许建平河北省玉田县电力局（064100）

摘要：电力系统调度分为五级调度，即国调、网调、省调、地调、县调。县级电网属于电网末端，直接调度农村用电客户。文章论述了县级调度自动化发展简史和县级电网特点，论述了县调自动化系统的模式，指出了县调自动化系统存在的问题。

要害词：县级电网调度自动化通道规约SCADA

1概述

自20世纪80年代末，一些有识之士开始对开发县级电网监控系统，进行有益的尝试，1989年10月原能源部颁发《县级电网电力调度自动化规范》(试行)，1992年9月原能源部农电司下发的《县级电网调度自动化系统实用化验收细则》(试行)，1998年10月原能源部颁发的《县级电网电力调度自动化规范》(试行)等，都为县级调度自动化的发展指明了方向。然而，由于技术和经济能力所限，主要是35kV变电所设备过于落后，多数为20世纪70、80年代建设，甚至有20世纪60年代变电所，技术改造困难，使"四遥"功能中的除遥测外，遥控、遥调难以实现，遥信也不可靠。尤其是通讯手段落后，光纤或电信租费投资过大，扩频通讯中复用器故障多、投人成本高，除少数县外，大部分县对自动化发展望而却步。

2县调自动化系统模式

完整的县调自动化系统由主站端、通道、厂站端三部分组成，各部分的应用模式应根据规模、重要性及容量来确定。

2．1主站端

一般采用双网络系统，互为自动热备用。其主要功能及配置如下：

(1)前置机数据采集及规约处理：

前置机根据不同的规约类型从规约解释组件库中装载相应的规约解释组件，完成从与电力规约有关的原始数据到与电力规约无关的数据转换。采集的电网数据包括模拟量、开关量、电能量等电网数据。

支持单通道和多通道，在前置机之间切换和通道之间切换不丢失原始数据。

电力规约解释的组件库，能解释多种电力传输规约，以适应不同厂商的厂站系统。

接收标准GPS卫星时钟信息，转化为与GPS时间格式无关SCADA系统时间。

系统对厂站远动设备通讯数据进行实时接收处理。对RTU各主、备通道连接情况及运行情况进行监视，实现主备通道自动切换。通道出现故障时将产生SCADA系统事件，同时伴随有音响报警，并能即时打印报警信息、统计信息等。可以在线关闭、打开指定厂站通道。

前置通信子系统实现无扰动主辅切换，不丢失原始数据。

具有向上、下级调度自动化系统转发和接收遥测、遥信、电能等远动信息数据的功能。

支持与模拟屏的数据通信，实时数据上模拟屏。

前置机可以交叉连接SCADA实时服务器，即"一拖二"，实现系统冗余，提高系统的可靠性、实用性。

可以对上行、下行的各类数据在SCADA数据格式的基础上和规约传输格式的基础上进行原始数据监视，调试、测试系统和通信通道的正确性。

(2)模拟量处理及限值监视子系统：

电网中模拟量包括：母线电压、频率、主变及输电线路电流、有功及无功功率、功率因数、主变油温等。

越限处理：系统测量点均可以设置上限、下限、上上限、下下限，系统根据当前测量值的大小来判定是否越限。同时还设置报警死区，以避免测量值在限值四周振荡而出现反复报警。越限作为系统事件记录人事件库，以备查询并可以生成各种统计报表。

统计处理：系统自动地统计模拟量的最大值、最小值以及最大值、最小值发生的时间，自动计算平均值、累加值、越限时间、合格率、峰谷差，按用户自定义的时段，计算时段的最大值、最小值以及最大值、最小值发生的时间。同时将这些统计值写入历史库中。

历史存储：测量值以可调的存储周期(秒级暂存、秒级、分钟级)存人历史库中，两历史数据库自动保持一致，同时按照历史数据的访问频率和规律，实施强大的缓冲机制，提供统一的数据访问接口，以快速地存取所需历史数据。

(3)开关量状态监视子系统：

电网开关量包括：事故总信号、断路器位置信号、隔离开关位置信号、主变分接头位置信号、保护动作信号、保护机构动作信号、系统事件对象信号等。

当保护信号动作时，检查保护相关的开关是否同时动作，判定系统事故，同时按用户设置自动推出光字牌报警画面，同时给出语音报警。

条件闭锁，对于有遥控操作的开关量，当用户设置的条件发生时，禁止遥控操作，以防遥控误操作。

(4)算术逻辑运算及判定子系统：系统在实时处理过程中能完成SCADA系统常用的一些计算、统计功能：

．厂站电量总加．数据点连续监视，如母线电压，计算越限时间、合格率等

．连续监视计划值有功曲线，计算峰、谷、平越限电量、合格率等

．月、年、时段最大值、最小值统计

．存取指定站点的实时数据

．按满足用户设定的条件获取指定时间、站点的历史数据、历史统计数据

(5)电能量处理：

能够接收并处理RTU发送的带时标或不带时标的实测脉冲计数值。

(6)遥控、遥信、遥测、遥调控制子系统：

远方控制输出(遥控)主要有：

·对断路器分、合的远方操作

．对补偿电容器投、切的远方操作

．对有载调压变压器分接头的远方调节操作

．部分保护的远方启动，闭锁及信号复归

(7)电网事件、报警及事故处理：

当系统任何节点、调度任务单元出现故障或异常，在处理系统实时的或历史的电网数据过程中发现电网异常、故障时，系统自动给出各种报警提示。

①正常分闸与事故分闸报警；

②可根据RTU发送的事故总信号、保护信号、相应模拟量或线路有关隔离开关状态区分断路器正常分闸与断路器事故分闸，用不同的音响和文字报警。

(8)事件顺序记录(SOE)：

当电网发生事故时，电网保护设备记录下事故发生时断路器、隔离开关、保护信号、机构信号动作的时''间先后顺序，精确到10ms级(主要由RTU决定)。为电网事故、故障分析提供详实的依据。

系统接收到SOE报告后，给出响应的SOE告警信息(同电网事件、报警及事故处理)，同时按时间先后顺序和其他预定义的索引存人数据库中，包括时间、站点信息、报警状态(分或合)等，可以方便地检索和进行复杂的组合查询。

(9)双机备用及自动／手动切换处理子系统：

SCADA系统中要害部位前置机、实时服务器、历史数据库服务器均用双机互为备用，使系统在要害核心处理部分有一定的冗余度，在需要检修维护、突发性事件增强系统的可靠性、可用性。

(10)系统时钟同步；

以GPS卫星时钟为基准，同步系统中各节点及厂站RTU的时钟。

前置机按给定的规约格式接收GPS卫星时钟，设置本机时钟。同时，以用户设置的周期向服务器及各节点机发送时钟信息，以校正时钟。

(11)事故追忆(PDR)及事故重演：

·事故追忆的处理能力及配置

。事故追忆的触发

·事故追忆的检索

．事故重演用接线图、数据表格、曲线等形式；

(12)网络拓扑分析动态着色功能：

系统在接线图编辑阶段，建立网络拓扑关系。

当手动断路器、隔离开关操作致使网络拓扑关系发生变化时，系统主动实施网络拓扑关系、停电、接地、挂标示牌分析，进行动态着色、上区域标志、相关操作闭锁等。或者，实时计算发现电网状态发生变化，自动启动网络拓扑分析，计算网络拓扑关系。

或电网设备状态发生变化时，需要重新计算电网接线的网络拓扑结构，作相应的报警提示、区域闪烁、动态着色。

区域遥控指示各种挂标示牌一遥控操作、检修操作、挂地线操作。

判定各种改变电网拓扑结构的操作是否合法，提供建立在一次接线图之上的网络库工具，自动生成网络拓扑数据库，对输入网络参数具备粗检测功能。

远动采集信息及人工置入信息均从SCADA中直接获取。

网络着色则是根据电网拓扑监视出的设备状态信息，以不同的颜色直观地显示出电力系统各个设备的电气状态，如带电／不带电等。

(13)模拟盘通信：

系统具有与调度模拟盘接口的能力，系统与模拟盘的通信协议由用户提供。模拟盘上指示灯表示的状态量、模拟量与调度员监视画面上显示的实时状态一一对应。

(14)打印治理：

定时打印用户指定报表，召唤打印，流水账事件报警即时打印。

(15)历史数据库：

历史数据归档，实时库运行时常用历史统计。

(16)图表／报表编辑：

对系统图及报表进行增加、修改等。

2，2通道的形式

通讯网络是电力系统生产指挥的重要手段，是保证电网安全运行的基础，也是实现调度自动化的前提。县调作为一级调度，按规定必须具备专用通讯网，作为开展正常调度业务和数据传输的通道，而数据传输比语音通讯对通道质量的要求要高得多，所以要实现调度自动化的单位，必须首先考虑通讯网的建设或完善。

一般采用环状光纤网络，或采用两种专用通讯手段，如支线光缆增加微波、扩频、ISDN、DDN作为后备。光纤系统一般配备多种数据接口及模拟口，接口板作冗余备份。

光纤系统应具有完备站点的告警能力，并自动汇集到网管中心，加以记录并发出声光告警。系统一般告警可以自动定位到单板，重要告警可以定位到电路，电源告警可以定位到电源种类。系统具有查询功能，中心网管可以实时显示本地各站点的运行状况。

2．3厂站端

厂站对遥信、遥测是信息源，对遥控、遥调来讲，又是具体执行者，它关系到整个系统数据的准确性、命令执行的正确性和投资的合理性。针对不同变电所，采用不同的设备和方式，提高了设备的性能价格比，且尽量避免重复性投资。

新建变电所应按高标准设计，达到无人值班条件。具体形式可根据变电所容量大小及重要性来确定，实现综合自动化。

对于现有变电所，则应采用按功能分布式RTU，结合常规电磁式保护等其它装置，实现自动化，其主要功能及配置如下：

远动分站应具有采集并发送状态量、模拟量、数字量、脉冲计数量，接收并执行遥控命令、主变分接头调节命令。

远动分站应遵从开放系统的原则，按分布式概念设计，各模块可集中或分散安装。

远动分站所有插件之间，插件与现场电气接点之间需进行完全的电气隔离，避免互相干扰，保证每个单元故障不影响系统的正常运行。能任意带电插拔插件，提高系统的可靠性和可用率。软件采用模块化设计，可读性强，易于修改和升级。

远动分站需能任意组合并扩展，所有参数设置可通过计算机在当地或远方进行修改和下载，参数可掉电保存。

装置具备系统自诊断与自恢复功能，故障可诊断到单元级，检测结果可以在现场或远方通过维护用计算机直观地显示出来。多可编程通信接口与不同的系统进行通讯连接。

装置中某些量可生成计算量并上传，计算公式、上传的信息内容、顺序可任意指定。装置应具有按工作单元划分的多CPU分布式数据采集及控制系统，包括模拟量采集、开关量采集、脉冲电能采集、主机等工作单元，完成遥测、遥信、电能采集等功能。

3存在问题

调度自动化系统是一项涉及多种专业技术的复杂的系统工程，而且是高技术设备的组合。涉及到一、二次回路、计算机技术、通信技术等专业知识，应配备专职的有较高业务能力和专业技术水平的自动化人员，并定期对专业技术人员进行必要的专业知识培训。由于县局是独立核算企业，以效益为中心，调度自动化的实现对直接效益并不明显，所以资金投入谨慎，技术人员缺少培训，尤其是通讯系统的维护治理在县一级一是大困难，但目前市场成熟，大部分维护靠售后服务，使系统暂能保障运行。

要用好调度自动化系统，使其发挥应有的作用，设备是基础，治理是保证，人才是要害。就县调自动化系统来说，应在工作中逐渐培养一批既懂电网运行技术又懂自动化和通信知识的全面人才，以保证县级调度自动化应用水平的不断提高。

此外，由于《县级电网电力调度自动化规范》为技术文本，没有为县级调度自动化治理、维护制定相应模式，所以调度自动化系统存在重监控轻治理的现象，一般没有把停电计划、负荷治理、限电序位、供电可靠性治理等设计人系统中。一般也没有为电力系统MIS和OA提供安全的接口服务等。

4结束语

随着国民经济发展，县级电网不断壮大，电网自动化技术和产品不断更新，设备成本逐步降低，劳动力成本逐步提高，县调自动化配合无人值班变电所建设能提高供电可靠性，提高人均劳动生产率，增加企业效益，实用性也将大大提高。新的"农村电气化县达标标准"将其列为必备条件，充分显示了它的重要性，而农网建设与改造又为县调自动化发展创造了良好

的契机。因此，县级电网根据实际情况投入自动化设备已是提高现代化治理水平的需要，是现代化农电企业的标志，也是县级电网发展的必然趋势。