统建设思路管理模式体系结构硬件体系结构软件体系结构实现功能系统容量辅助系统设计本章小结第章调控合系统的基本功能人机交互软件界面设计图形管理工具报表工具曲线工具告警服务服务权限服务华北电力大学硕士学位论文故障处理机制数据库的故障隔离冗余机制后备系统异地备用本章小结第章调控合系统的深化应用智能告警告警功能应用现状智能告警需求分析智能告警的应用智能告警的查询电压自动控制数学模型工作原理软件实现功能应用效益分析本章小结第章高级应用软件网络建模状态估计调度员潮流负荷预报静态安全分析故障分析计算最优潮流安全约束调度灵敏度分析本章小结第章结论与展望结论华北电力大学硕士学位论文展望参考文献致谢攻读硕士学位期间发表的学术论文和参加科研情况作者简介华北电力大学硕士学位论文第章绪论课题背景及研究的意义随着计算机和网络通信技术的快速发展，变电站的自动化无人化在当今电网调度自动化领域得到广泛普及。对现有无人值班变电站进步实施综合自动化装置升级改造，并在变电站次设备可靠性日益提高的条件下，实现调度与集控系统合运行，对电网调度能力的提升有着重要意义随着当今电气设备技术水平的迅速提高，电气设备抵抗恶劣天气的能力大大加强。变电次设备特别是技术不断成熟，调度自动化设备视频设备光传输设备系统电量采集装置电压合格率在线监测系统等智能化软件的不断发展完善，为进步发展集约化的调度控制合系统提供了技术上的可能性。调控和监控系统的整合能更好地满足工业发展对电能质量的要求。现代工业，尤其是高新技术产业，对电能的电压水平供电频率纹波系数供电可靠性及连续性等指标都有更高的要求，电力企业如果要想适应社会经济发展，进步开拓电力市场就要适应这种要求。监控集约化调控体化及与之相应的变电站进步自动化有信息加工量大信息反馈快等人力不可能超越的优点。所以尽可能升级改造变电站自动化设备，实现调控合是科学的选。调控合是电力企业安全运行的要求。有关机构统计数据表明，在电力行业的事故中，人为因素占有定的比重，实践证明人容易受到环境情绪身体疾病生物钟等诸多因素影响，操作员必须得到及时的休息，不可能保证连续的高质量的工作。研究表明有部分事故是由人为误操作引起的，而调控体化却可以减少电力运行操作的中间环节，提高运行可靠性。经济发展，电力先行，电力供应是保证地方经济发展的先决条件。随着地方经济的迅猛发展，必然需要电力企业提供强力的能源支撑，近年来变电站数量直呈几何递增，快速发展的同时，也出现了运维人员数量紧缺的情况，而目前国内现有的无人值班变电站，需要设立集控站台和编程语言的互相无关联，便于后期的修改和维护。集成总线层采用基于消息队列软总线的信息交换机制，遵循标准。标准定义了系统之间的接口参考模型及其消息格式和语义。集成总线层是针对各个独立的应用系统的集成，它类似于计算机硬件的总线概念，任何应用程序或子系统都相当于个插件存在于总线上。独立应用系统之间的松耦合机制可以避免在系统升级或扩容时做大的修改，集成新的子系统时不会对原有的子系统造成影响，使系统保持可靠地稳定性。总而言之，集成总线层将系统内部的各个子系统及公共服务软件集成到起，使整个系统具有开放性和可扩展性。数据总线层数据总线层分为实时数据库商用数据库和相应的数据访问接口等。实时数据库依托底层的集成总线层，采用分布式的结构，同步实时数据，并将数据保持在商用数据库，为其他软件提供可靠地数据。数据总线的结构如图所示。实时数据库存放实时信华北电力大学硕士学位论文息，商用数据库能够存放历史数据，为了提高可靠性，选用了大容量的服务器。本系统采用数据库。图数据总线结构示意图公共服务层公共服务层是指各种公共服务软件，他们能够提供显示报表曲线告警安全等公共服务功能。公共服务层面向所用的应用软件，不仅为服务，还为，等高级应用软件提供服务。在设计公共服务软件时，考虑不同的使用人员的需求，将调度员的业务语言转化为技术内容，满足相关人员的工作需要。公共服务软件包括图模库体化的图形管理工具报表工具权限服务告警服务服务和系统管理等。应用系统层应用系统层在集成总线数据总线和公共服务的共同支撑下，完成各种应用功能。包括基本的和功能，并提供和等电力系统应用软件，这些系统相对独立，有机地集成在起，成为个整体。使用人员通过各种高级应用，能够得到所关心的数据，处理调度和监控业务。实现功能监控功能和信息处理采用网络技术，实现了完善的遥信遥测遥控遥调功能，基本处理对象确定为设备，例如开关刀闸母线线路等待。通过对设备的维护，建立设备模型。这些设备模型是公用的，其他应用软件可以直接调用，只需要增加些必要的参数就可以实现各种功能，系统维护工作量相对较低。系统利用网络拓扑分析能够自动实现完善的拓扑着色功能，调度员能够更方便直观地了解线路运行情况。综合数据平台实现安全分区下各种调度数据之间的交换整合以及分析，满足各个应用系统的数华北电力大学硕士学位论文据传输和数据交互需求，连接采用不同接口规约的各个应用系统，保证数据处理的快速准确。电压自动控制从获得电网的实时运行状态，根据调压原则，对电网电压进行监视，发现电压异常时提出相应的调节措施。当系统处于自动控制状态时，将调节措施交给的遥控程序，执行变压器的升降和电容器的投切。能够实现无功设备的自动调节功能，使调控人员从无功调节的操作中解脱出来，避免人工操作产生的危险性，实现葫芦岛地区电压无功的自动调节，使设备调整更加合理，从而达到提高系统电压合格率降低网损的目的。高级应用软件高级应用软件采用模块化设计，可以实现实时态研究态包括历史和未来培训态的多态支持，如图，各模块按标准的规范设计，组成为多个具有透明访问接口的组件。高级应用软件能够帮助调度员全面地掌握电力系统的实际运行状态，计算电网潮流，并预测和分析系统的运行趋势，对运行中发生或者可能发生的各种问题提出对策，在研究状态下可以对同模型的不同的运行方式或不同的电网模型进行计算，支持培训状态下的实验，方便调度员对系统的研究，确保了电力系统的安全和经济运行。调度员仿真培训系统通过调度员仿真培训系统可以实现了电网分析培训和测试，组织全网的联合反事故演习，给调度员身临其境的真实感和现场感。提供了实时历史和未来电网模型的全方位仿真培训功能，可以实现稳态仿真和中长期动态仿真，可以在现实模型基础上可建立不影响调度实时运行的未来电网模型，满足了未来网络模型下的培训需求，并且在当未来设备投入实际运行时可以直接转成实时态，不需要重复操作。配有内网服务器，提供浏览功能，能够实现同省网的联合反事故演习。调度员仿真培训系统统遵循标准，提供开发和运行接口，通过接口同外界系统进行数据交换，因为对底层操作系统和硬件平台进行封装，对外接口与具体应用系统和硬件无关，可以在异构环境下操作。的硬件结构为台教员工作站，台学员工作站，培训室的布置是设置专门的模拟调度室，由学员室和教员室构成，学员室的配置考虑到兼作备用调度室，与实际调度室样，教员室配置个教员台。系统容量葫芦岛调控合系统的基本容量如表所示。华北电力大学硕士学位论文表系统的基本容量序号内容指标前置机接口数量计算机远程数据通信接口数据库厂站规模实时模拟量点实时数字量点控制量点虚拟模拟量含虚拟电量点虚拟数字量点计算机通信数据点点拓扑节点点辅助系统设计机房建设葫芦岛调度自动化机房原有面积，无法容纳新的系统，为此需要建立新的机房，机房需满足防火防静电照明通风的要求，使计算机系统能稳定运行，具体参数见表。表环境要求序号名称要求温度相对湿度磁场干扰场强无线电干扰场强尘埃粒电源建设原有的自动化系统没有专用电源，而是接入通信系统的电源，存在很大的安全风险。新机房需建设专用的电源，可采用套两组的蓄电池和配电屏，保证机房的供电要求。具体技术指标如表。华北电力大学硕士学位论文表电源系统的技术性能指标序号名称要求容量额定输出功率输出功率因数整流器脉冲整流标称输入电压，或，相中线市电电压工作范围可调到频率大屏幕显示系统大屏幕显示系统拟选用广东微创有限公司的设备，该设备采用专业工程投影机。整个大屏幕由个显示单元组成，整屏显示面积为米，自然分辨率为，亮度均匀性不小于，系统可小时无间断无故障运行。显示屏可显示各电压等级的潮流各个厂站的总负荷和变电站的视频图像，便于调度员了解电网的运行情况。本章小结本章以实现资源的优化配置和高效利用提高系统的安全性和可靠性为目标进行了调控合系统的总体设计，包括系统建设思路，管理模式，设计原则，体系架构，系统容量并具体描述了系统能够实现的功能同时从机房电源大屏幕显示系统等方面对调控合系统所需的辅助系统进行设计。华北电力大学硕士学位论文第章调控合系统的基本功能人机交互软件充分体现以人为本的理念，设计具有交互性的人机界面，为操作人员提供方便快捷的显示编辑和操作软件。各个系统相对独立，所有的人机交互操作通过工作站进行。可以实现图形管理报表曲线查看告警和查询等功能。界面设计为了体现以人为本的理念，系统界面设计为的界面风格，并且能够实现拖拽功能，页面简明易懂，人机交互友好，可以通过帮助功能在线查询操作手册，不需要经常手工查询手册甚至记住每个功能的程序语言。拖拽操作作为最基本的功能，几乎所有的操作都会用到，可以通过拖拽方便的选择个或多个图形，并对其进行编辑图形，进而建立和维护系统模型，这种大众熟知的方式能使操作员快速适应该系统。面向对象各种操作均为先选择个或者多个对象，再通过功能菜单选择操作方式。充分体现了面向对象的思想。功能菜单提供完备的功能菜单，操作员在操作当前对象时，可能会进行的下步动作都会集成到界面中的菜单项，操作员直接点击即可，如果操作员要观察数据曲线，不需要重新选择对象，直接生成相对应的曲线，避免了用户在多个界面间不断切换，减轻了操作员的劳动强度。操作模板系统设计了模板的功能，用户可将常用的操作要求定制成模板保存在系统中，进行相同或相近的操作时，只要简单地选择调用相应模板就能实现该功能。通过定制模板，用户不需要进行重复劳动，只需要关心异常情况，减小日常工作量，在系统异常时缩短了处理时间。在线帮助操作员只需点击操作窗口或对话框中的帮助按钮，就能查询此窗口或对话框相关的操作说明或者功能介绍，查询速度快，不再需要