论电力系统中的电力自动化技术

（国网拉萨供电公司，西藏 拉萨 850000）

前言

电力系统是从电力能源生产、传输，直到使用消费的一个庞大的能源系统。电力能源是一种区别与其他任何能源的特殊能源，电力能源是无形不可见的能源，电力能源是即时生产即时使用消费的能源。电力能源无法大量储存,必须即时生产即时使用消费，并且，电力能源的生产、传输、使用消费始终是365 天×24 小时全天候不间断运行的。因此电力系统从生产、传输到使用消费的每个环节，都必须要实时的全程监视控制，这就需要应用到以电子技术为基础的自动化技术。

电力自动化技术就是为了保障电力系统的-安全、稳定、可靠、经济运行，而诞生的一种电力系统专业技术。电力自动化技术最初就是应用于电力调度上的电力调度自动化技术。在各类调度行为当中，电力调度是最特殊的一类调度，因为被调度的“对象”是不可见的电力能源，不像其他调度所调度的对象都是可见的。这就使得电力调度的难度大大增加，而电力调度失误所带来的影响却是不可遇见的，后果是非常严重的。为了保证电力调度行为的准确性和及时性，电力调度机构就必须要实时掌握电力系统及其相关设备的实时运行工况，在必要时及时对不当的电力系统设备运行工况，加以干预和调整。

电力调度自动化技术就是保证电力调度机构，能够实时准确地掌握电力系统及其相关设备运行工况，并能够使电力调度机构及时正确的，对电力系统设备运行工况加以干预和调控。早期的电力调度自动化技术以计算机技术及设备、通讯技术及设备为基础的综合系统。因电力系统调度自动化系统是一项复杂的工程,涉及面比较广,所以加强电力系统调度自动化系统运行、维护是一项重要任务。严格意义上讲，电力调度自动化系统有两大系统构成，首先是厂站端自动化系统，然后才是主站端自动化系统。以下就本人多年从事电力调度自动化系统主站端，运维工作的运行维护情况作阐述,旨在促进电力调度自动化系统主站的安全可靠稳定运行。

电力调度自动化的发展：

电力系统调度机构是指，负责电力系统有序安全稳定运行的组织、指挥、指导和协调的机构。

最早的电力调度机构是不能够实时获取电力系统及其相关设备运行工况的，更谈不上对电力系统及其相关设备的干预和调控。当时的调度机构只能在感觉到电力系统运行工况发生明显变化时，通过电话获取相关的设备运行工况信息，再通过电话，命令相关厂站的现场值班人员对电力系统及设备实施控制调整。后来随着通讯技术特别是光纤通讯技术和设备，大规模集成电路和计算机技术的高速发展，调度机构不仅能够实时准确的了解掌握电力系统及其相关设备的运行工况，并且能够直接对电力系统及其设备运行工况加以干预和调整。拉萨电业局地调在1997 年组建成立，一直到2001 年建成投运调度自动化系统期间，一直都是采用单一电话调度方式。

早期的电力调度自动化系统主站，由于计算机技术和通讯技术的限制，主要功能仅仅是实现了对电力系统及其设备运行工况的是监测，而不能实现对电力系统及设备的实时干预和调控。也就是最基本的两遥功能（遥信、遥测），这种模式只能实时获取电力系统设备（主要是断路器、隔离开关）的分合闸状态位置信号，以及发电机的发电功率，电力变压器和电力线路的电压、电流、功率等实时数据信息。这种调度自动化系统主站的软、硬件都比较落后，计算机核心基本都是Intel80286、80386、80486CPU 架构的，软件多数是基于磁盘操作系统DOS 的低级软件，大多数操作也基本是键盘命令提示行方式的，计算机内存和系统历史数据的存储量也处于MB（百万字节）级别。厂站端的数据信号，基本是依靠电力载波和微波传送的，受这两种通讯技术的限制，所传送的信息量很有限，传送数据的数率也比较低。

随着集成电路技术、电子技术和光纤通讯技术的快速发展，计算机CPU进入奔腾时代，电力通讯进入了光通讯时代。计算机内存升级到了GB（1000MB）级别，历史数据的存储上升到TB（1000GB）级别。应用软件和操作系统也飞速的发展，操作模式从键盘命令提示行方式，升级为视窗鼠标方式。调度自动化主站的系统功能也由早期的两遥（遥信、遥测）模式，发展为四遥（遥信、遥测、遥调、遥控）模式，直到现在的六遥（遥信、遥测、遥控、遥调、遥脉、遥视）模式。电力变电站也基本逐步实现了无人值守的运行模式，这就对电力调度自动化主站的安全、稳定、高效运行提出了更高的要求。

由于电力调度自动化主站硬件设备的日趋多样化，应用软件功能的日趋复杂化，电力调度自动化主站要满足安全、稳定、高效运行，主站系统的运维工作水平就显得至关重要了，这也就要求电力调度自动化主站的运维技术人员，必须掌握丰富的知识，包括电力系统专业技术知识，厂站端自动化设备的构成和作用，计算机应用技术知识，以及网络通讯和电力通讯相关的基本通讯技术等。

作为一名电力调度自动化主站运维工作人员，首先应该了解和掌握电工基础知识，电力系统的一些专业知识，了解电力系统的主要构成和设备种类。要知道电能是如何传送给用户使用的，电力系统内的断路器、隔离开关是做啥用的，变压器在电力系统中的作用是啥，为什么会有不同的电压等级，电压互感器、电流互感器都是做啥用的。除此，还需要了解一点二次设备以及二次回路设备的作用等。因为，你不知道断路器和隔离开关的作用，你就不会意识到信号的重要性，不知道断路器和隔离开关的二次辅助接点回路，你就不明白遥信是如何采集来的，更不会知道调度自动化主站端遥信参数当中遥信取反的含义，同时也就知道了调度端的遥控指令是如何操作到断路器或其他可操作设备的。你了解了电压互感器、电流互感器是做啥用的，你就明白了遥测是如何采集到的，同样你也就明白了调度自动化主站端遥测参数为啥要设置系数。

其次，电力调度自动化主站的运维人员，不仅要掌握必需的主站系统设备运维技术，还应该了解必要的厂站端设备的基本构成，以及厂站端设备的作用和常见故障或异常现象。例如：厂站端自动化设备当中，测控装置的作用，厂站端自动化设备之间的通讯组网方式，厂站端自动化总控通讯管理机的作用，厂站端自动化数据上传调度自动化主站的通讯方式等。了解了测控装置的作用，就知道厂站端自动化信息是如何获取的。厂站端自动化设备之间的通讯组网方式不同，发生自动化信息中断时的故障现象也不同。非以太网的厂站端设备组网方式，没有除总控通讯管理机以外的专用数据信息汇聚点，一般是不会发生全站或部分设备自动化信息中断的故障。而以太网厂站端设备组网方式，因为有一个或多个除总控通讯管理机以外的数据信息汇聚点-网络交换机，当非核心网络交换机出现故障导致网络中断时，就会出现部分设备自动化信息中断的故障，而当核心网络交换机出现故障导致网络中断就会出现全站设备自动化信息中断的故障。厂站端数据完全中断时，即有可能是核心网络交换机发生故障，也可能是总控通讯管理机发生故障，因为厂站端的所有自动化的数据信息，汇集到总控通讯管理机，由总控通讯管理机按照调度自动化系统主站的（通讯波特率、规约等）要求处理后，再通过通讯设备及通道传送到调度自动化系统主站的。厂站端自动化信息一般有两种通道方式，将厂站端数据信息传送到调度自动化系统主站的，一种是网络数字通道，另一种就是常用的4 线模拟通道。确定了采用的是那种方式，就能够在日后的运维当中采取对应的处理方式。

调度自动化系统主站的运维，需要掌握必要的计算机应用及网络技术知识，商用数据库的基本知识，调度自动化主站系统的构成等。

调度主站的运维主要包括硬件和软件两个部分的内容。硬件部份主要有：计算机工作站及服务器、网络通讯设备、通道板、通讯服务器等。软件部份主要有：计算机操作系统、专用数据库、自动化系统应用软件。首先，浅谈一下硬件部份的运维工作，计算机工作站和服务器以及网络通讯设备，主要是检查面板的工作指示灯状态是否正常，电源风扇是否运转正常。通道板、通讯服务器主要是掌握运行参数（波特率、中心频率、频偏、端口通讯方式等）的设置，当厂站通讯参数发生变化，或新接入厂站时能够正确的设置厂站通讯参数。由于现在电子设备都是大规模集成电路的，单个部件都不具备可维修性，所以应该记住各种设备厂商的官方技术支持电话，以便出现故障时能够及时获得设备厂商的技术支持。

软件部分的运维才是整个调度自动化主站的主要工作。首先，要知道计算机操作系统的种类、版本，Windows 操作系统应该定期将主备机操作系统重启，特别是在放长假前应该这样操作一次。系统数据库的运维，需要定期备份系统参数库记录，以备恢复时导入使用；定期检查历史数据库存储空间剩余量，必要时将早期历史数据备份后予以删除。主站自动化应用软件的运维，是调度自动化主站运维工作的重中之重，绝大部分的主站运维时间和精力也都耗费在了这。特别是新接入厂站的数据库录入、图形绘制及厂站端信息核对调试，都需要运维人员投入大量的时间和精力。这需要运维人员熟练地掌握应用数据库表的构成，信息数据表记录的录入及录入注意事项，后期数据库表记录的维护修改等。如果能够掌握一定的SQL 标准查询语句技术，将能够在限定多字段特征下批量修改数据库记录，以及按多字段数据特征精确定位筛选特定数据库记录，并根据需要实施修改时，发挥巨大的作用。在进行数据库记录录入时，要知道哪个字段是设定了主键约束的。这样你就明白为啥遥信参数表的遥信号和遥控号不能出现重复，厂站参数表的厂站编码（代码）不能出现重复。当发生厂站遥信错误或遥测错误，甚至遥控失败及错位时，能够知道检查哪些参数表记录的哪些字段。这些运维工作还时常需要厂站端技术人员的配合。当厂站端数据中断时，要能通过相关数据的检查，准确判断出是主站故障还是通道或厂站端故障。如果掌握一点通讯及通道原理，就可以利用简单的工具，配合通讯工作人员检查模拟通道是否正常。知道循环规约和问答式规约的传送原理，对通道故障的判断也非常重要。一个新的调度自动化主站系统投运时，最好在数据库录入前，规划好一些重要基础参数表字段的数据模式，重要有关联参数表字段数据的关联性等。例如：在新厂站接入时，应该确定好厂站表内厂站代码（编号）的数据格式，因为，诸如通道参数表、遥信参数表及遥测参数表等，重要的核心参数表都是以厂站表为基础的。就拿拉萨地调来说，如果将100以内的编码（编号）定义给10kV 及以下变电站（所），101-200 的编码（编号）定义给35kV 变电站，201-300 的编码（编号）定义给110kV 变电站。通道参数表的通道序号和厂站表的厂站编号（编码）定义一样，这样后期的数据库查询和维护就会变得很方便。这里我要特别说一下我们现在投运的D5000 调度自动化系统主站，就因为没有事先规划好厂站表内厂站代码（编号）的数据格式，导致后期新接入厂站时无法确定哪些编码（编号）已经被使用了。并且，由于D5000 是以区调服务器群为核心，各地市公司分布式信息采集的一体化大系统，如果最初将厂站表内厂站代码（编号）的数据格式规划好，就能避免现在厂站编码（编号）无规律，不知道新接入厂站编码（编号）如何确定的问题。因此我想将厂站表内厂站代码（编号）的数据格式，规定为6 位或6 位数字以上。就以6 位数字格式来说，前两位数字固定为54，第三位做如下规划：0 代表区调，1 代表拉萨，2 代表昌都，3 代表山南，4 代表日喀则，5 代表那曲，6 代表阿里，7 代表林芝；最后三位数字做如下规划：1-99 表示为10kV 及以下变电站（所），100-199 表示为35kV 变电站，200-299 表示为110kV 变电站，300-399 表示为220kV 变电站，400-499 标示为换流站，500-599 表示为发电厂（站）。这样规划后在后期运维时就很方便了，就不会像现在这样，无法从厂站表的厂站代码（编号）的数据格式上区别出厂站的区域特性、厂站特性，这样也便于数据索引查询。因为，厂站的中文名称标示是给人用的，而厂站代码（编号）是给数据库内部管理查询索引使用的。最直接的好处就是，不用像现在这样需要区调的系统管理员，人为的在数据库里面去进行厂站责任区域划分，从数据库基础底层上就避免了现在厂站责任区域时常混乱错位的问题。现在各地市公司维护人员设置厂站数据时，要在全区的所有厂站当中去寻找，使用起来很不方便。如果在数据库底层就将厂站进行区域划分，使用起来就非常便利了。

以上调度自动化主站的运维浅谈，主要是以烟台东方电子的DF8900 运维经验而言的，有部分内容已不符合现在D5000 的运维，特别是数据库的运维部分完全不能应用在D5000 系统上面。因为，D5000 系统采用的不是通用成熟的商用数据库，不能完全支持SQL 标准查询语句的操作。系统厂商也不建议使用SQL 标准查询语句操作D5000 系统数据库。各地市公司不能备份各自的参数库、历史库，因为整个西藏公司的D5000 调控系统，是共用的一个数据库。维护数据库的备份和导入操作，只能由区调自动化处的系统管理员来进行了。

结束语

随着2000 年，以“厂网分离”为标志的电力体制改革，以及国家电力系统公司内部的不断改革，电力调度机构的职责和自动化主站系统的功能及架构，也发生了很大的变化。我认为现在这种将电力调度自动化主站的，运行和维护技能分开的做法，已经不能适合现在的电力调度自动化主站的运维工作了。而且，本人从事电力调度自动化主站的运维工作十几年，电力调度机构的自动化岗位设置上，也从来没有因电力调度自动化主站运行和维护技能的不同，而设置不同的运行和维护两种类别的岗位。特别是在“国家电力系统公司”实施的“三集五大”改革方案，以及对应的“D5000”调控一体化自动化系统投入后，更加模糊了电力调度自动化主站运行和维护技能的差别。因此，我建议将电力调度自动化主站的运行和维护技能，以及对应的技能鉴定加以整合。