调度指挥中心只能依靠各变电所运行值班人员电话汇报现场运行方式、运行数据，不能实时、准确地掌握现场设备的运行状态和参数，更不能对设备进行远方操作，远远不能满足现阶段调度指挥管理要求。3.1.2变电站综合自动化现状XX市电业局规划的8个变电站中，有5个变电站的继电保护装置采用了变电站综合自动化保护装置，只有知一变电站为常规继电保护，二次设备需要全部改造为微机综自保护，另外三梭通、团结两站均为第一期农网改造时的产品，不能满足调度自动化的需求，需要改造为微机综自保护。知一变电站：66kV变电站，为XX市电业局中心站，开关为户内开关，二次需全部改造后才能满足调度自动化要求，将实现“五遥”。三梭通变电站：66kV变电站，开关为户外开关，江苏华丰公司提供的二次设备，户内组屏，设备不能满足调度自动化要求，需改造一、二次系统，包含开关、保护、电度表，改造后要求实现“五遥”。团结变电站：66kV变电站，开关为户外开关，保护为黑龙江电力物资总公司提供，2000年产品，户内组屏，设备不能满足调度自动化要求，需改造一、二次系统，包含开关、保护、电度表，改造后要求实现“五遥”。马家岗变电站：66kV厢式变电站，投运日期为2009年，保护为河南思达公司提供，有后台监控和通信控制器，能满足调度自动化要求，需厂家提供调度接口、信息点号和现场调度调试配合，需加装直流屏和电池。珠山变电站：66kV厢式变电站，投运日期为2008年，产品由河北冀能公司提供，有后台监控和通信控制器，能满足调度自动化要求，需厂家提供调度接口、信息点号和现场调度调试配合。东风桥变电站：66kV厢式变电站，投运日期为2010年，产品由南京南瑞公司提供，，有后台监控和通信控制器，能满足调度自动化要求，需厂家提供调度接口、信息点号和现场调度调试配合。白泡子、新村变电站均为正在进行的变电站，变电站只需提供通信接口就能满足调度自动化要求。3.2XX电业局调度自动化项目设计原则调度自动化系统主要完成对变电站内设备的监控功能，要求首先实现变电站自动化（具有远动终端单元RTU），建立变电站和调度中心的通道，在此基础上通过调度主站的建设，即可实现调度自动化。设计时应遵循以下原则：安全性调度实时系统与其它信息系统间的网络安全问题，应采取必要的网络安全措施，以提高系统的安全性；系统必须具有权限管理功能，在进行系统维护时不应影响系统的正常运行。可靠性服务器、前置机和网络设备等关键部分宜采取备份冗余模式，故障时自动切换，保证系统的正常运行。实用性自动化系统的功能设计、硬件设备、操作系统及数据库系统的选择，应坚持实用的原则；系统人机界面应突出操作简单、易用、易维护的原则。开放性系统数据库应具备开放的、标准SQL语言访问接口，以方便与其他系统的互联和数据共享；扩展性根据需要可不断扩充新功能，并可保证调度运行管理功能、应用功能等的分步实施，但不得影响系统原有功能。容错性软、硬件设备应具有良好的容错能力。当设备故障或使用人员误操作时，均不应影响系统其他功能的正常使用。灵活性在统一的基础平台上，系统的各个功能模块应可任意选配。3.3XX电业局调度自动化项目编制依据·GB/T13730-92地区电网数据采集与监控系统通用技术条件·GB/T13729-92远动终端通用技术条件·GB9813微型数字电子计算机通用技术条件·GB/T17626-98、GB/T17618-98电磁兼容国家标准·DL/T634-1997基本远动任务配套标准·DL/T621-1997交流电气装置的接地·DL/T630-1997交流采样远动终端技术条件·DL5002-91地区电网调度自动化设计技术规程·DL5003-92电力系统调度自动化设计技术规程·DL476-92电力系统实时数据通信应用层协议·DL/T635-1997县级电网调度自动化功能协议·DL/T550-94地区电网调度自动化功能规范·NDGJ30-90电力系统调度自动化系统设计内容深度规定·NDGJ8-90火力发电厂、变电站二次接线设计技术规定·《地区电网调度自动化系统运行管理规定》·《地区电网调度自动化系统基本指标》·《电网调度自动化系统运行管理规程》·《电网调度自动化系统实用化要求》·《电力系统调度实时计算机系统运行管理规程》·《地区电网调度自动化系统实用化验收细则》·《国家电网公司系统县城电网建设与改造技术导则》·国家经贸委《电网与电厂计算机监控系统及调度数据网络安全防护规定》·《电力二次系统安全防护规定》（电监会5号令）·《黑龙江电网县级调度自动化系统建设导则》3.4XX电业局调度自动化项目的功能要求调度自动化系统的特点是信息量大，在线分析和离线管理紧密结合，高级应用和终端设备紧密结合，一次设备和二次设备紧密结合。调度自动化系统的功能主要有：系统控制与数据采集功能（SCADA）、地理信息系统管理（GIS），电力高级应用功能（PAS）。其中SCADA为基本功能，地理信息系统管理（GIS）、电力高级应用功能（PAS）为选配功能。系统的主要技术要求如下：SCADA功能：通过控制中心与终端设备之间的通信，实现网络的监测和控制，具体完成遥信、遥测、遥控、和遥调等功能。GIS功能：图形化管理，所见及所得。高级应用功能（PAS）：网络拓扑、状态估计、潮流计算、负荷预测。调度自动化系统由变电站自动化、通信系统和调度主站组成，对各个部分的功能要求分别进行介绍。3.5XX电业局调度自动化项目实施目标全部变电站实现“五遥”。架设8个变电所调度专用通信通道，建设一套能够实现SCADA、DMIS、等功能的调配主站，使其能够满足调度自动化的要求。锻炼调度队伍，提高全局电网调度能力，为电网的经济运行提供快速、科学、准确的数据，降低运行维护费用，最大限度的提高供电企业的效益。第四章XX电业局调度自动化系统方案可行性研究实施本期调度自动化时，调度主站系统的硬件和软件配置对后续工程的扩展要给予充分的考虑。推荐使用调度自动化主站系统EPID3000，基于XX市电业局调度自动化的现状，我们建议所有工作站和服务器都基于WINDOWS的平台。下面结合EPID3000系统的特点和相关技术参数，介绍XX调度主站软硬件配置及相关参数指标。4.1XX电业局调度自动化系统方案特点结合国家电网标准化设计和XX电业局现有实际情况，XX电业局调度自动化项目的设计主要从以下10个方面来考虑：1.一体化设计从电网安全、稳定、经济的角度出发，为各应用软件设计了统一的支撑平台，它含统一的网络系统、数据采集系统、图形系统、数据库系统、报表系统以及WEB浏览中间件[22]。2.实现网络报文的平衡分流设计双网结构，抛弃UDP不可靠传输协议，采用基于可靠传输的TCP/IP协议，增强传输的可靠性；能够抵御数据报文风暴，自动实现网络报文分流[23]。3.同一数据库平台的数据库结构无关性设计可根据用户不同的需求更改数据库中表的结构或增加新数据表，系统无须下线便可看到新增的表。结构无关性系统运行的稳定性与可扩性[24]。4.组态设计所有可能的差异需求均以数据表或配置文件形式加以存储，以便任意在线定制。通过搭积木式的模块裁剪，实现系统的扩展。5.基于Excel的报表制作设计Excel灵活地制作各种日报、月报、年报，并读取相应的数据。支持召唤打印和定时打印。6.通用馈线故障处理设计提供通用的数学模型，用描述类似环网柜环路，架空线环路，开闭所环路，单电源辐射性馈线以及双电源、多电源环路。故障处理策略采用人工预置处理策略与在线拓扑结构分析结合方式进行。支持多个故障发生时可实现并行处理[25]。7.快速、可靠的PAS设计系统采用TPAS[26]与DPAS算法；提供常规的电网分析应用软件模块，包括网络建模、网络拓扑、状态估计、在线潮流、短期负荷预测等。8.具备良好的工作流平台调度管理可以基于工作流平台实现流程定制与表单定制。维护与扩展极为方便。9.功能丰富的电量计费系统电量计费系统提供电量采集、存储、统计计算以及电量、电费的WEB查询功能。电量采集采用周期采集和补采方式，具备下装参数等功能。10.简洁、安全、内容丰富的Web浏览功能通过WEB服务可以实现通过浏览器浏览实时网中的图形、报表、历史告警信息、通道码等。4.2XX电业局调度自动化系统配置4.2.1系统结构配置图调度系统结构采用中型调度的模式，即双服务器、双前置机、双工作站、并设web服务器，维护工作站和配网工作站。4.2.2系统配置1.数据库服务器（2台） 安装有SQLSERVER商用数据库系统以及实时数据库系统的服务器承担数据存储、数据处理以及向各工作站转发各种处理后的信息。选用高端的HP机器作为服务器，并且是双机热备。系统服务器的主要配置技术参数如下：4U机架式服务器（hp）处理器：至强四核2.66GHz内存：4GB硬盘：146x5GB，内部配有6个硬盘扩展仓DVD刻录光驱网卡：2块、10/100/1000MB自适应17”液晶图形显示终端，分辨率1280x1024（机架式，共享）键盘和鼠标（机架式，共享）2.前置采集服务器（前置机）（2台）根据前置相关配置实现对各调度子站、调配子站以及各电量采集终端的数据采集以及数据预处理，并向各应用服务器传送经过处理的信息。由两台机器组成热备用模式或者前置机群实现端口值班的模式。前置采集服务器的主要配置技术参数如下：4U机架式服务器（hp）处理器：至强四核2.66GHz内存：4GB硬盘：146x5GB，内部配有6个硬盘扩展仓DVD刻录光驱网卡：3块、10/100/1000MB自适应17”液晶图形显示终端，分辨率1280x1024（机架式，共享）键盘和鼠标（机架式，共享）3.调配SCADA工作站（2台）供调度员使用。通过提供友好的人机界面如接线图、曲线、棒图、饼图和仪表图并且可以通过结合多窗口、无极缩放、漫游等方式监视各种数据，实施遥控、遥调等。调度员工作站的主要配置技术参数如下：处理器：hpIntel®酷睿（TM）2DuoE44002.0GHZ内存：4GB硬盘：SATA硬盘1TB网卡：10/100/1000MB自适应*222’液晶显示终端，分辨率1280x1024标准的键盘和鼠标4.PAS工作站（1台）（远期规划、本期不上） 供调度负责人使用。主要是用于电网模型分析，提高运行安全性和经济性。其主要功能是利用电力系统的各种信息，对电力系统的运行状态进行分析，帮助调度运行人员了解和掌握电力系统运行状态的变化，并提供分析决策的依据，保证电网的安全性并提高运行的经济性。PAS工作站的主要配置技术参数如下：调度员工作站的主要配置技术参数如下：处理器：hpIntel®酷睿（TM）2DuoE44002.0GHZ内存：4GBSATA硬盘硬盘：320GB网卡：10/100MB自适应*222’液晶显示终端，分辨率1280x1024标准的键盘和鼠标5.便携维护工作站（2台） 供系统维护人员使用。主要用于系统维护如系统配置修改；厂站数据的增、删、改；各种图形的修改等。处理器：hpP4/3.0GHz内存：2GB硬盘：320GBDVD可读写光驱网卡：10/100MB13”液晶，分辨率1280x10246.WEB服务器（1台） 调度系统实时运行状态的Web发布。WEB服务器的主要配置技术参数如下：处理器：至强四核2.66GHz内存：4GB硬盘：146x5GB，内部配有6个硬盘扩展仓DVD刻录光驱网卡：3块、10/100/1000MB自适应17”液晶图形显示终端，分辨率1280x1024（机架式，共享）键盘和鼠标（机架式，共享）7.局长及维护工作站（共2台）供生产使用。通过提供友好的人机界面如接线图、曲线、棒图、饼图和仪表图并且可以通过结合多窗口、无极缩放、漫游等方式监视各种数据，实施遥控、遥调等。工作站的主要配置技术参数如下：处理器：hpIntel®酷睿（TM）2DuoE44002.0GHZ内存：4GBSATA硬盘硬盘：1TB网卡：10/100/1000MB自适应*222’液晶显示终端，分辨率1280x1024标准的键盘和鼠标8.DTU装置（共1套）县调自动化与地调间不具备专线通道,采用GPRS方式接入地调主站,新上DTU装置1套。4.3XX电业局调度自动化系统的主要技术指标4.3.1系统的容量指标·系统的接口容量（对RTU） 1：256（本期为32个站）·系统的遥测量(模拟量)(YC) ≥65536点·系统的遥信量(开关、刀闸量)(YX)≥131072点·系统的脉冲量 ≥16384点·系统的遥控/遥调量≥3000点·系统的计算量 ≥10000点·广播命令 时钟对时，电度冻结4.3.2系统的可靠性指标·系统年可用率≥99.9%·平均无故障运行时间（MTBF）>30000小时4.3.3系统的实时性指标·事故时遥信变位传送时间 <3s·重要遥测量越定值变化传送到主站 ≤3s·遥控/遥调命令传送时间 <4s·脉冲电度扫描周期 5XN（N=1、2-12分）·画面调用响应时间 实时画面<1s；非实时画面<3s·画面实时数据刷新时间 ≤4s可调·模拟屏数据更新周期 ≤6s·系统在线主备服务器切换：≤10s·系统时间误差≤1ms·打印报表输出周期 按需整定·遥信处理正确率 100%·遥控正确率 100%·以太网误码率<10E-54.3.4系统的负荷率指标电网正常状态下·服务器CPU的平均负荷率≤25%·工作站CPU的平均负荷率≤30%·局域网的平均负荷率≤15%4.3.5系统的事故追忆（PDR）指标·事故前追忆时间15分钟可调·事故后追忆时间30分钟可调·事故追忆数据扫描周期2—10秒可调4.3.6SOE指标·系统分辨率≤20ms·站内分辨率≤2ms4.3.7系统显示指标·画面数量、尺寸不限·象素1280X1024/1024X768，256/65536色，全图形，分层画面256层·全部汉字提示及说明，国标两级汉库4.3.8PAS指标1.状态估计·状态估计覆盖率 ≥90%·状态估计月可用率 ≥90%·单次状态估计计算时间 ≤10s2.调度员潮流·调度员潮流合格率 ≥90%·潮流结果误差 ≤1.5%·单次潮流计算时间 ≤10s3.负荷预测·日负荷预报运行率 ≥96%·日负荷预报准确率 ≥95%·月（年）度累计负荷预报准确率 ≥95%·日最高（低）负荷预报准确率 ≥95%·月（年）度累计最高（低）负荷预报准确率 ≥95%4.4XX电业局调度自动化系统支撑硬件要求4.4.1通信处理柜 通讯机柜的主要任务是解调RTU经过信道送来的信息及时送给前置机和将主站端要发给RTU的数据调制后发送下去。通讯机柜中的主要部件是终端服务器。 终端服务器是为了扩展前置机的通讯接口所必须的；可以通过把它映射成串口或使用网络端口的方式实现数据接口。它提供标准的TCP/IP通讯方式与RJ45接口，使得通信链路的连接极为方便。4.4.2服务器硬件 由于EPID3000系统的服务器担任数据存储、数据处理以及数据信息地转发等功能，负载比较大，一般要求选用性能好地机器作为服务器，内存至少2G。4.4.3工作站硬件 工作站的硬件性能要求相对服务器低，它的内存至少1G。4.4.4网络通信装置具有100M网速的网络交换机。4.4.5安全隔离装置 在WEB服务器与外部网之间加防火墙，防止病毒与黑客的攻击，保证调度系统的可靠与安全。4.4.6系统的外设（UPS、GPS、PRINTER） 系统一般要求配备UPS电源，以防止由于突然断电导致系统地停止与数据丢失而造成地不必要地损失。为了满足精确调度的要求，系统要求配备GPS，以便用精确的时钟统一全电网的时间，做到时间同步。为了满足告警的随机打印，系统一般要求配备至少一台针式打印机。4.5系统支撑软件要求 EPID3000系统对工作站与服务器有不同的支撑软件系统的要求。对于服务器，必须安装WINDOWS2000/2003SERVER、SQLSERVER、EXCEL2000/2003以及VC6.0、JSDK支撑软件。工作站只安装WINDOWS2000SERVER/PRO即可。第五章XX电业局调度自动化项目系统功能可行性研究下面结合EPID3000系统，介绍XX市电业局调度主站系统各模块的功能。5.1XX电业局调度自动化系统功能概述EPID3000综合调配自动化系统是基于Windows2000(2003)/Linux/UNIX操作系统平台，精心打造的面向中、小型地调（市调）、县调，的具有统一支撑平台的含调配SCADA、电力高级应用PAS、馈线自动化FA、电量采集、计费TMR、地理信息系统GIS以及基于GIS的配网管理DMS功能，符合国内调度自动化、配网自动化发展潮流的新一代配网综合调度自动化系统。EPID3000系统从诞生之日起便以其完善的功能，组态式的配置，开放的软硬件平台，一体化的设计思想而崛起于国内众多调配系统中。该系统有以下几个主要特点：1.四层系统架构体系设计由基础系统支撑软件、通信网络管理层、数据采集层、应用软件层四个层次构成新型的系统架构体系，保证通信网络资源的一体化管理；保证通信链路维护、扩充、改造的可在线性以及对采集系统的低影响性；保证了数据采集的独立性，降低与应用分析模块的耦合度，促进数据采集的完整性、实时性、可靠性的提高，避免应用分析模块的设计变化带来对数据采集子系统可能存在的影响。应用分析层通过数据总线实现数据交换，满足系统分析模块渐进建设的实际需求，以及应用分析模块使用与数据采集的物理空间分离，实现B/S模式。2.面向电力对象设计 系统抛弃了过去基于厂、点号的测点模型，采用了基于电力系统设备对象（如开关、刀闸、变压器、母线、线路）而建立的面向对象连接关系的模型。用户面对的是一个个相互关联的电力系统对象，而不再是一个孤立的测点。它为电网分析应用软件提供实时的、完整的电力系统模型。3.基于TCP/IP协议的支持单双网混合的网络体系系统内部网络数据交换采用基于可靠传输的TCP/IP协议，增强传输的可靠性；系统支持双网模式，自动实现网络报文分流；同时在某个网络节点的某个网卡故障时，系统能支持单双网混合运行；能够抵御数据报文风暴，自动实现网络报文分流。4.同一数据库平台的数据库结构无关性设计可根据用户不同的需求更改数据库中表的结构或增加新数据表，系统无须下线便可看到新增的表。结构无关性系统运行的稳定性与可扩性。5.组态设计考虑到用户的需求千差万别，所有可能的差异需求均以数据表或配置文件形式加以存储，以便任意在线定制。通过搭积木式的模块裁剪，实现系统的扩展。6.C/S与B/S结构有机结合 该系统基于Client/Server模式建立了管理策略与标准访问机制，系统功能模块根据需要分布于各个网络节点中，数据库服务部属于服务器（服务进城）中，网络中的任何一个节点都可以在线同时访问系统中所有的功能。 系统结构为用户提供了彻底的数据一致性，搭积木式地系统扩展。充分保护用户的前期投资，减少用户维护升级的工作量。 基于目前存在用户远程接入的需求，系统设计了远程接入接口，实现B/S模式，使系统使用更加方便。7.先进实用的图形系统 图形子系统基于三维图形标准OpenGL实现，提供了诸如图元定义、图形绘制、图形分层、图形导航、拓扑连接关系定义以及其他常规图形制作工具；实现了包括图形绘制、拓扑关系检查入库、漫游、变焦、平面叠加、导航、挂牌操作、封锁解锁、置数、贴图等各种复杂功能；支持多平面多窗口同时运行；支持图上在线开票以及预演；支持基于SVG格式的公共图形转换。8.快速先进的报表管理系统 该系统采用与Excel结合的方式，用户只要会EXCEL就会报表制作。系统设计了巧妙的拖拽式报表绘制工具，用户可以非常快捷地制作各种日报、月报、年报；系统采用预生成技术，满足快速浏览报表的需求。9.基于工作流技术的调度管理系统 调度管理本身就是一个实际的工作流程，基于工作流技术的调度管理系统保证调度管理工作的开展严格符合既定的工作流程标准，不会出现环节混乱。该系统采用纯JAVA实现，满足系统跨平台的需求。10.基于端口值班技术的集群数采系统传统的电能量数据采集系统中，前置机基本采用双机热备的形式，即当前置机A的服务程序或者前置机器或者终端服务器故障时，系统根据心跳监测自动地将采集服务功能切换至前置机B；在正常运行中，当A机值班时，由A机执行所有的采集任务，B机不执行任何数据采集任务。因此无法利用B机的资源，分担数据采集的任务。该系统彻底改变传统的模式，采用基于端口值班技术的集群数采模式：数据采集子系统中的端口（串口、网络口）作为所有采集前置采集服务系统的共享通道资源，不以机器为单位，以端口为单位实现资源的动态分配与热备用。比如前置系统某一通道拥有在一台或多台前置机上映射有一对互为备用的端口，在某一时刻每个通道只有一个端口值班，值班端口负责该通道上的通信处理，另一端口备用。一旦某一通道的当前值班端口的通信失败，则切换该通道的值班端口到其备用的端口上，其它通道的端口值班状态不受影响，采集任务的执行也不受影响。11.高度集成的图模库一体化技术 图模库一体化就是在一次接线图绘制的基础上，实现对系统中电力设备的建模以及建库。“图”即是完全面向电力对象的绘图工具，能够自动生成拓扑关系，自动完成元件着色。“模”即是可以在图形界面的对象属性中设置与编辑相应的网络参数，完成建模；“库”即是可以在图形界面的对象属性中与数据库表中的电力对象实现关联。5.2XX电业局调度自动化系统的主要功能及特性5.2.1系统的主要功能 基于统一的数据库平台、统一的数据采集平台的EPID3000系统提供组态式的调度自动化、电量采集的功能。调度自动化SCADA包含了的遥信、遥测、遥控、遥调、两票、事故反演、调度管理；电网的高级应用分析PAS如网络拓扑、状态估计、负荷预测、潮流计算等主要功能。5.2.2系统的主要特性1.系统的开放性 EPID3000系统基于开放的、实时的、多任务的操作系统（WINDOWS系列或LINUX系列），并提供了多种编程接口、调试手段以及诊断手段。采用SQLSERVER或ORACLE作为商用数据库平台，提供标准的ODBC接口以及透明的数据库编程接口，用户可以在不修改原有系统与应用程序的情况下，自行添加数据表等。系统具有基于标准的全面汉化的图形用户界面、标准的网络通信协议、应用基本函数及调用接口；开放的图形数据源，支持与多种矢量图形文件格式相互转换。2.系统的分布性 EPID3000系统采用全分布式的功能和网络结构设计，所有系统功能均采用C/S方式分布于网络中的某台指定应用的工作站中，并实现数据共享功能。应用软件按功能分布于网络节点中，充分地优化各节点资源，保证系统的负荷均衡。3.系统的可靠性 EPID3000系统的主要功能采用冗余设计，如双前置、双主数据服务器、双网等；保证整个系统功能的可靠性不受单个单元故障影响；具有可靠的备份，保证在系统故障时，能尽快地恢复系统运行。4.系统的实用性 EPID3000系统采用调配一体化地思想、组态式地功能搭建方式，用户可以灵活地根据自己的实际需求增、删某个功能模块而不影响系统的整体性能。平台地统一大大提高了系统的性价比。5.系统的易维护性 EPID3000系统拥有极为友好地人机界面，同时采用面向电力系统对象的数据库设计，当在电网结构发生变化或其它情况下，用户可以方便地对数据库、图形、报表进行增、删、改，而无需作多余的转换与录入；一体化的平台，使用户告别维护多个不同平台的系统痛苦，减轻了维护人员的工作压力。6.系统的安全性 EPID3000系统具有完善的权限管理以及严格遵循国家有关MIS网与调度网分离地规定，有力地保证数据的安全和保密性。各变电站接入县调前置时禁止网络方式直接接入，必须严格按照电力二次系统安全要求落实实施；变电站所采集和上传信息应保护完整准确；县调主站远程拨号服务时，拨号认证装置要满足二次安防要求。5.3XX电业局调度自动化项目SCADA功能XX电业局调度自动化项目是县市级调度自动化项目，因此SCADA功能考虑参照已有县市级调度自动化设计典型经验，结合XX电业局实际情况，配置相应调度自动化功能。5.3.1数据信息功能系统应遵循IEC61970标准采用图摸一体化技术，使画面填库一次完成，并有回塑选择功能。数据采集系统承担实时数据的采集与预处理工作。它是由指定的一台计算机或几台计算机按功能分布在特定应用节点的一组程序集、通道设备及网络设备来实现[27]。终端数据的接收数据采集系统按32路以上RTU/FTU设计[28]。采用终端服务器实现实时数据通过网络交换。也可通过数据采集子网直接与网络RTU通信。数据采集系统选用的调制解调器，具电力公司入网许可证。符合CCITT标准。适应300DB、600DB、1200DB及以上多种传输速率。数据传输信道可以是载波、微波、一点多址小微波、光纤、音频电缆等[29]。调制解调器采用高度模块化和智能化模件组成，安装极为方便、灵活，替代大量主机负荷，大大提高信息处理能力。双通道方式是完全采用双通道，即二通道可采用各自的独立通道接口，各自的独立规约类型，同时采集其数据，由软件判断哪一路信息更为可靠，使其成为有效的SCADA信息。数据采集系统提供一套十分友好的人机界面，用户可方便的进行人机交互，可显示各通道的运行状态、误码率、误码率曲线等。可显示各通道的上下行报文，并能根据需要暂停或将显示内容作为文档保存。可在线修改各厂站遥测、遥信参数、通信规约、通信方式、波特率等。通道故障时进行报警。采用面向对象的概念处理各种RTU规约，采用多进程方案，可以在线方便地调试或新增规约，避免系统中断。规约库中包含国内常见的各种CDT或Polling规约，包含92年部颁CDT、华北CDT规约、μ4F、DNP、DISA、IEC-870-5-101、IEC-870-102、IEC-870-103、IEC-870-104、IEEE802.2、IEEE802.3、TCP/IP、SC1801等。数据采集系统采用冗余设计[30]。它一般由双机构成热备用方式。当值班机发生故障时，所有的采集服务会快速地自动切换至备用机，而不至于发生数据信息丢失与扰动。模拟量主要包括：主变及输电线有功功率、无功功率、主变及输电线电流、配电线电流、有功功率、无功功率、各种母线电压、电网频率、主变油温及功率因数等。模拟量的采集方式根据RTU的类型及主站通讯规约而定。数字量包括电网周波、脉冲电度等。状态量包括：断路器位置、事故跳闸总信号、有载调压变压器抽头位置、预告信号、主保护自动装置动作信号、下行通道故障信息、装置主电源停电信号、机组运行状态信号、事件顺序记录、远动系统的各种参数、远动系统的自检信号。脉冲量主要是采集现场脉冲电度表的脉冲值。模拟量处理包括：将生数据转换为熟数据，远动系统遥测综合误差不大于1%；条件归零：可设定每个值的归零范围，将近似为0的值设置为0；人工置数，遥测接收数据可人工置数，解除后恢复自动更新[31]；越限检查，对测量值进行取值比较，根据越限等级及类型进行处理；积分值和平均值计算，可以根据功率计算出相应的电量；最大值及最小值计算，将某遥测(包括功率、电压、电流等)在某段时间内出现的最大值及最小值以及出现的日期和时间存入数据库；死区检查，只有超出阀值范围的值才认为是发生了变化，进行阀值检查以避免不必要的扰动。越死区传送整定值设定；根据电网运行方式的变化，自动进行旁路替换、倒对端等的计算；存贮入数据库，提供进一步数据处理。数字量处理同模拟量的处理。状态量处理包括：将接收到的遥信状态进行极性处理。统一为“1”表示合闸状态，“0”表示分闸状态，并将实时状态存入开关库；根据相关的事故总信号及保护信号状态决定开关是正常分闸还是事故跳闸。并且进行合理性检查与误遥信判断；统计变位次数；遥信变位时，进行报警处理，画面上此遥信状态闪烁显示。调度员进行确认、对位操作后，恢复正常显示；事故变位时，系统自动推出对应厂站的有关画面，发出报警并进行事故追忆处理；通过定义虚遥信，解决双位置开关问题；进行所需的各项旁路代路处理。保证功率总加及电量计费的正确性；变压器档位遥信信号可转变为遥测量上屏，可以用仪表/数值多种画面显示；检修和不可用状态的开关进行屏蔽，给出提示[32]。脉冲量处理包括：接收并处理RTU发送的实测脉冲计数值；利用有功功率/无功功率值进行积分累计电量，包括送电、受电累计；调度员人工设置电度量值；计算日及峰、谷、平各时段的电量值，峰谷时段可定义选择，保存可根据用户需要存到历史库中；对累计的各种时段的电量进行日、月、年统计计算，可按不同费率进行电费的计算；数据有效性、合理性判别；标度变换、检错纠错处理，累计值溢出处理等功能，经格式化处理后存入实时数据库；定时（时间由用户设定）给子站发冻结命令，接收子站发送的电度值，并将实测的脉冲量或数字电度值转换成电度量[33]。保护及综自信息处理包括：接收并处理保护开关状态量；接收保护定值信息；传送、设定及修改保护定值；接收保护故障动作、自检信息、事件信息。时间量处理是从标准时钟采集标准时间，定时对全电网的子站节点以及网络节点进行对时。5.3.2数据计算功能自定义计算公式接口，系统拥有独立的类C语言解析器，提供C语言的大多数基本功能，使用此接口，可以完成传统的公式描述，还可以完成功能性描述。1.支持C语言提供的标准算术函数，如绝对值，三角函数运算等；2.支持C语言提供的操作符和运算符；3.支持言控制结构语句，如ifthenelse条件语句；for循环语句；while循环语句，switch分支结构等。4.支持变量定义，函数调用等C语言功能[34]。可引用数据库中的任何数据进行计算。数值、开关状态、刀闸状态、电量值、计划值等均可进行计算，也可对计算结果进行再计算。5.计算周期可在线设定或修改。6.通过计算公式可实现如下功能：总加计算，限值计算，平衡率计算，累加计算，功率因素计算，统计计算，自动旁路代计算，线损计算等。所有操作均可在线完成，不影响系统正常运行，也不影响计算结果的正确性。标准计算是各种计算的基础数据计算包括：（1）通过P、Q或P、Q、U计算功率因素。（2）利用输入、输出功率计算平衡率。统计计算是在标准计算基础上，系统可以通过自定义的公式进行各种统计计算，如：有功总加、无功总加、电度总加、电压合格率计算、越限统计、用电负荷、发电出力等[35]。5.3.3实时数据库功能数据库系统是基于共享内存技术，使数据库常驻内存，供各个进程共享，分布式运行的数据库管理系统。它以下几个部分构成：数据是数据库系统的核心和管理对象。所有实时数据都是按面向电网对象，采用特定的组织形式存于数据库中，数据库中的各种数据之间存在着各种关系；数据库接口是实时数据库系统除提供了供调度、维护人员使用的数据库操作界面外，还提供了供编程人员使用的数据库编程。数据库管理是数据库管理软件它的职能是管理和维护数据库，完成向数据库提交的各种请求，定期地或根据要求对数据库做出相应的处理。实时数据库系统是一个通用的、实时的、分布式数据库系统，具有以下数据库管理功能：数据库的定义功能是系统允许定义自己的新数据库，并把这个新数据库加入到原数据库系统中，以便以后对该数据库进行操作；数据库的装载功能是在商用数据库定义的数据字典地基础上把数据镜像至实时数据库，镜像过程和数据的布局都严格遵守数据字典的定义；数据库的操作功能是接收、分析和执行系统提出的访问数据库的各种请求，完成对数据库的检索，插入、删除和修改操作。数据库的控制功能是 完成对数据库的安全性控制、完整性控制和数据库共享时的并发控制；在线修改数据库功能是可以在线地修改实时数据，这在模拟、演示时作用很大。系统对实时数据还有封锁功能，以防止非法数据或干扰数据的侵入；在线显示实时数据库和历史数据库功能是以窗口界面、图形方式显示各个库的内容，用户同时可以对库进行操作；数据库的统计功能是不仅可以统计对数据库的操作次数，而且还可以对数据库中的数据进行统计，如累计，最大（小），最大（小）出现的时间，以及平均值等；异机访问功能是可以指明访问哪台机器上的哪个库。数据库管理系统接收到的请求后，到指定的机器上查找指定的数据库，若该机器上存在这个库，就访问该库，返回操作结果；如果这个库不存在，就返回相应的提示信息[36]。5.3.4历史数据库功能历史数据库管理系统是保存系统的所有基础数据字典、配置信息、历史数据信息。并且提供标准的ODBC接口以及自行开发的符合标准的API。历史数据来源包括：实时数据库中保存的各种类型数据以及采样；其他途径输入的数据。历史数据的类型包括各种模拟量、状态量、数字量、配置信息、操作信息、曲线数据、告警、SOE数据、预报数据、计划值、带状态标志的数值报告、事件报告、扰动数据等。采样的数据函盖整个实时数据库中的数据；可通过定义，生成、扩充和维护历史数据库。可以指定采样的数据范围、采样数据周期。所有数据带时标存储。采样的数据范围及数据的采样周期可以在线修改。历史数据库系统的功能具备自动、手动数据转储功能。转储周期的设定，对实时数据库及其他应用数据库中的每一个点可选定存储周期实现历史数据记录，历史数据库存储具有定时存储数据和在异常状态下存储历史数据的功能，提供访问历史数据库的接口并可随时查询和使用。提供标准的SQL查询语言。支持报表访问历史数据。历史数据的归档通过指定地操作将所有的历史数据，日、旬、月报表数据转储到可读写光盘上或备份硬盘上长期保存，并提示存储文件的有关信息。具有历史数据的检索及查询功能。历史数据的同步是主备机之间切换时保证数据库中的数据完整以及正常状态下的保证双机的历史数据同步，系统依靠运行在服务器上的同步子系统的实现两个服务器之间历史数据库之间的数据同步。有以下几个特点：1.实时、快速在正常运行状态下，同步子系统能够保证两台服务器上历史数据库之间的数据保持同步，即数据保存到主服务器数据库里的同时会被立刻保存到备用服务器的数据库里。2.安全、可靠同步子系统在处理时有保证数据复制完整性机制，不会遗漏需要复制的数据，保证两个服务器中数据库数据的一致性。3.故障后可恢复性当其中一台服务器因故停机一段时间后又投入运行时，同步子系统能够依据日志实现两个数据库中的数据同步操作[37]。5.3.5人机界面功能图形系统是基于OpenGL图形接口技术，使得多平面、多层次的矢量图形系统成为可能；并且支持简单的地理信息图引入图形系统，使SCADA图形系统与GIS地理信息系统在某个程度上一体化，具有漫游、变焦、导游、无极放大等功能，具有直接屏幕矢量化或接入数字化仪录入地图的功能，并可按多种方式进行地理定位，使图形能反映地理信息，并可直观的通过图形界面查询各种设备信息。图元编辑器是系统将电力系统的各种设备，例如：开关、刀闸、变压器、发电机、母线、输电线、电容器、电感器、电表、终端、工况、用户等抽象成图形符号即图元，供作一次接线图时引用。系统提供直线、矩形、圆、椭圆、扇形、弧、弦、多边形、折线、文字、管脚等图素编辑功能；提供多种线型、线宽、颜色等模式以及删除、拷贝、移动、尺寸缩放、修改属性等编辑手段生成、修改上述各类图元。图元集可自行增减。图元可与数据库关联，根据数据或状态量值决定其颜色、状态。能方便地查看与数据库的关联的内容。图形编辑器是利用图形编辑器提供的多种布局工具与编辑手段，可以通过定义图元的位置、图元的旋转、变形、变色以及定义与数据库的连接关系，从而生成所需的各种画面。可生成的图形类型包括系统图、简单地理信息图、电力网络潮流图、一次主接线图、二次设备配置图、曲线、棒图、饼图、仪表图、实时报表、历史报表、自动化系统运行管理图，配电环网图，馈线沿布图等。可以在不同地层面显示系统的不同数据；在一个图形画面中可出现不同的颜色显示不同的数据、图表、曲线。图形编辑器的操作功能包括：提供丰富的绘图工具：包括直线、矩形、圆、椭圆、扇形、弧、弦、多边形、文字、折线、图像等；提供曲线、报表、棒图、饼图、仪表图、标尺、时钟等多种图形编辑；可以灵活地设置各种绘图属性，如画笔颜色、画笔宽度、画笔类型、填充颜色、填充模式、矩形类型、弧或弦等；支持多种汉字的输入，汉字可任意缩放，可轮廓、填充显示；支持漫游、变焦、平面叠加、导游及挂牌操作等多种功能，支持多平面多窗口同时运行；）支持图元与数据库特定对象的关联。图形浏览器显示的内容实时数据库系统中的遥测、遥信、电度量、频率、计算处理量（例如：功率总加、电度量总加等等）、时间等以及实时数据库所有对象的任何字段均可在图形上显示。曲线包括计划曲线、历史曲线以及动态曲线。它的数据来源于实时数据、历史数据、计划值数据。可在线定义和修改数据采样周期、数据点、曲线显示比例、范围、时间间隔等。一幅曲线画面可有多组曲线，一组曲线最多可显示8条。当前、历史、计划等曲线可在同一幅任意组合，并能在线追加或删除任一天的历史、计划曲线。当游标滑到曲线区域时，出现一标尺，在标尺的右面显示当前时间及曲线数值，数值颜色与曲线定义色相同。系统提供两种手段再现历史曲线内容：（1）对曲线数据进行横向比较，即将不同曲线在同一时段的数据显示在同一坐标系中进行比较。（2）对曲线数据进行纵向比较，将同一曲线在不同时段的数据显示在同一坐标系中进行比较[38]。5.3.6报表管理管理功能系统的报表子系统采用VBA编程，无缝集成MSExcel2000，它的主要优点是：编辑手段强大灵活。Excel2000是当今使用最广泛的电子表格软件，是开发自定义报表的理想平台。它提供了强大的报表编辑、数据处理功能。用户可以自由地设计个性化的、图文并茂的报表。用户可以在表格栏中很方便地输入文字、数字、图片和控件等，并可以自由地设置其格式。根据表格数据可以生成各种形式的统计图表和数据透视表，以支持对数据进行快速汇总和分析。支持二次开发。Excel2000提供了灵活的二次开发工具VBA。利用VBA，可以根据自己的特殊要求，很方便的对报表系统的功能进行修改或扩充；如把自己对报表特殊的操作流程编写成VBA宏，以此大大提高工作效率；用户也可以利用VBA来定制Excel2000的用户界面。所生成的报表在MSOffice的其它程序如Word、PowerPoint、FrontPage中都能使用或在Web上发布。报表生成统除了具有EXCEL表格的轻松编辑特点外，同时还提供了强大的对单元格、行、列编辑功能如：单元格的合并、分割；图形元件的插入；多字体的排版、多颜色的设置、统计计算等，能轻松地根据生产需要生成各种复杂报表如日报、周报、月报、季报及年报。表格能够索取的数据可以是：实时数据、历史数据库、应用数据库或其他报表的输出[39]。浏览及打印可以定义打印纸张，显示打印的效果。利用预览功能可以浏览服务器上任意一天的数据，并可随时打印输出。追忆源可自定义，可以是线路开关跳闸或继电保护故障动作，也可以是调度员的命令触发；追忆触发条件可支持任意个YC和YX对象组成的复杂逻辑。可以同时处理不同厂站的事故追忆，对同一厂站在追忆周期内的多重事故。一般追忆事故的前3、后5帧。所有追忆画面中的遥测，遥信内容，扫描周期定义。追忆方法有：现事故时，系统等到采样了后N帧后，将追忆缓冲转存为磁盘数据库，追加时间戳及故障原因，以文件形式保存。根据事故对应厂站自动形成该厂站所有追忆数据的事故追忆报表，确定存盘或打印。通过调用事故追忆画面，同时装入事故断面数据，通过画面直观地重演事故的现场[40]。系统提供了丰富的告警信息，具体分为以下几类：遥信状态变化信息；保护告警信息；越限报警信息；RTU、机组协调装置及智能电度表设备状态变化信息；前置机通信故障与恢复信息；各工作站的投入与退出信息；遥控、遥调操作信息；定义的报警信息；人工操作信息告警。告警分为若干级，可在开关库及限值库中自行定义所需的报警级别，系统根据严重级别决定是否启动事故追忆及采用何种音响。系统提供告警窗口，用以显示系统产生的各种告警信息及调度员操作信息。当系统有严重告警发生时，自动弹出严重告警牌，配以动画，语