应用于SCADA的开关安全检查系统研究

摘 要：为了使调度员基于SCADA系统的开关操作更加安全，处理故障时更加及时准确，效率更加高效，开关安全检查系统是最好的选择，它利用SCADA系统的实时数据以及实时态的潮流计算和故障分析等高级应用，将开关操作之后的潮流状况，可能发生的故障严重程度等呈现在调度员实际操作之前，让其操作有据可依，从而整体提高电网调度的质量。 
　　关键词：实时数据；开关安全检查；潮流计算；故障分析 
　　引言 
　　传统的SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition System， 数据采集与监视控制系统）系统作用在于监控电力网络的可靠运行状况，提高电网运行经济性以及电网运行的安全分析和故障处理[1]。但随着电网运行条件的日趋复杂，面对电网调度时的繁琐操作甚至是电网故障时快速涌来的继电保护跳闸，自动装置动作，传统的SCADA系统已经无法满足调度操作对安全性的高度要求。尤其在发生事故的情况下，调度员的误操作甚至是不及时的调度操作都可能会对电网造成难以估量的损失。所以调度员需要一种不同于专家系统[2]的开关安全检查系统（Security Checked Switching，以下简称SCS系统）。SCS系统可以帮助调度员在操作开关之前就确认此开关操作之后的潮流改变，故障处理等电网状况，充分利用了SCADA资源并减轻了调度员工作负担的同时可以保证电网调度操作的及时性，安全性。 
　　1 基于SCADA的SCS系统设计 
　　目前看来，调度工作最为依赖的是电力调度自动化系统[3]。电力调度自动化系统依据不同的功能需求，会分为SCADA， PAS（Power Application System）高级应用系统， AGC（Automatic Generation Control）自动发电控制系统和DTS（Dispatcher Training Sim-ulator）调度员培训系统这几个子系统。 
　　如图1所示，SCS系统是以SCADA系统为支撑平台，与SCADA共享一次设备模型并整合了PAS中潮流计算和N-1故障分析功能[4]。 
　　不同于专家系统，SCS系统不需要有别于其他子系统的数据库，完全做到了和SCADA及PAS系统的数据交互。SCS系统的基础数据来源于SCADA一次设备模型数据和实时态高级应用。数据的同步是调度员操作SCS系统检测开关时触发的，保证了数据的及时有效性。SCS系统支持调度员并行操作，并且所有的操作遵从排队机制。调度员的操作在最新的数据上经过SCS系统的计算后，通过报告性质展示给调度员。 
　　有别于传统的SCADA报表功能，SCS的潮流计算结果和故障分析结果可直接显示在SCADA的操作界面上。这个简明便捷的设计也是基于SCS系统的便于调度人员操作的应用需求。 
　　2 SCS系统对SCADA的操作优化 
　　调度员基于SCADA的操作大多是依靠调度规范以及自身的操作经验来进行的。假如面对电网故障造成的继电保护动作、自动装置动作、设备过负荷以及频率、电压越线等大量的故障信息时，调度人员很难快速的定位故障并进行处理。假如此时使用实时态的PAS系统和DTS系统中的潮流计算等应用再进行故障恢复的模拟[5]，会错过最为有利的处理故障时机，处理不当甚至会给电网造成难以挽回的损失。