王俏文，陈绪国
（广东省广电集团有限公司深圳供电分公司，广东深圳519000） 摘 要：以深圳电网集控模式的实现方案为基础，分析建设调度模式及其技术支撑体系的方案，通过对几种方案的实现方式、综合性能和资源成本的分析，提出一种建设特大型地区调度电网集控系统的方案，并指出此方案的关键技术和实施难点。
关键词：调度模式；集控；SCADA系统；技术支撑
长期以来，大多数地区电网调度均采用地区集中调度控制的模式，这种模式有利于一个地区电网调度的统一管理，效率高、速度快；小部分地区电网调度采用分层的调度模式，在较重要的枢纽站设置中心站，对周边变电站一次设备进行巡检和快速事故处理。
调度模式的转变，必须有相应的自动化系统作技术支撑。人们通常认为调度模式的转变仅仅在于区分是集中监控还是分层监控，相应的实时监控系统可以直接沿用SCADA系统的体系架构，无非就是多建设几套SCADA系统，就能实现对各种调度的支持。其实，在新的调度模式确定前后，有许多支撑方案需要研究，如何实现在技术、风险、人力成本、投资之间达到最优配置，如何充分利用现有的系统资源，是个十分值得研究的课题，为此，比较了集控系统的几种建设方案，并经过两年实际课题的研究，提出一种建议方案。
1 集控概念的提出
随着电网规模的高速发展，以及计算机、通信、控制技术的发展，电力系统自动化处理的信息量越来越大，直接可观测的范围越来越广，使得电网的调度模式也不得不发生变化。以广东省广电集团有限公司深圳供电分公司为例，该公司不下设区局、县局，2002年年供电量为24．6TWh，最高负荷达到48GW。20世纪90年代初期，接入SCA－DA系统的变电站仅为20个左右，迄今变电站的接入数量已达到72个，况且该地区各个变电站的规模较大，SCADA系统接入的遥信、遥控、遥测、遥调信息（简称四遥量）已达到54901点，系统设计容量为180000点。深圳供电分公司采用全网集中调度监控模式，2000年初全网当班调度员只有3人，目前采用输网、配网分开的调度模式，每务十分繁重。调度员既负责调度，又负责监视和控制操作，不利于电网的安全运营，调度员应该将注意力集中到全电网上，对电网进行合理的运行方式安排、调度。因此，将监视、控制操作与电网调度分开，符合电网快速发展的需要。常规的集控模式有以下两种：
a）集控站模式
集控站模式，即在中心枢纽变电站进行集控。
这种控制模式可有效对周边无人值班变电站进行巡视、检修、管理，同时增强无人值班变电站的事故反应能力，提高电网安全、可靠运行水平。
b）集控中心模式
集控中心模式，即在地区调度中心或集控中心（两者可在一处）设置专门的集控员，进行监视、控制操作，调度员仅负责全电网的调度，不进行具体的控制操作。
2 支持体系的建设与研究
为配合集控系统的建设，需要在技术层面上先做一些工作。
2．1 支撑系统的现状
依照《广东省电网集控站自动化系统的技术规范》要求，集控系统的主要采集子系统在技术上要求与电网实时监控SCADA系统基本一致，差异主要在于采集子系统侧重于采集信息的完整性，增加一些设备的管理功能和统计功能；电网实时监控SCADA系统增加了关于SCADA／EMS／DTS一体化建设的难度，在SCADA建模时增加许多设备的参数，便于高级应用功能的进一步实施，但多数较为成熟的SCADA系统，其常规建设模式仍为双服务器、双网热备方式。
2．2 集控站模式的支撑系统方案
集控站系统模式及其实现方案见图1。
2．2．1 建立集控站系统方案
建立集控站模式实时系统最通常、最易实现的方式是在若干中心站或集控站分别建立集控站系统（或小型的SCADA系统），实现集控功能，称之为小型SCADA系统，主要原因在于集控站系统通常仅接入15至20个无人值班变电站，系统功能几乎与SCADA系统相同，它的信息总量少很多，硬件配置简单，但同样需要服务器、网络设备、前置机等。相应地需要在选定的集控站配置对各受控站相应的双路由的远动通道，即需另建一套小的通信系统（相对于地区调度通信中心系统而言）。
2．2．2 建立地区调度SCADA系统的远方工作站方案
SCADA系统将所有的变电站信息集中采集，利用信息分流、权限管理等技术，实现分层监控（或监视）的集控站功能。
2．3 集控中心模式的支撑系统方案
集控中心系统与地区调度SCADA系统采用同一套系统。信息大集中后，利用SCADA系统一些先进的设计思想和快速网络，实现信息分流、报警分区，调度中心和集控中心人员各取所需，通过区分不同楼层、地点工作站、不同用户权限，实现调度员和集控员所需的功能，同时还可以通过在巡视维护中心设置远方工作站方式，巡视维护人员可对所辖变电站的信息实时查看，有助现场人员对故障进行快速处理。此方案对SCADA系统提出很多新要求：
a）要求接入的变电站数量、信息量规模大，此信息为调度员、集控员共同使用，取其或集；
b）要求SCADA的系统设计必须十分全面，做好各类信息的合理分类和规划，否则很难实现信息分流、报警分区，要求系统的硬件配置较高，具备很高的数据吞吐能力，才可能实现信息的大集中；
c）要求系统具备很高的可靠性，容灾能力较强，否则，将同时影响调度员和集控操作人员对全电网的实时监控。
图1中虚线的方案较少采用，但仍有一定的优越性，可以提高集控中心模式的集控系统的可靠性，从而提高抗风险的能力，可以集中远程维护（只对各集控站系统，通信系统仍须现场维护）。
2．4 两种方案的比较分析
现从系统结构、技术难点、通道建设、运行风险、人力物力成本等几个方面，简单阐述建设集控系统两种方案的优缺点。
2．4．1 方案1———集控站系统
建立分布式的多个小型SCADA系统，采用小型的SCADA技术已较为成熟，运行风险较低，但运行成本较高。需要增加6～10个人的维护集控站系统的自动化班，相应增加了成本，尤其在各个集控站系统选型不一致时，维护费用会很高；在系统建设上需增加较多投资；需要在各集控站建设小型的通信中心，增加所辖变电站至集控站的双通道。
其突出优势在于小型的SCADA系统技术很成熟，基于Windows和PCServer操作系统运行即可，技术难度小。分布式系统运行风险较小，不易出现多个系统同时跨机的现象。
2．4．2 方案2———集控中心系统
此方案采用与调度中心系统共同的集控中心系统，也可以另建一套新的系统，利用工作站形式实现集控功能，可在巡视维护中心，使用远方工作站辅助集控员和调度员对电网进行监视。主要特点是增加的系统少，许多资源可以共享，系统的运行维护成本低，增加的投资主要为对调度中心系统功能的技术加强。在技术上要求软件系统的信息分流功能较强，调度中心或集控中心的工作量增大，相对方案1，节省人力和物力，只需增配1～2人；在通道上不需要增加建设投资，必要时完善远方工作站网络，即可实现相应的集控模式。
该方案的主要缺陷在于：信息、风险过于集中；系统需承载很大的信息量，对主站系统的软、硬件要求较高；运行平台的技术难度大，运行环境要求高。
2．5 补充方案
因为技术人员对现有系统的运行维护水平较高，但技术人员名额有限。我们增加了一种方案二的补充方案，在异地建立一套调度自动化系统，采用另一套独立的远动传输通道，实现自动化实时监控系统的异地容灾，作为提高地区调度SCADA系统和集控系统风险防护能力，同时也作为调度自动化实时监控系统的容灾系统，一举两得。具体方案有两种：
a）若当前的SCADA（集控系统）运行情况良好，可以考虑以服务器A＋服务器B＋服务器C的方式建立容灾系统，即采用与现有的SCADA系统完全相同的软件并安装在服务器C上，在异地安装，建立与现有的服务器A，服务器B所在地之间采用高速的互联，此方案最省人力和投资，因为变电站与主站系统的联调只需联调一次即可，用相同的数据库和图形，只需维护一套系统等。
b）若现有的集控中心系统在性能指标上不能满足电网的需要，则需进行改造，考虑建立新的调度自动化SCADA／EMS／DTS一体化系统。新系统的界面和操作风格、系统图库与现有系统均不会一致，需增加维护工作量，增加人力，以保证两套系统能实现快速切换。
3 支撑体系建设的技术关键
综上所述，集控中心式系统在投资、人力上较优，若系统性能能满足应用的需求，建议采用集中式系统来实现集控中心或集控站的方案，此外为提高系统的防风险能力，建议考虑容灾系统的建设（见2．5节）。
深圳供电分公司自2000年初即开始此方面的探索，先后在现有的7个中心站建立起SCADA远方工作站，做了较多的工作，也走了一些弯路，目前基本实现能够同时支持集控中心和集控站的调度集控模式，两者均利用SCADA系统的信息分流、报警分区功能，通过合理的权限分配，实现集控和调度的功能。
3．1 关键技术
信息分流和权限管理是支撑体系建设的技术关键。实现的前提是SCADA系统需具有全面、先进的技术框架。以深圳供电分公司的ABBSCADA系统为例，虽已应用10年，经过几次升级，但系统的设计思想仍具有一定的先进性和可利用性，通过SCADA数据库中每个四遥点的一对MASK（标志字）和每个用户具有的三对MASK（Display，报警显示；Ack，报警确认；Control，遥控）以及一定的逻辑与、或关系实现不同的用户对不同信息的管理权限。
3．2 主要步骤
a）利用数据库中的二进制MASK，将各类信息按照中心站的管辖范围进行分类设计，实现信息分流设置，在SCADA系统上对所有的数据库的点进行重新定义。
b）利用用户的三对MASKWORD赋予不同的角色不同的权限，对所有的用户和工作站进行角色和权限的设置，实现所需的集控和调度分开的功能。
4 结论
经过几年的努力，深圳供电分公司先后在现有的7个中心站建立起SCADA远方工作站，目前基本实现能够同时支持集控中心和集控站的调度集控能满足调度模式的需求，且在资源利用和配置上达到最优。
参考文献［1］广东省广电集团有限公司．广东省集控站自动化系统技术规范（试行）［R］．广州：广东省广电集团有限公司，2001．
［2］周志全．电网调度自动化信息分层［J］．电力系统自动化，1999，23（22），56—57．
［3］广东省广电集团有限公司．广东省地区电网调度自动化系统技术规范（试行）［R］．广州：广东省广电集团有限公司，2001．
［4］DL5003—91，电力系统调度自动化设计技术规程［S］．
［5］DL5002—91，地区电网调度自动化设计技术规程［S］．广东电力
