电网调度自动化系统集成探讨

电网调度自动化系统集成探讨

王浩宇

内蒙古电力（集团）有限责任公司薛家湾供电局010300

摘要：对电网调度自动化系统集成的发展历程进行了简述，并将新一代调度自动化系统的要求做以介绍，研讨了调度自动化系统集成在MAS方面的相关问题。

关键词：电网调度自动化系统；继电保护；一体化

随着电网调度自动化系统的通道数量、质量和厂站信息的质量以及设备运转的可靠程度的提高，调度自动化主站相关系统的建设、运行和应用水平也相应提高，由此可见，电网调度自动化系统集成所发挥的作用更大。变化较大的电网调度自动化系统集成，需要在新形势下找到更好的发展机遇。

1电网调度自动化系统集成的发展

电网调度自动化系统集成的关键是是电力系统有效、有序、经济运行，当前研究表明，电网调度自动化系统集成的发展历程共为四个阶段，第一个阶段是监控与数据采集系统（SCADA），这个阶段发生在20世纪70年代，其系统基础为专用机和专用操作系统，在单机的状态下可实现所有的功能。第二个阶段是调度主机双机热备用系统，这个阶段发生在20世纪80年代，其系统基础为通用计算机和集中式的SCADA/能量管理（EMS），这也是该系统的主要特点，在此阶段，实用化了能量管理系统应用软件的一部分。第三阶段是精简指令集计算机RISC/UNIX的开放分布式EMS（第三代产品）系统[2]，其数据库类型为商用关系型，图像显示技术也较为先进，EMS应用软件的特点主要为丰富、完善以及多样。这个阶段发生在20世纪90年代，其系统基础为功能式分布系统，是图形工作站的统一支持平台。第四阶段为第四代电网调度自动化系统，是目前最新的电网调度自动化系统集成系统，安全防护、分区的特性能够有效满足该系统的要求。其系统基础的设计思想为公共对象请求代理体系结构开放分布式，公共信息模型组件接口规范能够有效遵循可缩放矢量图形标准可达到一定的要求。同时扩展了应用软件的功能，在电力市场方面有所发展，网上浏览、远程维护以及操作要求都能够一一满足。此平台的显著特点可归结为开放、先进、可拓展、稳定可靠、面向对象等，是电力企业自动化系统支持平台，更是电网专业分析应用软件运行平台，且内容丰富。

综合分析电网调度自动化系统集成的发展，不难发现，每一次电网调度自动化系统集成的革新，都伴随着信息技术的反战，计算机技术、数据库技术以及网络通信技术的共同作用，使得电网调度自动化系统集成更具有集成化、自动化、数字化、智能化和标准化的特点，并处于稳步发展的状态。

2电网调度自动化系统的最新要求

我国电网系统的革新以达到跨区域、远距离传输的超特高压交直流混合输电等要求，此系统的成功研发，需要对其安全、稳定运行的标准做以改善。按照调度自动化监控的分类标准可将现代电网的特点可归结为三类，分别是多层次、多尺度、多对象，这一复杂统一体需要具有更高的系统特点。

（1）全局出发，处理大量信息。调度自动化系统对信息的处理，往往面对的信息量较大，因此在设计阶段需要注意使用的全局性。电网规模与电网互联性的稳步发展，使调度自动化系统的主要需求演变为电网大模型的统一分析。多次系统的同步建模、分析与采集是调度信息系统需要达到的新的要求，需在传统的EMS系统的基础上进行调整；调度信息系统的发展还需静态、动态以及暂态，信息处理与分析的一体化是未来调度信息系统的发展趋势；综合信息的处理更是调度信息系统发展的必要改变，即处理电网、市场、电量等信息。

（2）调度自动化系统统一性的加强。统一性包括监控与分析的统一性、静态、动态、暂态的统一性、输电网与配电网的统一性、各级调度的统一性、电力市场和物理稳定的统一性等。

（3）控制方式的调整。控制方式为闭环控制时，高速实时通信方面需满足较高的要求，而高密度采集的相量测量单元（PMU）便可满足这一要求，实时性的分析与决策也更进一步的得到了提升。

（4）升级系统功能。现代电网的规模日益庞大，传统的EMS系统对于复杂的动态要求方面已无法准确的满足，长周期动态过程，即低频振荡等，会造成EMS系统的失效，传统的系统功能主要为监视、分析和控制，现代电网需要的是广域安全协调防御的系统功能，同时综合信息与应用，使系统由单一功能转变为综合的复合型功能系统。

（5）实时性提高。闭环控制的实现需要高速实时通信的支持，相量测量单元的高密度采集的要求也相应加大，实时性的分析与决策要求需进一步提高。

3电网调度自动化系统的发展趋势

3.1数字化

电网调度自动化系统在信息数字化、通信数字化、决策数字化和管理数字化方面具有重大意义，共包括四类，分别是信息数字化、通信数字化、决策数字化以及管理数字化。

信息数字化能够将测量信息、管理信息、控制信息和市场信息等模拟信号转换为数字信号，同时智能化、数字化的处理一次设备、二次保护、自动装置、采集、监视、控制、自动化设备。时空特性是电网调度自动化系统的一大特点，对二维、三维时变信息的采集、监视、控制是电网时空特性的主要体现。数据集成与信息共享是信息数字化的最终目标。

通信数字化主要作用于数字化变电站、调度自动化主站以及集控中心，能够使信息畅通、快速、安全、实时、准确、有效的传递，为数字化电网监控的分析、决策提供了依据。

决策数字化能够使电网安全、稳定、经济、优质的运行，其分析和决策功能能够有效的达到闭环内经济控制、稳定控制以及紧急控制。

管理数字化主要实现了信息化的全流程管理，包括电网规划、勘测、设计、管理、运行、维护等。

3.2集成化

互联大电网调度大二次系统即集成化，利用多角度、多尺度、广域大范围的电网信息及数据是集成化系统的一大特色。整合数据、标准化数据、共享数据以达到智能化服务。

3.3网格化

广域资源的共享与协作是网格化应用于调度中心之间的最终结果，属于系统级联网的一种。网格化共分为两类，分别是数据网格和计算网格。

3.4标准化

遵循标准与制定新标准是标准化的两个主要内容。应用软件的即插即用是达到标准化的最终目的。

3.5市场化

电力调度自动化系统与电力市场的运营系统在市场运行中形成统一的整体，需要两者紧密结合。

4基于MAS的调度自动化系统集成

Agent系统是单个模拟人的智能行为的系统，而多个Agent系统即MAS可对人类社会进行模拟，MAS的核心是指在不确定的动态环境下，交互工作，并对资源和目标进行协调，避免发生冲突。

MAS中Agent之间的交互是基于语义的服务请求，其目的为实现目标、目标完成的时间、目标实现的执行者，这种系统的交互方式具有灵活性，具有较高程度的集成化。

基于MAS的调度自动化系统集成具有三个层次，分别是基本功能、通信转换代理和代理协作，基本功能层次是采用CORBA规范封装的各电力应用，有效实现互换操作代码级，交互协作的能力较强。

用户Agent是针对任务的交互，需对调度员与系统负责，其定义与实现的依据主要为调度员日常执行的任务。Agent是协作层的核心，主要负责代理调度协调，其任务可归结为调度员的决策问题和基本功能层消息的接受，通过协调，并做以相应的分析，进而得出决策，并转交由调度员，由其进行选择，或者转交给代理，做出相应选择，属于永久性的系统Agent。对于诸多请求的处理问题，可由临时Agent采取并行的方式分别处理，该任务的生成主要取决于用户及底层请求，生成方式较为动态，这种问题的处理时间较短，通常为1个请求的时间，有助于对系统性能的提升，能够有效满足电力调度自动化集成系统在未来计算较大负荷变化量。在安全评估方面，采用Agent可满足系统正常运行基础上的安全评估，可及时发现系统中存在的安全隐患。Agent在经济运行的条件下，可对负荷预测、经济调度、机组经济组合进行调用，相应的算法与知识有助于为系统提供最佳经济效益方案。与此同时，根据需要进行扩充是此类系统的一大特点，新Agent的扩充能够有效满足系统的需求，科学的分层更有助于解决复杂的问题。

4结语

综上所述，基于MAS的调度自动化系统对分布式运行环境的适应程度更高。能够有效提高互换操作（代码级到语义级），灵活与开放的系统要求能够得以满足。

参考文献

[1]沈国辉，李立新，狄方春，孟鑫，刘金波，高宝成.特高压电网调度自动化系统的数据集成和可视化展示[J].电力系统自动化，2009，33（23）：94-97.

[2]赵家庆，赵裕啸，丁宏恩，张珂珩，钱科军，李春，吕洋，俞亮.电网调度自动化主备系统间模型正确性校验技术方案[J].电力系统保护与控制，2014，42（19）：139-144.

作者简介：王浩宇，男，（1990-11），籍贯内蒙古准格尔旗，学历大学本科，职称助理工程师，供电可靠性研究。