電力企業(yè)信息化-第2章-電力調(diào)度中心信息化

電力企業(yè)信息化第二章電力調(diào)度中心信息化本章內(nèi)容電力調(diào)度中心信息化總體框架SCADA/EMS電力市場交易系統(tǒng)電能量計量系統(tǒng)水調(diào)自動化系統(tǒng)繼電保護和故障錄波信息系統(tǒng)調(diào)度生產(chǎn)管理系統(tǒng)電力系統(tǒng)調(diào)度：由發(fā)電廠提供電能，通過輸電、變電、配電、供電網(wǎng)絡向廣闊用戶供電，是一個復雜的系統(tǒng)。電力系統(tǒng)調(diào)度的主要工作：預測用電負荷制訂發(fā)電任務、運行方式和運行方案進行平安監(jiān)控和平安分析指揮操作和處理事故第一節(jié)電力調(diào)度中心信息化總體框架電力調(diào)度系統(tǒng)分層國調(diào)大區(qū)網(wǎng)調(diào)省調(diào)地調(diào)縣調(diào)第一節(jié)電力調(diào)度中心信息化總體框架第一節(jié)電力調(diào)度中心信息化總體框架電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)：正常運行狀態(tài)警戒狀態(tài)緊急狀態(tài)系統(tǒng)崩潰恢復狀態(tài)第一節(jié)電力調(diào)度中心信息化總體框架到20世紀60-70年代，電力系統(tǒng)的自動化控制技術(shù)經(jīng)歷了由模擬到數(shù)字的重大轉(zhuǎn)變。電力系統(tǒng)的各廠站運行狀態(tài)數(shù)據(jù)全部由遠程終端〔RTU〕經(jīng)通訊通道傳送到調(diào)度中心。調(diào)度中心采用計算機實現(xiàn)了調(diào)度控制和管理。整個電網(wǎng)運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集、自動發(fā)電控制、網(wǎng)絡分析等功能全都由計算機自動完成。我國電力調(diào)度信息化開展概述調(diào)度自動化系統(tǒng)的外延

現(xiàn)在的調(diào)度自動化系統(tǒng)已經(jīng)涵蓋電網(wǎng)調(diào)度中心的大多數(shù)計算機系統(tǒng)。包括:數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視(SCADA)能量管理(energymanagementsystem,EMS)電力系統(tǒng)實時動態(tài)監(jiān)測(WAMSP)電能計量(TMR)電力市場交易(TMS)調(diào)度員培訓(DTS)雷電監(jiān)測，電網(wǎng)運行環(huán)境監(jiān)測等系統(tǒng)故障信息管理繼電保護和故障錄波信息系統(tǒng)(二次設(shè)備在線監(jiān)視與分析)調(diào)度信息管理(DMIS)電網(wǎng)企業(yè)管理信息系統(tǒng)電網(wǎng)監(jiān)視與控制的核心系統(tǒng)電網(wǎng)的平安穩(wěn)定除了需要有合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及電源分布，還需要有科學的監(jiān)視、分析、調(diào)度及控制手段。SCADA/EMS是及時了解電網(wǎng)的運行狀態(tài)并進行科學分析的根底平臺；自動發(fā)電控制(AGC)和自動電壓控制(AVC)等是進行電網(wǎng)頻率和電壓控制的先進的控制手段。SCADA/EMS/AGC/AVC構(gòu)成了電網(wǎng)監(jiān)視與控制的核心。我國電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的開展上世紀80年代中期為第一階段，以引進消化為主。為滿足跨省區(qū)域電網(wǎng)調(diào)度運行的急需，國家引進了“四大網(wǎng)〞〔華北、華東、華中、東北〕能量管理系統(tǒng)〔EMS〕及開發(fā)技術(shù)，當時主要基于通用小型計算機VAX、專用操作系統(tǒng)VMS、專用網(wǎng)絡協(xié)議DECnet等。到上世紀90年代中后期，為滿足全國互聯(lián)電網(wǎng)初期調(diào)度運行的需要，中國電力科學研究院開發(fā)了新一代調(diào)度自動化系統(tǒng)CC-2000〔榮獲2000年國家科技進步一等獎〕，南京自動化研究院研發(fā)了OPEN-3000調(diào)度自動化系統(tǒng)。這兩項技術(shù)推出后，迅速占領(lǐng)了國內(nèi)市場大局部份額。其技術(shù)水平與國際業(yè)內(nèi)巨頭西門子公司、ABB公司的系統(tǒng)等根本持平。第11頁我國電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的開展

21世紀，當特高壓特大電網(wǎng)調(diào)度控制建設(shè)提上日程，當特大電網(wǎng)迎來多路多核集群計算機、面向效勞體系架構(gòu)、高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡等技術(shù)開展的重大機遇，通過國家電網(wǎng)公司專列系列重大科技工程，統(tǒng)一組織開發(fā)了新一代的智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)。新一代調(diào)度控制系統(tǒng)技術(shù)路線：充分繼承已有CC-2000和OPEN-3000等的優(yōu)勢技術(shù)，基于多路多核集群技術(shù)和面向效勞的體系架構(gòu)〔SOA〕，首先開發(fā)一體化支撐平臺，隨后開發(fā)移植實時監(jiān)控、調(diào)度方案、平安校核、調(diào)度管理四大類應用功能，在省級以上調(diào)度中心統(tǒng)一進行工程實施。新系統(tǒng)繼承了CC-2000和OPEN-3000的優(yōu)秀技術(shù)，所以有了一個簡稱叫D5000，其中D指調(diào)度〔Dispatching〕，5000意為2000加3000，希望能夠產(chǎn)生大于5000的效果。第12頁我國電網(wǎng)調(diào)度面臨的難題在我國，主要電網(wǎng)分布為國家電網(wǎng)所屬五大區(qū)域〔華北、華東、華中、東北、西北〕電網(wǎng)以及南方電網(wǎng)。我國的一個省級電網(wǎng)，甚至與歐洲的一個國家電網(wǎng)相差未幾。如此龐大的電網(wǎng)聯(lián)在一起，如果缺乏統(tǒng)一的優(yōu)化調(diào)度和協(xié)調(diào)控制，局面將不可收拾。隨著新能源的開展，我國風電裝機容量和發(fā)電量已經(jīng)居于世界第一位，令人憂心的是，風能的隨機性和間斷性導致風電預報的準確性受到影響。天氣預報的準確率也不過80%左右，風電功率預報的準確率與之類似。那么，電網(wǎng)要怎樣才能最大限度地接納風電以及其他新能源電力呢？第13頁我國電網(wǎng)調(diào)度面臨的難題“難題三是如何應對重大自然災害及網(wǎng)絡攻擊破壞。〞2023年初，一場雪災導致全國14個省電網(wǎng)系統(tǒng)受到災害影響，“5.12〞四川汶川大地震更是對電網(wǎng)設(shè)施造成重大損壞，自然災害對電網(wǎng)的傷害程度可見一斑。亟須建立完善縱深平安防護體系，解決電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的平安防護難題。第14頁我國電網(wǎng)調(diào)度面臨的難題“難題三是如何應對重大自然災害及網(wǎng)絡攻擊破壞。〞2023年初，一場雪災導致全國14個省電網(wǎng)系統(tǒng)受到災害影響，“5.12〞四川汶川大地震更是對電網(wǎng)設(shè)施造成重大損壞，自然災害對電網(wǎng)的傷害程度可見一斑。亟須建立完善縱深平安防護體系，解決電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的平安防護難題。第15頁我國電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的開展

截至2023年年底，D5000系統(tǒng)已成功應用于國家電網(wǎng)32個省級以上調(diào)度和57個地級調(diào)度。D5000團隊用了5年時間，完成了國外通常需要8到10年才能完成的任務。D5000系統(tǒng)首次研發(fā)了適應大電網(wǎng)調(diào)度控制業(yè)務“橫向集成、縱向貫穿〞的一體化支撐平臺，攻克了多級調(diào)度協(xié)同的大電網(wǎng)智能告警和協(xié)調(diào)控制、全網(wǎng)聯(lián)合在線平安穩(wěn)定分析、平安約束機組組合等重大技術(shù)難題，實現(xiàn)了特大電網(wǎng)多級〔國網(wǎng)省〕調(diào)度控制業(yè)務的一體化協(xié)同運作，促進了可再生能源有效消納。D5000將諸多系統(tǒng)整合起來，給調(diào)度員提供了廣域全景信息、可以通觀全局的平臺。同時，進行分布式協(xié)同處理，一旦本地調(diào)度控制的電網(wǎng)出現(xiàn)故障卻發(fā)現(xiàn)不了的話，周邊電網(wǎng)調(diào)度也可以給予告警。第16頁智能電網(wǎng)調(diào)控系統(tǒng)D5000“電網(wǎng)一出現(xiàn)故障，調(diào)度系統(tǒng)馬上就能夠找到原因，將一面紅旗插在故障點上，不停地發(fā)出報警聲，還通過奔跑的人的形象提醒調(diào)度員盡快處理。〞——智能電網(wǎng)調(diào)控技術(shù)支持系統(tǒng)根底平臺(D5000)D5000是新一代的智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)根底平臺，適應了國家電網(wǎng)公司“大運行〞體系中五級調(diào)度控制體系的要求，實現(xiàn)了“遠程調(diào)閱、告警直傳、橫向貫穿、縱向管理〞的功能。系統(tǒng)把調(diào)度方案、來水情況、氣象變化等各項數(shù)據(jù)都融合在一起，可以進行全面分析。以前調(diào)度控制中心需要維護很多平臺的數(shù)據(jù)，用了D5000以后，只需要維護一套數(shù)據(jù)就可以了。第17頁智能電網(wǎng)調(diào)控系統(tǒng)D5000BI(BusinessIntelligence)即商務智能，用來將企業(yè)中現(xiàn)有的數(shù)據(jù)進行有效整合并轉(zhuǎn)化為知識，從而為企業(yè)提供快速準確的決策依據(jù)，目前在銀行、電信等行業(yè)已經(jīng)有了廣泛應用。自2023年1月以來，在國電南瑞和國調(diào)華北調(diào)控分中心的共同努力下，經(jīng)過兩年的技術(shù)攻關(guān)，研發(fā)了基于智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)(D5000)的商務智能軟件，該軟件與D5000系統(tǒng)緊密整合，屏蔽了商務智能應用中最為復雜的數(shù)據(jù)建模工作，提供各種方便的自定義展示方法，將D5000系統(tǒng)中隱含的知識靈活地展現(xiàn)出來。第18頁D5000應用案例國網(wǎng)河北電力持續(xù)對D5000系統(tǒng)的自動電壓控制進行功能完善和策略優(yōu)化，實現(xiàn)網(wǎng)、省、地、縣四級協(xié)調(diào)和常規(guī)能源與風電、光伏等新能源全領(lǐng)域覆蓋，從而實現(xiàn)35千伏～500千伏電網(wǎng)的自動電壓協(xié)調(diào)控制。據(jù)統(tǒng)計，新AVC功能建成后，可日均減少人工調(diào)壓操作近萬次，在極大提升運行人員工作效率的同時，有力保證了大負荷期間的電壓質(zhì)量。在提高供電效勞質(zhì)量的專項工作中，該公司在縣級公司層面全面應用D5000系統(tǒng)電網(wǎng)潮流計算、靜態(tài)平安分析等高級功能，對低壓合環(huán)倒電操作進行模擬驗證和輔助決策，有效減少了客戶停電次數(shù)和時間。第19頁D5000應用案例國網(wǎng)河北電力充分依托D5000系統(tǒng)，開展全電壓等級監(jiān)控數(shù)據(jù)分析工作。該公司初步建立了河北南網(wǎng)全網(wǎng)實時數(shù)據(jù)中心，抽取10千伏~500千伏設(shè)備監(jiān)控數(shù)據(jù)，開展多維度分析和圖形化展示;基于D5000系統(tǒng)新功能模塊，評估設(shè)備運行狀態(tài)，探索開展設(shè)備狀態(tài)預警，研判設(shè)備缺陷開展趨勢，提早發(fā)現(xiàn)并消除隱蔽缺陷20余起，有效降低了方式調(diào)整及現(xiàn)場作業(yè)的平安風險。第20頁大數(shù)據(jù)在電網(wǎng)調(diào)度中的應用江蘇省全社會用電信息大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)是國網(wǎng)江蘇電力基于用電采集數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)負荷預測方法研究工程的重要成果。該工程是國家電網(wǎng)公司2023年大數(shù)據(jù)重點課題，也是國家電網(wǎng)信息根底架構(gòu)優(yōu)化試點課題的重要組成局部。系統(tǒng)依托國家電網(wǎng)公司統(tǒng)一部署的大數(shù)據(jù)平臺，從梳理對象入手，構(gòu)建統(tǒng)一的企業(yè)數(shù)據(jù)模型。在此根底上，從電能量管理、用電信息采集、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、生產(chǎn)管理等多個系統(tǒng)中采集600多億條記錄數(shù)據(jù)，并從外部獲取氣象、經(jīng)濟運行等數(shù)據(jù)，為利用大數(shù)據(jù)技術(shù)開展負荷預測提供了堅實的數(shù)據(jù)根底。該工程于2023年年底啟動，由國網(wǎng)江蘇電力所屬方天電力技術(shù)具體承擔。工程于2023年8月完成初步研究，投入短期負荷預測，2023年3月開始完善研究。第21頁大數(shù)據(jù)在電網(wǎng)調(diào)度中的應用系統(tǒng)搭建了50個計算節(jié)點的大數(shù)據(jù)平臺，在將國民經(jīng)濟99個行業(yè)和全省13個地市負荷細分為11781種負荷特性組合的根底上，以氣象、節(jié)假日等為主要影響因素。以客戶信息、歷史負荷為源數(shù)據(jù)，考慮用電客戶對峰谷電價、溫度、節(jié)假日的敏感程度以及生產(chǎn)班次安排等，組建了超過70萬個負荷影響模型。模型包含的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系超過110億項，對用電信息采集系統(tǒng)每日采集到的全省3600多萬客戶電量和46萬余臺公用、26萬余臺專用配變負荷每15分鐘的數(shù)據(jù)開展模型在線學習。進而實施各電壓等級母線負荷的時序預測，并依據(jù)全網(wǎng)電力系統(tǒng)運行方式會聚全網(wǎng)負荷，做出全省短期和中長期負荷預測。第22頁大數(shù)據(jù)在電網(wǎng)調(diào)度中的應用2023年5月13日系統(tǒng)對2023年夏季江蘇全省負荷峰值做出了預測，預測，2023年夏江蘇電力供需處于‘緊平衡’狀態(tài)，電網(wǎng)最高負荷在8300萬至8500萬千瓦之間，最可能值為8440萬千瓦，預計發(fā)生在8月6日。實際情況是，2023年8月5日江蘇電網(wǎng)最高調(diào)度負荷到達8480萬千瓦。與預測相比，時間僅相差一天，負荷僅相差40萬千瓦。與精準預測長期最高負荷一樣，用大數(shù)據(jù)技術(shù)對短期負荷的預測同樣精準。2023年8月份，系統(tǒng)對江蘇電網(wǎng)短期的2日網(wǎng)供負荷預測準確度高達98.4%，這比調(diào)度人員用傳統(tǒng)方法預測的準確度高出0.7個百分點。第23頁大數(shù)據(jù)在電網(wǎng)調(diào)度中的應用長期以來，江蘇工作人員對全省負荷的預測依靠人工查找歷史相似日，再結(jié)合氣象、節(jié)假日等因素，憑經(jīng)驗做出預判。盡管用傳統(tǒng)方法預測負荷，結(jié)果也相當精準，但難點在于查找歷史相似日。全新的系統(tǒng)提供了強大的負荷預測工具，依據(jù)海量數(shù)據(jù)不僅查找相似日十分容易，而且依托負荷影響模型做出的預測更加客觀準確。該系統(tǒng)的短期負荷預測功能將在支撐制定短期發(fā)電方案、實施經(jīng)濟調(diào)度等相關(guān)業(yè)務中大顯身手，中長期負荷預測功能那么對智能電網(wǎng)的規(guī)劃、建設(shè)和檢修發(fā)揮重要作用，可指導變電站的選址建設(shè)、電網(wǎng)設(shè)備檢修，指導發(fā)電企業(yè)制定機組檢修方案等。第24頁第二節(jié)SCADA/EMS系統(tǒng)能量管理系統(tǒng)〔EMS-EnergyManagementSystem〕，是以計算機為根底的現(xiàn)代電力系統(tǒng)的綜合自動化系統(tǒng),主要針對發(fā)電和輸電系統(tǒng),用于大區(qū)級電網(wǎng)和省級電網(wǎng)的調(diào)度中心。EMS的應用開展是智能電網(wǎng)開展的核心。EMS是以計算機技術(shù)為根底的現(xiàn)代電力綜合自動化系統(tǒng)，主要用于大區(qū)級電網(wǎng)和省、市級電網(wǎng)調(diào)度中心，主要為電網(wǎng)調(diào)度管理人員提供電網(wǎng)各種實時的信息〔包括頻率、發(fā)電機功率、線路功率、母線電壓等〕，并對電網(wǎng)進行調(diào)度決策管理和控制，保證電網(wǎng)平安運行，提高電網(wǎng)質(zhì)量和改善電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性。能量管理系統(tǒng)的開展從SCADA(數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制)系統(tǒng)的出現(xiàn)到向能量管理系統(tǒng)的開展。SCADA系統(tǒng)給電網(wǎng)調(diào)度人員掌握電網(wǎng)實時運行工況及處理事故以極大的幫助,但不能告知電網(wǎng)發(fā)生擾動(開關(guān)操作,事故跳閘)時的后果。為保證電網(wǎng)的平安運行,將電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)從單純的對電網(wǎng)運行的平安監(jiān)視功能提高到對電網(wǎng)運行作平安預測的要求(分析)。能量管理系統(tǒng)的開展為了實現(xiàn)對電網(wǎng)運行平安預測,需對電網(wǎng)實時運行不斷進行潮流計算、功角及電壓穩(wěn)定性計算,分析電網(wǎng)在發(fā)生故障時穩(wěn)定破壞的可能性。SCADA/AGC開展到能量管理系統(tǒng)(EMS)。電網(wǎng)調(diào)度也由單純依靠調(diào)度人員的經(jīng)驗來保證電網(wǎng)平安運行的經(jīng)驗型調(diào)度提高到對電網(wǎng)運行進行分析計算,以保證電網(wǎng)平安運行的分析型調(diào)度,這是電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)開展中的飛躍。。能量管理系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

EMS一般分為3級:數(shù)據(jù)收集級、能量管理級和網(wǎng)絡分析級。第二節(jié)SCADA/EMS系統(tǒng)SCADA系統(tǒng)SCADA是SupervisoryControlAndDataAcquiSition的縮寫，是對分布距離遠，生產(chǎn)單位分散的生產(chǎn)系統(tǒng)的一種數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視控制系統(tǒng)。SCADA是電力遠動系統(tǒng)的核心。SCADA是能量管理系統(tǒng)〔EMS系統(tǒng)〕的一個最主要的子系統(tǒng)，有著信息完整、提高效率、正確掌握系統(tǒng)運行狀態(tài)、加快決策、能幫助快速診斷出系統(tǒng)故障狀態(tài)等優(yōu)勢，現(xiàn)已經(jīng)成為電力調(diào)度不可缺少的工具。第二節(jié)SCADA/EMS系統(tǒng)SCADA主要功能：實施對電力系統(tǒng)在線平安監(jiān)視參數(shù)越限和開關(guān)變位告警顯示、記錄、打印制表事件順序記錄、事故追憶統(tǒng)計計算及歷史數(shù)據(jù)存儲電力系統(tǒng)中的設(shè)備進行遠方操作和調(diào)節(jié)。第二節(jié)SCADA/EMS系統(tǒng)第一代是基于專用計算機和專用操作系統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)，如電力自動化研究院為華北電網(wǎng)開發(fā)的SD176系統(tǒng)第二代是80年代基于通用計算機的SCADA系統(tǒng)，操作系統(tǒng)一般是通用的UNIX操作系統(tǒng)，SCADA系統(tǒng)在電網(wǎng)調(diào)度自動化中與經(jīng)濟運行分析，自動發(fā)電控制〔AGC〕以及網(wǎng)絡分析結(jié)合到一起構(gòu)成了EMS系統(tǒng)〔能量管理系統(tǒng)〕。第二節(jié)SCADA/EMS系統(tǒng)第三代：90年代，基于分布式計算機網(wǎng)絡以及關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)的能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍聯(lián)網(wǎng)的EMS/SCADA系統(tǒng)，這一階段是我國SCADA/EMS系統(tǒng)開展最快的階段，各種最新的計算機技術(shù)都聚集進SCADA/EMS系統(tǒng)中。第四代：采用Internet技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)以及JAVA技術(shù)等技術(shù)，繼續(xù)擴大SCADA/EMS系統(tǒng)與其它系統(tǒng)的集成，綜合平安經(jīng)濟運行以及商業(yè)化運營的需要。第二節(jié)SCADA/EMS系統(tǒng)SCADA開展趨勢物聯(lián)網(wǎng)、云計算及其他新技術(shù)、新需求引導著SCADA系統(tǒng)的開展方向。SCADA監(jiān)控中心軟件展現(xiàn)出越來越先進的特性，如：支持作為操作終端視頻與工業(yè)數(shù)據(jù)一體化B/S結(jié)構(gòu)大地域，大視圖，海量數(shù)據(jù)遠程組態(tài)和維護技術(shù)復雜的權(quán)限管理第二節(jié)SCADA/EMS系統(tǒng)從SCADA到EMSEMS(EnergyManagementSystem)系統(tǒng)，即電能管理系統(tǒng)，它是包括提供根本支持效勞的軟件平臺，以及提供使發(fā)電和輸電設(shè)備有效運行所需功能的一套應用，以便用最小本錢保證適當?shù)墓╇娖桨残缘挠嬎銠C系統(tǒng)。EMS包括：數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA系統(tǒng))，自動發(fā)電控制(AGC)和經(jīng)濟調(diào)度控制(EDC)，電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(StateEstimator)，平安分析(SecurityAnalysis)，調(diào)度員模擬培訓系統(tǒng)(DTS)。第二節(jié)SCADA/EMS系統(tǒng)SCADA開展到EMS，其廣度和深度要求是不同。廣度方面，單純的SCADA系統(tǒng)對遠程終端單元〔RTU〕的數(shù)量并無要求，可多可少；但支持EMS的RTU的數(shù)量必須滿足構(gòu)建全網(wǎng)實時數(shù)據(jù)庫的需要。深度方面，EMS除需實時數(shù)據(jù)庫和SCADA功能的支持外，還必須裝備各種智能型高級應用軟件。EMS正在走向信息化的能量信息系統(tǒng)〔EIS〕，并逐步組入電力企業(yè)資源規(guī)劃〔ERP〕。第二節(jié)SCADA/EMS系統(tǒng)SCADA的平安性問題針對重要根底設(shè)施的網(wǎng)絡攻擊，“震網(wǎng)〞(Stuxnet)、Havex的出現(xiàn)。SCADA系統(tǒng)平安的主要問題在于，這些系統(tǒng)最初設(shè)計并不是用來接入Internet的。針對遠程控制的SCADA系統(tǒng)的攻擊所造成的損失，要遠遠大于信息泄露所造成的損失。第二節(jié)SCADA/EMS系統(tǒng)

SCADA平安性問題上，管理人員比較典型的概念誤區(qū)誤區(qū)之一：調(diào)度自動化系統(tǒng)中SCADA是一個孤立的，物理隔離的系統(tǒng)。誤區(qū)之二：強有力的訪問控制可以保護調(diào)度自動化系統(tǒng)中SCADA和企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)之間的連接。誤區(qū)之三：進入調(diào)度自動化系統(tǒng)中SCADA需要專業(yè)知識，一般網(wǎng)絡黑客很難入侵和控制。第二節(jié)SCADA/EMS系統(tǒng)影響調(diào)度自動化系統(tǒng)中SCADA網(wǎng)絡平安的一些普遍問題過多的公共信息不平安的網(wǎng)絡架構(gòu)缺乏實時有效的監(jiān)控加強調(diào)度自動化系統(tǒng)中SCADA平安的一些戰(zhàn)術(shù)進行定期的危險點分析和評估在專家的指導下進行信息平安保護體系的設(shè)計網(wǎng)絡平安專職工程師崗位第三節(jié)電力市場交易系統(tǒng)建立電力市場的目的通過引入競爭機制，促使發(fā)電、輸配電、電力銷售等各環(huán)節(jié)提高效率，降低本錢，從而降低電價，提高供電可靠性，改善對用戶的效勞；利用市場調(diào)節(jié)和鼓勵機制，引導投資更趨合理化，促進資源優(yōu)化和環(huán)境保護，形成持續(xù)開展的內(nèi)在動力，逐步構(gòu)成良性循環(huán)。構(gòu)成電力市場的要素市場主體、市場客體、市場載體、市場電價、市場規(guī)那么、市場監(jiān)管第三節(jié)電力市場交易系統(tǒng)中國電力市場現(xiàn)狀根據(jù)電價、電量的形成機制，電能交易分為執(zhí)行政府定價的非競爭性電能交易和采用市場定價的競爭性電能交易。目前，非競爭性電能交易包括基數(shù)電量交易、國家和地方政府方案安排的其他電能交易、非競爭性發(fā)電企業(yè)電能交易等；競爭性電能交易包括大用戶直接交易、競爭性的跨省〔區(qū)〕電能交易、發(fā)電權(quán)交易等。另外，全國大局部省區(qū)建立了輔助效勞補償機制。第三節(jié)電力市場交易系統(tǒng)中國電力市場改革歷程1978-1985年推行“集資辦電〞，可使用銀行貸款，改變了過去電力建設(shè)全部依靠財政撥款的做法。1987-1998年電力行業(yè)“政企分開〞，撤銷電力工業(yè)部，成立國家電力公司，承接原電力部下屬的五大區(qū)域集團公司、七個省公司和華能、葛洲壩兩個直屬集團。2002年2月國務院下發(fā)《國務院關(guān)于印發(fā)電力體制改革方案的通知》。原國家電力公司被拆分為兩大電網(wǎng)公司、五大發(fā)電集團和四大電力輔業(yè)集團。第三節(jié)電力市場交易系統(tǒng)2003年3月國家電監(jiān)會成立，開始履行電力市場監(jiān)管者的職責，實現(xiàn)“政監(jiān)分開〞。2023年9月由兩大電網(wǎng)公司剝離的輔業(yè)與4家中央電力設(shè)計施工企業(yè)重組形成中國電力建設(shè)集團、中國能源建設(shè)集團，這標志著中國歷時多年的電力體制改革終于邁出電網(wǎng)主輔別離改革的重要步驟。2023年3月國家電監(jiān)會撤銷。第三節(jié)電力市場交易系統(tǒng)國務院2002年下發(fā)的電力改革“5號〞文件中所規(guī)定的：“廠網(wǎng)分開〞、“競價上網(wǎng)〞、“輸配分開〞、“售電放開〞這四步改革目前只完成了第一步，電網(wǎng)公司成為唯一的壟斷買家。影響市場建設(shè)進程主要有以下幾個因素電力供需緊張形勢電價改革未能與市場建設(shè)同步是區(qū)域內(nèi)各省經(jīng)濟開展水平差異較大法律法規(guī)建設(shè)滯后第三節(jié)電力市場交易系統(tǒng)

電力體制改革是中國經(jīng)濟領(lǐng)域最難推動的改革之一。但這項改革在2023年取得進展已經(jīng)是大概率事件。進展來自于最高決策層的推動，電力體制改革已經(jīng)引起了中央的重視。在2023年6月13日的中央財經(jīng)領(lǐng)導小組第六次會議上，國家主席習近平要求，“積極推進能源體制改革，抓緊制定電力體制改革和石油天然氣體制改革總體方案，啟動能源領(lǐng)域法律法規(guī)立改廢工作〞。第三節(jié)電力市場交易系統(tǒng)

2023年3月，中共中央、國務院印發(fā)《關(guān)于進一步深化電力體制改革的假設(shè)干意見》正式開啟我國新一輪電力改革序幕。隨后，國家發(fā)改委、能源局等相關(guān)部門接連出臺配套措施，落實“管住中間，放開兩頭〞的改革思路，增強發(fā)電側(cè)與售點側(cè)電力改革。在發(fā)電側(cè)已允許社會資本進入的情況下，售電側(cè)的放開將成為倒逼電力改革往前推進的重要一環(huán)。第三節(jié)電力市場交易系統(tǒng)大用戶電力直接交易2004年4月，國家電監(jiān)會、國家發(fā)改委聯(lián)合出臺了《電力用戶向發(fā)電企業(yè)直接購電試點暫行方法》2023年，新一屆政府取消和下放117項行政審批工程，包括取消電力用戶直購電的審批。用戶購電權(quán)將逐步放開，正是新電改思路中售電市場放開的表達。第三節(jié)電力市場交易系統(tǒng)新一輪電力體制改革開展的方向：建立電力市場機制形成科學的電價機制放開售電市場，實現(xiàn)競價購電真正放開發(fā)電側(cè)，實現(xiàn)競價上網(wǎng)構(gòu)建〔統(tǒng)一〕開放的全國電力市場第三節(jié)電力市場交易系統(tǒng)國家審計署審計2023年6月28日發(fā)布2023年第7號公告國家電網(wǎng)公司2023年度財務收支審計結(jié)果其中提到未嚴格執(zhí)行國務院電力體制改革政策。一是截至2023年底，國網(wǎng)公司已投運和在建的抽水蓄能電廠23家、裝機容量1637萬千瓦；已投運和在建的非抽水蓄能電廠96家、裝機容量1420.16萬千瓦，其中44家為2005年至2023年新建或并入國網(wǎng)公司，有7家電廠2023年發(fā)電設(shè)備平均利用小時數(shù)超過全國平均水平，上述未及時處置發(fā)電資產(chǎn)的做法與“實行廠網(wǎng)分開〞的要求不符。二是2006年11月，國網(wǎng)公司要求江蘇電力對外轉(zhuǎn)讓其所持有的江蘇省電力燃料集團70.3%的股權(quán)。截至2023年6月，江蘇電力仍未轉(zhuǎn)讓，與“主輔別離〞的要求不符。第三節(jié)電力市場交易系統(tǒng)國網(wǎng)電力市場技術(shù)支撐平臺全國統(tǒng)一電力市場技術(shù)支撐平臺于2023年3月完成軟硬件部署，9月份完成系統(tǒng)單軌評價。2023年5月26家省公司及公司總部的平臺建設(shè)全部完成。2023年6月，國家電網(wǎng)公司全國統(tǒng)一電力市場技術(shù)支撐平臺二期開發(fā)與實施工程開始。二期工程將繼續(xù)研發(fā)市場運營管控、交易資源管控等7個新增功能模塊，進行跨區(qū)跨省電力用戶與發(fā)電企業(yè)直接交易管理、方案管理、結(jié)算管理、全景展示等4個模塊優(yōu)化升級與完善。第三節(jié)電力市場交易系統(tǒng)全國統(tǒng)一電力市場技術(shù)支撐平臺平臺全面繼承電力交易運營系統(tǒng)已有成果，建設(shè)總〔分〕部和省〔市〕公司兩級部署的全國統(tǒng)一電力市場技術(shù)支撐平臺。遵照SG-ERP總體架構(gòu)，利用統(tǒng)一信息平臺資源，充分集成融合橫向、縱向業(yè)務信息，實現(xiàn)兩級平臺資源共享及市場統(tǒng)一運作，滿足用電客戶直接交易和能源資源大范圍優(yōu)化配置交易機制的運作需要，重點支撐跨區(qū)跨省電力交易的開展。第三節(jié)電力市場交易系統(tǒng)電力用戶調(diào)度系統(tǒng)信息存儲/處理數(shù)據(jù)路由市場交易成員結(jié)算數(shù)據(jù)發(fā)電公司/電站輸變電配電負荷分配計量數(shù)據(jù)生產(chǎn)調(diào)度數(shù)據(jù)計量數(shù)據(jù)計量數(shù)據(jù)輔助效勞數(shù)據(jù)負荷數(shù)據(jù)交易數(shù)據(jù)信息流電能流電力市場與電力系統(tǒng)第三節(jié)電力市場交易系統(tǒng)電力市場交易系統(tǒng)的子系統(tǒng)：能量管理系統(tǒng)EMS交易管理系統(tǒng)TMS中長期交易系統(tǒng)FTS日前交易系統(tǒng)實時交易系統(tǒng)電能量計量系統(tǒng)TMR結(jié)算系統(tǒng)SBS報價處理系統(tǒng)BPS市場分析與預測系統(tǒng)MAF信息發(fā)布系統(tǒng)SIS第三節(jié)電力市場交易系統(tǒng)電力市場運營系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖電力市場運營系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖電力市場運營系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖第三節(jié)電力市場交易系統(tǒng)電力市場運營系統(tǒng)的總體功能主要包括：為市場參與者提供便利的數(shù)據(jù)申報手段，對申報的數(shù)據(jù)進行有效性校驗，并通過可靠的策略保證數(shù)據(jù)申報的抗抵賴性和完整性；對合同進行分解和管理，并對完成情況進行跟蹤及滾動平衡；完成各類交易方案的編制，在滿足電力市場交易規(guī)那么的同時，還應滿足電網(wǎng)的平安要求；支持交易方案的下達，并對執(zhí)行情況進行監(jiān)控；第三節(jié)電力市場交易系統(tǒng)根據(jù)市場規(guī)那么即時發(fā)布市場信息，并確保信息的時效性、正確性、完整性和平安性；對方案的執(zhí)行情況進行結(jié)算，并生成各類結(jié)算清單；具有市場分析、預測功能，可對電力交易進行分析和研究，為市場組織者提供決策參考；在“SG186〞平臺的根底上，提供與公司內(nèi)部生產(chǎn)管理系統(tǒng)，包括EMS、TMR、DIMS、財務、綜合、營銷等系統(tǒng)的橫向集成；與上下級其他電力市場運營系統(tǒng)實現(xiàn)縱向貫穿；第四節(jié)電能量計量系統(tǒng)電能量計量系統(tǒng)〔TMR)電能量計量系統(tǒng)應用計算機及各種通信和控制技術(shù)，實現(xiàn)對電網(wǎng)電能量的遠程自動采集、電能量數(shù)據(jù)處理及電能量統(tǒng)計分析為一體的綜合自動化數(shù)據(jù)平臺，并通過支持系統(tǒng)實現(xiàn)與其他系統(tǒng)的互聯(lián)的數(shù)據(jù)模型和接口標準，為電力企業(yè)的商業(yè)化運營提供科學的決策依據(jù)的綜合自動化平臺。包含計量表計、電表采集處理終端、主站系統(tǒng)及相應的通訊通道和其他配套設(shè)備組成。能量計量系統(tǒng)主要實現(xiàn)電能量采集裝置實現(xiàn)電能量信息、瞬時量信息的采集、存儲、上傳，電能量采集系統(tǒng)主要實現(xiàn)母線平衡計算、報表統(tǒng)計、線損統(tǒng)計分析、網(wǎng)頁發(fā)布、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、計量業(yè)務維護等。假設(shè)為計量計費系統(tǒng)，那么還包括對各種費率模型的支持和結(jié)算軟件。1.初級階段---20世紀80年代以前

電能量的采集和統(tǒng)計處理僅作為SCADA/RTU中的一項功能。由于受當時設(shè)備的能力限制，其采集精度、數(shù)據(jù)的可靠性、連續(xù)性均存在不少問題。因此，只能作為SCADA系統(tǒng)監(jiān)視電網(wǎng)運行工況之用，遠未到達電能量計量和計費的要求。國內(nèi)計量系統(tǒng)應用的開展國內(nèi)計量系統(tǒng)應用的開展

2開展階段－獨立的電能量計量專用系統(tǒng)。 其特點是采用了獨立的主站系統(tǒng)，專門的電量采集終端或電能量表，采用了專用通道〔專線公用電信網(wǎng)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)等〕、專用的通信規(guī)約例如IEC60870-5-102，TCP/IP等來進行電能量的采集，計算和統(tǒng)計考核，以適應電力市場“廠網(wǎng)分開，競價上網(wǎng)〞的商業(yè)化運作的需求。

國內(nèi)計量系統(tǒng)應用的開展3現(xiàn)階段－電能量數(shù)據(jù)平臺。增加對數(shù)據(jù)平安的標準電能計量的準確性、可靠性、迅速性要求更高處理的電能數(shù)據(jù)巨大，功能要求更加完善要求建立電能信息平臺，提供多方共享電力公司更加關(guān)注供電損耗，需求側(cè)管理標準的數(shù)據(jù)接口和業(yè)務功能面向?qū)ο蟮目蛻艚Y(jié)構(gòu)，獨立的業(yè)務商業(yè)邏輯、分布式的業(yè)務數(shù)據(jù)處理電能量計量系統(tǒng)〔TMR)功能一局部是應用系統(tǒng)的支撐平臺，主要包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)檢查及處理、數(shù)據(jù)存儲、系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視、事件告警及記錄、數(shù)據(jù)庫管理、系統(tǒng)平安管理、通用圖形系統(tǒng)、通用報表系統(tǒng)等；另一局部是系統(tǒng)的應用功能，包括電能計量管理、統(tǒng)計分析、系統(tǒng)維護、WEB瀏覽等。采集模塊的功能：數(shù)據(jù)采集模塊實現(xiàn)主站系統(tǒng)與子站系統(tǒng)之間的所有數(shù)據(jù)通信，實現(xiàn)電能量數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集，具有數(shù)據(jù)補測、參數(shù)下裝、GPS對時、數(shù)據(jù)合理性檢驗等功能。采集到的數(shù)據(jù)存放到原始數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)收發(fā)模塊除采集有關(guān)的電能量數(shù)據(jù)外，還對系統(tǒng)的狀態(tài)進行監(jiān)控，包括通道狀態(tài)監(jiān)視、電表狀態(tài)監(jiān)視，并發(fā)出告警信息，告警信息記錄到數(shù)據(jù)庫，以便查詢。電能量計量系統(tǒng)〔TMS)電能量計量系統(tǒng)主站的硬件組成：主數(shù)據(jù)庫效勞器：存儲所有電能量數(shù)據(jù)和電能量相關(guān)屬性的計算機系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理效勞器：進行數(shù)據(jù)驗證和數(shù)據(jù)處理的計算機系統(tǒng)。應用效勞器：實現(xiàn)各種應用功能處理的計算機系統(tǒng)。采集效勞器：實現(xiàn)電能量的數(shù)據(jù)采集功能的計算機系統(tǒng)。通信工作站：實現(xiàn)電能量數(shù)據(jù)與其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信的計算機系統(tǒng)。終端效勞器：連接modem池輸出和網(wǎng)絡的設(shè)備。維護工作站：具有各種展示功能，對電能量計量系統(tǒng)主站進行維護。Modem池：通道采集電能量時使用。網(wǎng)絡交換機：實現(xiàn)上述所有設(shè)備的網(wǎng)絡互聯(lián)的設(shè)備。電能量計量系統(tǒng)的幾個關(guān)鍵字RTU定義費率協(xié)議負荷曲線數(shù)據(jù)記帳數(shù)據(jù)隨機事件積分周期通信規(guī)約統(tǒng)計數(shù)據(jù)自動進程RTU定義 包含了采集終端的相關(guān)參數(shù)的集合，包含廠站計量設(shè)備配置信息、數(shù)據(jù)存儲信息、通信規(guī)約等模型的映象參數(shù)終端鏈路地址采集通道集合關(guān)系〔主要有專線、網(wǎng)絡、通道〕積分周期存儲周期測量點數(shù)據(jù)類型定義費率協(xié)議 包含日時段、費率、有效周期、特殊日信息的集合，一般包含以下元素：費率名稱定義日費率過程周費率過程季節(jié)定義有效周期特殊日列表負荷曲線數(shù)據(jù)電能量計量系統(tǒng)定期把每個計量設(shè)備的數(shù)據(jù)定期采集處理存儲后形成的一個反映時域電能量數(shù)據(jù)變化的數(shù)據(jù)。記帳數(shù)據(jù)

電能量計量隨機電能外表板顯示數(shù)據(jù)的快照的集合以下數(shù)據(jù)在電表中以存放器方式存儲，記帳數(shù)據(jù)至少包含以下數(shù)據(jù)：電表號日期時間當前電能量數(shù)據(jù)當前分時電能量數(shù)據(jù)月凍結(jié)總電量月凍結(jié)分時電能量數(shù)據(jù)當前分時需量數(shù)據(jù)月凍結(jié)分時需量隨機事件計量表計、電表采集處理終端隨機產(chǎn)生的事件數(shù)據(jù)，記錄廠站設(shè)備異常的信息。以下是隨機事件的例子電表參數(shù)設(shè)置電表時間設(shè)置電表缺相電表采集處理終端參數(shù)被修改電表采集處理終端時間被修改電能表表蓋被翻開斷電上電積分周期負荷曲線存儲的間隔一般負荷曲線的積分周期是60分鐘的約數(shù)，一般用于計量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)積分周期為15分鐘、5分鐘、最小1分鐘。通信規(guī)約約定了主站、電能量采集處理終端、電能計量表計之間的接口、硬件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)傳送協(xié)議目前在電能量采集系統(tǒng)的通信規(guī)約如下:主站規(guī)約：DL/T719SCTMDLMS表計規(guī)約：IEC870－5－102DL645DLMS各電表廠家規(guī)約統(tǒng)計數(shù)據(jù)電能量計量系統(tǒng)把存儲的數(shù)據(jù)按照內(nèi)部計算規(guī)那么定義的二次處理數(shù)據(jù)自動進程電能量計量系統(tǒng)中預先定義的周期性的處理定義，包括定期的數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計數(shù)據(jù)生成、報表生產(chǎn)、系統(tǒng)日常事務處理電能量計量系統(tǒng)的特點準確性系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集〔關(guān)口電能表、電能采集裝置〕、傳輸〔數(shù)據(jù)通道〕、存儲及計算〔主站〕、使用〔用戶工作站〕等環(huán)節(jié)上均應采取相應措施確保數(shù)據(jù)的準確性?？煽啃韵到y(tǒng)的數(shù)據(jù)作為電能量計量的依據(jù)，必須具有高度的連續(xù)性和完整性，任何情況下所有計量點的電能量數(shù)據(jù)都不能喪失，萬一發(fā)生喪失也必須有彌補的手段。一致性系統(tǒng)報送給各方電能量的數(shù)據(jù)必須是一致的，也就是電能量結(jié)算的依據(jù)應是唯一的。同時性系統(tǒng)從不同關(guān)口電能表采集的數(shù)據(jù)都帶有時標，要求使用GPS進行對時，保證不同電能量數(shù)據(jù)采集點時鐘統(tǒng)一。電能量計量系統(tǒng)的特點及時性為滿足電網(wǎng)商業(yè)化運行中電能量統(tǒng)計、結(jié)算和考核周期的要求，系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集需要有一定的及時性，即在一個數(shù)據(jù)召喚周期內(nèi)應能將所有數(shù)據(jù)傳輸一次。平安性系統(tǒng)的數(shù)據(jù)作為電能量交易和結(jié)算的依據(jù)，其平安性必須得到保證。必須確保數(shù)據(jù)采集和處理中的原始電能量數(shù)據(jù)庫不被修改或刪除。因此，系統(tǒng)均不得修改原始數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)不能脫離電能量計量系統(tǒng)提供的接口而直接在數(shù)據(jù)庫中修改。開放性應采用符合國際標準、事實工業(yè)標準的設(shè)備及接口，提供一個開放的應用平臺和開發(fā)環(huán)境，提供接入非主站系統(tǒng)制造廠的廠站端設(shè)備的硬件、軟件接口。電能量計量系統(tǒng)的特點獨立性電能量系統(tǒng)與其它系統(tǒng)的功能各有側(cè)重點，應保持相對的獨立性。可開展性系統(tǒng)能夠隨著計量對象的開展、業(yè)務的增加，把系統(tǒng)的各功能模塊分布配置、增加數(shù)據(jù)容量系統(tǒng)的增容不引起數(shù)據(jù)的破壞標準電能量計量系統(tǒng)的組成第四節(jié)電能量計量系統(tǒng)智能電能計量系統(tǒng)智能電能計量系統(tǒng)的組成：

智能計量裝置〔智能電表、互感器、二次回路接線組成〕軟件系統(tǒng)管理軟件以通訊為根底,以數(shù)據(jù)庫為核心,提供數(shù)據(jù)處理、查詢、統(tǒng)計、報表、備份等功能系統(tǒng)通道

為了實現(xiàn)設(shè)備之間的信息交換，構(gòu)建一個雙向、互動的模式，采用兩級通道完成該功能。主站管理系統(tǒng)第四節(jié)電能量計量系統(tǒng)

智能電能計量系統(tǒng)的主要功能特點

電能計量功能

能分時段計量正、反向有功電能，并存儲當前及1~12月數(shù)據(jù)；計量有功總電量、無功總電量，并存儲當前及上月數(shù)據(jù)；分時計量最大需量并存儲；可編程4種費率，12個時段，支持階梯電價。顯示功能

普通用戶，能通過查看與智能電表相連的計算機及電能信息顯示屏或登錄網(wǎng)站等方式，方便、平安、快捷地獲知詳細的用電信息，促使用戶合理利用電能，參與負荷調(diào)節(jié)，享受個性化的信息效勞。第四節(jié)電能量計量系統(tǒng)智能電能計量系統(tǒng)的主要功能特點

通訊功能

〔1〕具有遠方GPRS/CDMA/GSM、本地RS232、本地紅外、本地RS485多種通訊方式，可同時多方通訊而互不干擾。

〔2〕通過無線GPRS/CDMA/GSM網(wǎng)絡與遠方主站進行通信，支持永遠在線及短信激活的工作模式。

〔3〕RS485抄表接口可以實現(xiàn)對用戶側(cè)計量用智能電能表以RS485通訊的方式遠程抄表。第四節(jié)電能量計量系統(tǒng)智能電能計量系統(tǒng)的主要功能特點

負荷預測和控制功能

大用戶可以向供電公司上傳用戶近期的用電方案，供電企業(yè)可以合理安排用戶方案用電的容量、時間和各用戶方案用電的順序，以提高負荷預測的準確度，當負荷超過預先設(shè)定的上限時，系統(tǒng)會通過提供的跳閘端口實行跳閘動作，在跳閘前翻開報警裝置，并做相應的事件記錄。

事件記錄功能

具有失壓、全失壓、斷相、失流、全失流、過壓、欠壓、過流、電壓合格率、停來電、編程校時、遙控跳閘、功控跳閘、電控跳閘、剩余電量缺乏、預付費等事件的記錄功能。第四節(jié)電能量計量系統(tǒng)智能電能計量系統(tǒng)應用效果

簡化賬務結(jié)算優(yōu)化分布式能源配置提高負荷預測、線損預測的準確率實現(xiàn)遠程控制

提供故障分析依據(jù)計量損失估算全面智能化管理第四節(jié)電能量計量系統(tǒng)國家電網(wǎng)建成世界最大電能計量自動化系統(tǒng)截至2023年年底，國家電網(wǎng)公司累計安裝智能電能表1.82億只，實現(xiàn)采集1.91億戶，采集覆蓋率56%，自動抄表核算率超過97%。國家電網(wǎng)公司智能電能表應用量占全球的一半，采集系統(tǒng)成為世界上最大的電能計量自動化系統(tǒng)。自推廣應用智能電表以來，國家電網(wǎng)公司自動抄表核算的客戶比例到達97.1%。18112個非統(tǒng)調(diào)發(fā)電上網(wǎng)關(guān)口實現(xiàn)自動采集、覆蓋率到達86%。營銷系統(tǒng)人均效勞客戶數(shù)提升33%，用工減少24.9%。依托采集系統(tǒng)，公司4年累計降損265.8億千瓦時，實現(xiàn)了線損管理方式由結(jié)果統(tǒng)計型向過程管控型轉(zhuǎn)變。第四節(jié)電能量計量系統(tǒng)北斗衛(wèi)星授時提升中國電網(wǎng)平安電力系統(tǒng)是與時間密切關(guān)聯(lián)的大工業(yè)系統(tǒng)。無論電壓、電流、相角、功角變化，都是基于時間軸的函數(shù)。現(xiàn)代電網(wǎng)平安運行，特別是超臨界、超超臨界發(fā)電機組相繼并網(wǎng)運行，大區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)，特高壓輸電技術(shù)開展，電網(wǎng)平安穩(wěn)定運行對以計算機、通信技術(shù)為根底的電力自動化監(jiān)測、監(jiān)控、調(diào)度裝置的時間同步提出高要求。要求微機繼電保護裝置、事件順序記錄裝置、RTU遠動裝置、平安穩(wěn)定控制系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)〔EMS〕、電力生產(chǎn)管理系統(tǒng)等都基于統(tǒng)一的標準〔參考〕時間運行，以滿足事件順序記錄〔SOE〕、故障錄波、實時數(shù)據(jù)采集時間一致性要求。第四節(jié)電能量計量系統(tǒng)北斗衛(wèi)星授時提升中國電網(wǎng)平安

長期以來，我國電力企業(yè)的發(fā)電、輸電、配電網(wǎng)及其計算機網(wǎng)絡的時間同步系統(tǒng)，主要以美國GPS衛(wèi)星作為時間基準源。GPS系統(tǒng)由美國軍方開發(fā)和控制，可針對特定區(qū)域進行局部性能劣化設(shè)置和限制使用。美國政府從未對GPS信號的質(zhì)量及使用期限給予任何的承諾和保證，一旦發(fā)生戰(zhàn)爭等緊急事態(tài)，美國關(guān)閉或調(diào)整GPS信號，必將引發(fā)我電網(wǎng)系統(tǒng)的重大平安事故。2023年12月19日，“北斗電力全網(wǎng)時間同步管理系統(tǒng)〞通過了專家組的鑒定驗收，并得到了鑒定委員會“整體水平國內(nèi)領(lǐng)先，具有推廣應用價值〞的一致評價。2023年9月，國家正式確立“天地互備，以北斗為主的電力授時體系〞。第四節(jié)電能量計量系統(tǒng)國家電網(wǎng)成功研發(fā)北斗衛(wèi)星遠程抄表技術(shù)

來源:央廣網(wǎng)

2023/7/710:17:26

由國家電網(wǎng)青海省電力公司自主研發(fā)，基于北斗衛(wèi)星通信手段的遠程電能傳輸裝置近日正式投入使用，這是我國首次使用北斗衛(wèi)星實現(xiàn)電量數(shù)據(jù)的傳輸。該工程由基于北斗衛(wèi)星短報文效勞的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置和相關(guān)通信軟件組成，并實現(xiàn)了與現(xiàn)有用電信息采集系統(tǒng)的完全兼容，不僅能夠幫助供電部門實現(xiàn)遠程抄表，用戶也能夠利用事先綁定的銀行卡實現(xiàn)遠程繳納電費。目前已經(jīng)在青海門源縣、澤庫縣等7個無公網(wǎng)信號的偏遠臺區(qū)試點成功，并通過了青海省科技廳的驗收。第四節(jié)電能量計量系統(tǒng)國家電網(wǎng)成功研發(fā)北斗衛(wèi)星遠程抄表技術(shù)隨著藏區(qū)電網(wǎng)開展和無電地區(qū)電力建設(shè)工程的實施，國網(wǎng)青海省電力公司低壓用電客戶已經(jīng)突破40萬戶，其中無公網(wǎng)信號的偏遠地區(qū)客戶大約有5萬戶，如何在這些地區(qū)實現(xiàn)遠程抄表收費成為困擾該公司的一項難題。北斗衛(wèi)星遠程抄表技術(shù)推廣應用后，將有效解決全省5萬多戶無公網(wǎng)偏遠地區(qū)用戶用電量數(shù)據(jù)的傳輸問題。在青海澤庫縣應用現(xiàn)場的連續(xù)監(jiān)測說明，北斗衛(wèi)星臺區(qū)日均抄讀成功率已經(jīng)到達99%以上。國網(wǎng)青海澤庫縣供電公司經(jīng)理杜世勇說：“以澤庫縣夏德日6號村為例，以前只能開車和徒步進山抄表，費時費力不說，平安也是個問題，趕上冬天大雪封路，只能騎馬進山。借助北斗衛(wèi)星通信技術(shù)實現(xiàn)遠程抄表，可以有效減輕一線抄表員的工作量，節(jié)約大量的人力物力〞。第四節(jié)電能量計量系統(tǒng)國家電網(wǎng)成功研發(fā)北斗衛(wèi)星遠程抄表技術(shù)截至2023年5月底，該技術(shù)已在青海電網(wǎng)覆蓋范圍無公共網(wǎng)絡信號地區(qū)得到推廣應用，投入裝置194臺，覆蓋用電客戶近15000戶。青海電力公司加大對該項技術(shù)的推廣應用，方案在省內(nèi)實施安裝該裝置500臺，同時開展寧夏、冀北、新疆、重慶、云南、四川、蒙東等地區(qū)的技術(shù)推廣和支持工作，為國內(nèi)無公網(wǎng)信號偏遠地區(qū)用電信息采集開辟新的模式。第四節(jié)電能量計量系統(tǒng)廣東電網(wǎng)：電能量數(shù)據(jù)系統(tǒng)年底投入運行截止到2023年7月全省抄表管理已充分使用了計量自動化系統(tǒng)凍結(jié)電量抄讀功能，10千伏及以上電壓等級計量點具備自動抄表核算條件，能夠?qū)崿F(xiàn)15分鐘抄表一次。而低壓用戶及偏遠、零碎的山區(qū)用戶，抄表還是通過人工現(xiàn)場抄表方式完成。通過計量自動化系統(tǒng)實現(xiàn)自動抄表低壓用戶387.1萬戶，覆蓋率約16.5%。中山供電局相關(guān)負責人介紹，碰上竊電的情況，計量報警系統(tǒng)自動報警，馬上處理?！皩ｉT通過數(shù)據(jù)分析竊電，一抓一個準。以前查到幾百萬的都有，因為竊電時間很長都發(fā)現(xiàn)不了，后來應用系統(tǒng)，異常幾天就報警了。〞據(jù)了解，近幾年中山供電局的竊電金額有所減少，少不了電能量數(shù)據(jù)系統(tǒng)的功績。第五節(jié)水調(diào)自動化系統(tǒng)水調(diào)自動化系統(tǒng)概念及開展水調(diào)自動化系統(tǒng)是電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的一個重要組成局部。它集水庫調(diào)度專業(yè)、自動化硬件設(shè)備與接口、計算機及網(wǎng)絡通信技術(shù)、決策支持理論等多專業(yè)為一體?；趯v史資料的收集整理和水電站流域的水文、氣象和水庫運行信息的及時準確的獲取，進行在線水文預報和水務綜合管理等，并迅速提供包括防洪和發(fā)電在內(nèi)的綜合決策方案。第五節(jié)水調(diào)自動化系統(tǒng)水調(diào)自動化系統(tǒng)概念及開展水庫調(diào)度自動化系統(tǒng)是電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的一個重要組成局部水利部門建立了全國水庫群防洪系統(tǒng)。電力部門已經(jīng)建立了國調(diào)、網(wǎng)調(diào)、省調(diào)和廠調(diào)四級水庫調(diào)度自動化體系。已建成的水庫調(diào)度自動化系統(tǒng)在水庫的防洪調(diào)度、發(fā)電調(diào)度實踐中發(fā)揮了重要作用。第五節(jié)水調(diào)自動化系統(tǒng)水調(diào)自動化系統(tǒng)概念及開展1997年，國調(diào)中心在《全國電網(wǎng)調(diào)度自動化“九五〞規(guī)劃綱要》中增加了水調(diào)自動化的內(nèi)容，并明確水調(diào)自動化為電網(wǎng)調(diào)度自動化的一局部。1998年2月，國調(diào)中心制定了《電力系統(tǒng)水調(diào)自動化功能標準》，進一步標準和促進了水調(diào)自動化系統(tǒng)的開展。2023年1月9日國家電力調(diào)度通信中心和國網(wǎng)電力科學研究院負責起早的電力行業(yè)標準《電網(wǎng)水調(diào)自動化功能標準》于通過國家能源局批準,2023年5月1日起實施。第五節(jié)水調(diào)自動化系統(tǒng)水調(diào)自動化系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)水調(diào)自動化系統(tǒng)可分為數(shù)據(jù)子系統(tǒng)、模型子系統(tǒng)、決策及信息效勞子系統(tǒng)三個局部。水調(diào)自動化系統(tǒng)功能水調(diào)自動化系統(tǒng)的主要功能包括：實時數(shù)據(jù)采集處理、實時監(jiān)控、根底信息查詢、維護、中長期預報子系統(tǒng)、實時洪水預報、防洪調(diào)度、發(fā)電調(diào)度、防洪發(fā)電調(diào)度會商、水務管理。水調(diào)自動化系統(tǒng)高級應用可分為根本功能和擴展功能，根本功能包括水文預報、發(fā)電方案、調(diào)洪演算、運行評價等，擴展功能是指根據(jù)電網(wǎng)實際需要因地制宜開發(fā)的水調(diào)高級應用功能，如效益評估、風險分析等。第五節(jié)水調(diào)自動化系統(tǒng)水調(diào)系統(tǒng)開展趨勢通用性生態(tài)調(diào)度數(shù)字流域智能專家系統(tǒng)電力市場條件下水庫調(diào)度的新模式第五節(jié)水調(diào)自動化系統(tǒng)南瑞水電公司首創(chuàng)電網(wǎng)水電全景化2023年5月28日，南瑞水電公司承擔的國網(wǎng)湖北電力公司輸變電工程2023年第七批水調(diào)自動化系統(tǒng)采購工程通過竣工驗收。該工程首創(chuàng)電網(wǎng)水電全景化理念，可通過系統(tǒng)監(jiān)視所轄地區(qū)全部水電廠運行狀況。該工程主要完成搭建恩施、宜昌、十堰、襄陽4套地調(diào)水調(diào)系統(tǒng)和咸寧、黃岡2套地調(diào)水電管理系統(tǒng)以及1301座水電站數(shù)據(jù)接入。本次工程按照“大運行〞要求將湖北電網(wǎng)地分調(diào)小水電信息上移，直接接入所轄地調(diào)水調(diào)自動化系統(tǒng)。系統(tǒng)還實現(xiàn)了電網(wǎng)水電信息共享功能，實現(xiàn)了不同調(diào)度機構(gòu)間水電信息共享和各流域梯級水電站信息共享。系統(tǒng)還通過接口采集發(fā)電和負荷信息，為提升有水電地區(qū)負荷預測水平提供了有效支撐。第六節(jié)繼電保護和故障錄波信息系統(tǒng)繼電保護研究電力系統(tǒng)故障和危及平安運行的異常工況，以探討防止事故的自動化措施。繼電保護根本任務是：當電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常工況時，在可能實現(xiàn)的最短時間和最小區(qū)域內(nèi)，自動將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，或發(fā)出信號由值班人員消除異常工況根源，以減輕或防止設(shè)備的損壞和對相鄰地區(qū)供電的影響。繼電保護裝置為了完成它的任務，必須在技術(shù)上滿足選擇性、速動性、靈敏性和可靠性四個根本要求。一般情況而言，整套繼電保護裝置由測量元件、邏輯環(huán)節(jié)和執(zhí)行輸出三局部組成。第六節(jié)繼電保護和故障錄波信息系統(tǒng)

智能電網(wǎng)環(huán)境下的繼電保護

繼電保護面臨的挑戰(zhàn)大電網(wǎng)、超/特高壓對繼電保護提出了更高要求電力電子設(shè)備對故障電流造成影響繼電保護需要和電網(wǎng)的控制策略相協(xié)調(diào)配合網(wǎng)絡拓撲和運行方式多變使定值配合式保護失去了生存環(huán)境當前需要重點研究的內(nèi)容包括單元件保護和廣域保護兩個方向。電網(wǎng)的黑匣子—錄波器反響電網(wǎng)實時狀態(tài)的參數(shù)：根本參數(shù)：電流、電壓、開關(guān)量，還有：有功、無功、非周期分量的初值及時間常數(shù)、系統(tǒng)頻率變化

分析電網(wǎng)故障主要是指分析系統(tǒng)動態(tài)過程各參數(shù)量的變化規(guī)律。電力系統(tǒng)故障錄波裝置就是這樣一種用作記錄和分析電網(wǎng)故障的設(shè)備。故障處理流程第四步第三步第二步第一步1電網(wǎng)事故判斷2電網(wǎng)事故處理34反措和改進3電網(wǎng)事故分析繼電保護專業(yè)技術(shù)知識事故分析調(diào)度匯報信息故障錄波器的信息資料保護裝置的報文信息子站Ⅰ.故障錄波器之功能按照電力系統(tǒng)發(fā)生故障的不同情況，對應于錄波器的作用主要表達在：系統(tǒng)發(fā)生故障，保護動作正確利用故障錄波器記錄下來的電流電壓量對故障線路進行測距，同時給出能否強送的依據(jù)Ⅰ.故障錄波器之功能電力系統(tǒng)元件發(fā)生不明原因跳閘

利用故障錄波器記錄下來的電流電壓及開關(guān)量判斷出是否無故障跳閘

查明原因，馬上恢復送電Ⅰ.故障錄波器之功能繼電保護裝置有不正確動作行為繼電保護裝置誤動造成無故障跳閘系統(tǒng)有故障但保護裝置拒動系統(tǒng)有故障但保護動作行為不符合預先設(shè)計

利用故障錄波器記錄下來的保護動作事件量和開關(guān)接點狀態(tài)信息找出保護不正確動作的原因，必要時通過計算工具進行模擬計算分析

Ⅱ.故障錄波器的構(gòu)成通常包括三局部：輔助變換、前置機、后臺機一般位于屏后，實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換標配打印機、USB接口用于數(shù)據(jù)采集和啟動，將信息傳到后臺機數(shù)據(jù)處理和管理深圳雙合SH2000Ⅱ.故障錄波器之原理錄波器起動方式目的：能滿足各種故障情況下可靠起動故障錄波器。模擬量起動：按相設(shè)置的過電流、低電壓起動；按相設(shè)置的電流突變起動、零序過流和突變起動；負序電流起動。開關(guān)量起動：所有保護的跳閘出口信號；所有開關(guān)的副接點變位信號Ⅲ.故障錄波器的根本要求1、錄波數(shù)據(jù)的平安性完整性機要性可用性Ⅲ.故障錄波器的根本要求2、錄波數(shù)據(jù)的真實性；3、采樣數(shù)據(jù)的同時性和精度要求4、錄波器的啟動方式要求〔1〕電流電壓幅值、變化量及頻率的越限；〔2〕外部觸發(fā)啟動，如動作節(jié)點、斷路器位置；〔3〕直流變化量；〔4〕手動啟動；〔5〕啟動前應有一定的信息記錄寬度Ⅲ.故障錄波器的根本要求5、數(shù)據(jù)記錄格式及網(wǎng)絡功能6、對后臺分析軟件的要求〔1〕能自動綜合雙端數(shù)據(jù)進行故障測距；〔2〕能根據(jù)記錄的電流、電壓形成波形，導出各序分量及其向量圖、阻抗變化軌跡；〔3〕具備完善的數(shù)據(jù)庫管理功能Ⅲ.故障錄波器之指標評價錄波器的常用指標采樣速率－采樣速率的上下決定了錄波器對高次諧波的記錄能力，標準規(guī)定不低于5KHz，工程中一般使用3200Hz，即每周波采樣64點。A/D轉(zhuǎn)換器位數(shù)－A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)決定了錄波器記錄數(shù)據(jù)的準確度。Ⅲ.故障錄波器之指標評價錄波器的常用指標最大故障電流記錄能力錄波記錄時間故障前故障時故障切除后－非全相時期重合系統(tǒng)振蕩穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，一般不小于2周波。高采樣速率暫態(tài)數(shù)據(jù)，高采樣速率。記錄時間0.2秒高速或低速采樣，記錄時間大于重合閘動作時間重合成功，經(jīng)預先設(shè)定的最大記錄時間后停止錄波，一般設(shè)定2秒重合于故障，重新開始一個記錄過程長時間的完整記錄，保證數(shù)據(jù)的完整性Ⅲ.故障錄波器之配置原那么模擬量和開關(guān)量之比為1:3或1:4配置，以保證有足夠的通道接入開關(guān)量模擬量包含直流電壓監(jiān)測必須接入錄波器的開關(guān)量：按相接入每個開關(guān)的輔助接點，設(shè)置為在開關(guān)有閉合變?yōu)榉珠l時啟動錄波器直接作用于跳閘線圈的保護裝置的跳閘出口接點，有分相出口的要按相接入有關(guān)的告警信息：高頻保護的收、發(fā)信信號，DTT信號，差動保護的通道告警信號，保護裝置故障信號、失電信號，PT/CT斷線信號主變的非電氣量保護僅接入能夠跳閘的信號，而大量的告警信號不需要接入Ⅲ.故障錄波器之配置原那么選用嵌入式的故障錄波器，通信控制單元不依賴于硬盤或后臺機錄波器能夠按規(guī)約方式向錄波器主站或保護子站上傳錄波文件。配置專用的母線故障錄波器，確保一條母線的所有開關(guān)接入同一臺錄波器變壓器模擬量的接入－四側(cè)一般每兩串配一臺錄波器，如主變直接掛在母線上，可以單獨配置一臺Ⅳ.錄波的根底知識點各種故障情況下的波行特征：單相接地故障，故障相電流和零序電流大小相等且同相位，故障相電壓有一定程度減小，同時有零序電壓出現(xiàn)。兩相之間故障，兩個故障相的電流大小相等，方向相反，沒有零序電流。兩相接地故障，兩個故障相的電流突變增大，但兩個電流之間的相位有角度差，變化范圍隨過渡電阻的不同在60°－180°之間變化，但有零序電流出現(xiàn)。三相接地故障或不接地故障，三相電流同步增大，沒有零序電流和零序電壓。Ⅳ.錄波的根底知識點故障過程中的波形特征：故障相電流有明顯突變增大，電壓有一定程度減小，同時有零序電壓和零序電流出現(xiàn)在故障切除后，電流通道變?yōu)橐桓本€。如果是線路PT，在線路兩端故障均切除后故障相電壓變?yōu)?，零序電流變得很小或為0，但有很大的零序電壓。重合成功。三相電流恢復正常負荷電流，三相電壓恢復對稱。Ⅳ.錄波的根底知識點根據(jù)故障錄波圖能夠獲得的信息1、發(fā)生故障的電氣元件和故障類型2、保護動作時間和故障切除時間3、故障電流和故障電壓4、重合時間以及是否重合成功5、詳細的保護動作情況6、完成附屬功能〔測距、阻抗軌跡、相量以及諧波分析等〕7、直流是否正常，是否接地、短路8、高頻是否發(fā)信Ⅳ.根底波型Ⅳ.分析錄波圖的根本方法：1、大致判斷系統(tǒng)發(fā)生了什么故障，故障持續(xù)時間。2、以某一相電壓或電流的過零點為相位基準，查看故障前電流電壓相位關(guān)系是否正確，是否為正相序？負荷角為多少度？3、以故障相電壓或電流的過零點為相位基準，確定故障態(tài)各相電流電壓的相位關(guān)系?！沧⒁膺x取相位基準時應躲開故障初始及故障結(jié)束局部，因為這兩個區(qū)間一是非周期分量較大，二是電壓電流夾角由負荷角轉(zhuǎn)換為線路阻抗角跳躍較大，容易造成錯誤分析〕4、繪制向量圖，進行分析。Ⅳ.簡單故障分析根底根底---對稱分量法單相接地故障—故障相電流與零序電流大小相等，方向相同。故障相電壓有大幅度降低，最低接近于零。Ⅳ.簡單故障分析根底相間故障－故障相電壓大小相等，相位相同。非故障相電壓等于兩個故障相電壓之和。明顯特征：無零序分量 電流相位根本相反，但數(shù)值相等兩相接地故障－－ 有兩相電流突變增大，有零序電流出現(xiàn)。Ⅳ.關(guān)于故障后應該出的信息單相故障兩套主保護的單相跳閘信號，兩套后備保護動作信號，差動動作信號，收信、發(fā)信信號，重合閘動作信號兩相及以上故障兩套主保護的三相跳閘信號，兩套后備保護動作信號，差動動作信號，收信、發(fā)信信號，Ⅳ.關(guān)于負荷潮流與故障電流的相位對于一個正常運行的輸電線路，電流與電壓的相位角關(guān)系跟線路的有功和無功的方向有關(guān)。任何正方向故障下電流永遠滯后于電壓，其角度等于線路阻抗角，但受過渡電阻的影響，角度變小。第六節(jié)繼電保護和故障錄波信息系統(tǒng)故障錄波器是提高電力系統(tǒng)平安運行的重要自動裝置，當電力系統(tǒng)發(fā)生故障或振蕩時，它能自動記錄整個故障過程中各種電氣量的變化。繼電保護及故障信息管理系統(tǒng)是一個繼電保護運行、管理的技術(shù)支持系統(tǒng)，同時又是一個電網(wǎng)故障時的信息支持、輔助分析和決策系統(tǒng)。國內(nèi)繼電保護及故障信息系統(tǒng)的建設(shè)與應用根本起始于2001年，近年來在國范圍內(nèi)，隨著故障信息系統(tǒng)實施范疇的增加，系統(tǒng)的作用正在逐步被認可。第六節(jié)繼電保護和故障錄