区域电网联合反事故演习的实现方案

区域电网联合反事故演习的实现方案

李晓娜

(国网银川供电公司宁夏银川750011）

摘要:全国联网和大面积缺电对区域电网联合反事故演习提出了更高的要求。在分析目前反事故演习方式的基础上提出了区域电网联合反事故演习的设计原则、实现方案和关键技术,综合比较了统一电网仿真方案和分散电网仿真方案的优缺点,在联网方式上分析了客户/服务器(C/S)远程工作站方式、Web方式和远程联网等3种方式下的适用范围及实现方法,指出了区域电网联合反事故演习方案中的关键技术及其应用前景。

关键词:调度员培训仿真系统;Web;反事故演习;电网仿真

引言

随着全国统一电网的发展,电网事故的复杂性和危害性不断加大,处理电网事故的难度也不断增加,通过联合反事故演习来提高调度员驾驭电网和处理分析判断事故的能力被各级调度中心所广泛采用[l-5〕。其方式也从原来的口头/纸笔式发展到局部调度员培训仿真(DTS)系统的采用以及目前Web方式的有限联合演习方式。

目前,国内几乎所有省调及以上的调度中心都配备有DTS系统,大部分地调和部分县调也都投运了DTS系统。在以往的联合反事故演习中,使用DTS系统有2种模式:

1)无Web模式。在这种模式下,各参演单位分散仿真和操作,无信息发布。一般参与演习的单位都利用各自的DTS系统制作教案,互相之间只是事件和时间上相互配合,没有数据交互,各自为战。这种方式的缺点很明显,电网操作和事故的变化难以及时、准确地反映到本地DTS系统电网仿真的效果上来,造成仿真的准确性和逼真度较差。[1]

2)Web模式。在这种模式下,所有参演单位利用一套DTS系统集中仿真和操作,采用Web浏览的方法进行信息发布。参加反事故演习的单位自上而下(一般以网调或省调为准)利用同一套DTS系统进行事故反演。如果网调装有DTS系统,则各省调和地调即使有自己的DTS系统也不用。通过拨号方式观看演习过程,远程不能操作。

综上所述,由于受条件的限制,目前这些联合反事故演习的方式并没有充分发挥DTS系统资源的作用,使得区域电网联合反事故演习处于一个相对较低的水平。随着电力调度数据网(SPDnet)和电力数据通信网(SPTnet)的建成、计算机技术的发展(尤其是可缩放矢量图形(SVG)标准的出现)和IEC61970新标准的颁布,开发一套先进、行之有效的区域联合仿真系统的硬件和软件条件已经成熟,用户对其需求也异常迫切。本文正是在这一背景下对区域联合反事故演习的方案进行初步研究,抛砖引玉,与大家一起探讨。

1遵循的原则

电力二次系统安全分区对联合反事故演习提出了新的要求。设计区域电网联合反事故演习必须遵循如下原则:

1)遵循《全国电力二次系统安全防护方案》,满足安全分区的要求。

2)遵循IEC61970新标准,提供CIM/CIS接口,满足数据实时交互及共享的要求。

3)既要做到各种演习信息的发布、又要实现各调度控制中心和参演厂站的远程操作。

4)提供机制以防止多用户并发访问的拥塞,并能满足远程动态数据刷新响应的实时性要求。

2联合反事故演习的方案和功能

联合反事故演习的方案示意如图1。在安全区Ⅱ和安全区Ⅲ都可以访问DTS系统主站(每一个登录到DTS系统主站的客户端和远程工作站成为DTS系统子站)。通过电力数据网访问称为纵向Ⅱ区访问方式(即指各级与安全区之间的Wbe浏览,例如Web服务器位于省调级安全区且,而客户端浏览器位于地调级安全区H内)。

3电网仿真方案

3.1统一电网仿真方案

这种方案的特点是集中建模、统一仿真、分散操作。在这种方案中，DTS系统主站中将全网的模型(包括全部参演DTS系统子站的网络)描述进来,包括外网模型和各地区电网的模型,是针对本区域全网架结构的仿真,各参演单位可以自己制作教案,在同一仿真时间实现协同操作。区域间和区域内部DTS系统模型、画面以及实时数据断面可以共享,以减少维护工作量。共享的方式通过CIM/CIS等标准接口。这种方式的优点是真实性好、仿真结果数据一致、效果逼真;缺点是DTS主站的仿真网络非常大,对计算机性能要求较高,仿真算法也难以满足实时性要求,网络模型的维护工作量太大,初始教案生成的工作量也较大。[2]

3.2分散电网仿真方案

这种方案的特点是分散建模、各自仿真、就地操作。DTS系统主站和各DTS系统子站分别建立自己所管辖及关心的网络模型,利用自己的DTS系统进行仿真,所有操作在本DTS系统进行,操作后的潮流变化用数据接口实现共享,DTS系统子站的计算结果可以提供给DTS系统主站使用,DTS系统主站的计算结果为DTS系统子站提供外网数据。

DTS系统主站可接受各DTS系统子站的操作指令并加以显示,同时启动DTS系统相关计算。[3]这种方式充分利用现有资源,网络维护分散,工作量较小,DTS系统主站和各DTS系统子站既可以单独仿真,又可以联网仿真。

4联网方式

不论采用何种电网仿真方案,都需在不同参演单位间联网以进行数据和信息的交换,联网方式包括C/S远程工作站方式、Web方式和远程联网方式。每一种电网仿真方案中可能根据需要综合选取联网方式。

4.1IC/S远程工作站方式

采用这种方式必须满足如下要求:

1)客户端要求做到免维护。DTS系统主站系统提供登录服务器,远程登录的客户端上不驻留任何数据库,只有客户端程序,客户端可以自由配置,数目不限。

2)必须满足跨平台的要求。客户端既可以用UNIX操作系统的工作站也可以是PC机,以适应不同远程登录用户的硬件需求。

3)需要2Mbits/以上通道的网络实现远程联网,数据响应速度能满足联合演习的要求。

4)客户端可以根据DTS系统主站的命令进行各种操作。

4.2Web方式

Web方式是演习信息发布的最佳方式。在DTS系统主站系统内设置一台Web浏览服务器,DTS系统主站内的用户可通过安全区n专用网段访问,各级调度中心、直属发电厂、变电站等各参演和观摩单位或个人均可通过SPDnet(各调度中心等)或电话拨号方式(不具备SPDnet网条件的用户)访问。客户端在登录时,由服务器提供权限及登录管理,并提供相应的客户端程序/数据下装/更新服务。[4]

4.3远程联网方式

这种方式与C/S工作站方式的区别在于各DTS系统子站都有仿真程序运行,主要适用于分散电网仿真方案的电网仿真的联网,适用的用户是配备了DTS系统的下级调度中心,主要依靠SPDnet进行联网。

需要特别指出的是,不同的参演单位由于自身条件(例如有无DTS系统、网络条件)的不同,需要根据实际情况采取不同的联网方式,而且各参演单位教员台和学员台也分别根据情况采取不同的联网方式。

5关键技术

5.1数据共享与互操作技术

IEC61970系列标准是调度中心各个系统进行数据交换的接口标准。以往各家DTS系统产品的网络描述各不相同,要实现模型共享的难度相当大,而CIM和CIS为DTS联合反事故演习系统实现数据共享提供了数据交换的标准。CIM主要定义了公用的电网模型规范,是数据格式的标准;而CIS则定义了软件即插即用的接口描述,是数据传输的接口标准。

为了实现不同调度中心DTS系统模型数据的共享,包括电力设备的参数以及电气连接关系,例如线路、发电机和变压器等设备的阻抗以及相互之间的拓扑连接关系,采用基于CIM/XML的模型交换数据文件。通过XML文件的交换,既可以交换电网模型的描述信息,也可以用于传送遥信、遥测数据断面。

5.2SVG技术

SVG是由W3C组织推出的最新一代矢量图形标准,是一种开放标准的文本式矢量图形描述语言,基于XML保存。采用SVG格式进行图形转换,可以使得保存的文件具有很强的通用性,是目前异构系统间图形转换的最佳方案。在以往的异构DTS系统和模型数据共享中最难实现的就是图形的共享。需要共享的图形包括各种厂站接线图、系统潮流图等。采用基于CIMSVG的图形导人导出方式,同时提供对XML文档的合法性和有效性进行检查的机制,以确保图形SVG文档的正确性。需要注意的是,图形的共享须与模型的获取同步进行。该技术主要用于统一电网仿真方案中的图形转换。

5.3Web技术

Web宜采用Java进行开发,要具有可执行代码级的跨平台能力。采用Active-X技术、插件技术等最新计算机技术,构成一个开放式信息发布平台。

客户端要求做到免维护,所有图形采用XML格式或SVG格式。另外,客户端传送的数据量也要很小,以保证数据刷新速度。当第1次客户端与服务器端连接时,传送静态画面数据,这样,静态画面数据只需要传送1次。动态数据传送采取固定时间(时间间隔周期可调)刷新一次的方法。要保证不少于200个用户并发访问(同时登录)而不致造成拥塞,以保证Web的速度。[5]

5.5数据安全技术

由于安全区Ⅱ的Web服务需要向整个SPDnet开放,因此在区域电网联合反事故演习的整个过程中必须充分保证数据安全。采取的数据安全技术包括非实时虚拟专用网(VPN)技术(逻辑子区)、拨号认证加密技术等。

6结语

本文提出的区域联合反事故演习的方案是新形势、新技术、新需求的产物,还需在实践中进一步检验,具有广阔的应用前景。区域联合反事故演习将是今后DTS系统使用的热点。本文所提出的方案的实施将为DTS系统的实用化打下坚实的基础。

参考文献:

[1]王志勇,汪际锋.南方电网联合反事故演习系统的开发与应用.电力系统自动化,2001,25(5):62-63.

[2]王春明,朱江,凌卫家,等.华中电网联合反事故演习综述.华中电力,2002,15(增刊):73-75.

[3〕詹学磊,杨先贵.湖北电网首次联合反事故演习的成功和不足.湖北电力,2002,26(4):94-97.

[4〕刘家庆,易继文,金元,等.东北电网2000年系统联合反事故演习方案设计.中国电力,2002,35(1).41-45.

[5]刘振铭.电力系统联合反事故演习的组织和开展.贵州电力技术,2002,25(2):44-46.