摘要：地县一体是“大运行”建设的必然要求，随着地县一体的实施，原有的调度控制系统的部署模式已不能满足对地县数据接入规模的要求，且考虑到系统运行的可靠性要求，系统普遍采用“分布式采集、冗余备用”的架构设计。在此模式下，调度控制系统中的网络分析类应用也需要进行相应的适应性调整。从部署模式、模型检验、信息分流、无功电压自动控制、调控培训仿真、并发访问、上下级管理考核等方面，总结网络分析类应用的新变化，为地县一体的网络分析类建设提供借鉴。
关键词：地县一体；网络分析；分布式采集；物理分布；逻辑统一；调控仿真
引言
长期以来我国采用“统一调度、分级管理”［1］的原则，地调自动化系统和县调自动化系统均独立建设与运行，两个系统通过数据转发实现电网生产数据共享。随着国网以“集约化、扁平化、专业化”为主线的“大运行”［2-3］体系的建设，调控一体和地县一体的“一体化”发展成为必然。地县调控一体化后，系统数据采集任务异常繁重，且面临计算处理速度、系统运行速度下降，系统稳定性、可靠性下降等诸多问题。根据网格技术原理，将系统原有统一的数据采集系统分割成若干个数据采集子系统，每个子系统的分担数据采集任务，自然而然就引入了广域分布式地县一体化调度控制系统［4-6］，地县调控一体化调度控制系统采用“分布式采集、冗余备用”的模式建设。该系统从网络结构、模型一体化、数据一体化、应用一体化、解列和备用方面对地县一体化体系结构进行了重新设计，把地调技术支持系统和分布在该地区各县的县调技术支持系统广域远程互联，使之逻辑上成为一套系统，实现数据资源、技术资源、设备资源的共享，节约系统维护成本及建设成本，提高调度自动化系统的可靠性，实现异地容灾与备用，解决传统地县一体化带来的电网规模庞大、数据吞吐量庞大而导致的系统运行速度较慢的问题。在调度控制系统地县一体建设模式的基础上，地县的多源维护、多用户操作所带来的复杂性以及系统运行可靠性的要求等，对网络分析应用［7-9］的功能、运行和部署也带来了深刻的影响。
1分布式部署、冗余备用
在地县一体模式下，地区智能电网调度控制系统分为广域网分布部署的地调系统和县调系统，系统“物理分布、逻辑统一”，并且按照模型一体化、数据一体化、应用一体化、支持解列和备用的标准建设。在这种建设模式下，县调有独立的前置采集服务和SCADA服务，在系统解列的情形下，县调数据仍然存在，具有高级应用运行所需数据的基础。地县模型一体化在建模调试的基础上，可以通过外网等值模块（县调高级应用通过模型拼接）形成县调高级应用计算所需完整模型；亦可以在全网模型上进行县调模型的定制化抽取生成县调分析计算所需的外网等值模型和数据。在地县一体模式下，地县非解列情况下，地县高级应用集中计算；解列模式下，地调高级应用计算范围自适应调整，保证计算的精度和可用性；县调高级应用分布式运行，保证系统解列情况下高级应用模块为县调调度人员提供电力系统分析计算服务。当系统检测到网络恢复时，地调高级应用恢复正常运行，县调高级应用退出运行，真正意义上实现“分布式部署、冗余备用”，提高了网络分析类应用的可靠性。地县一体网络分析类应用的网络拓扑图如图1所示。自动化应用图1系统网络拓扑结构示意图
2模型校验及转换
在地县一体模式下，随着县调的接入，调度控制系统的接入容量和系统规模迅速增长。对于大型地调，县域规模达到十几个，接入厂站多达400~500个，系统的节点规模甚至在256以上。县调的增加，高级应用的多源维护成为系统运维人员面临的难题。在此情况下，任一个县调的模型维护的问题都会导致网络分析应用模型不可用。因此必须找出能够有效避免该情况发生的一种机制。调度控制系统分为实时态、培训态、研究态、测试态、追忆态等，其中网络分析应用主要应用于研究态中，如状态估计、潮流计算、静态安全分析、短路电流计算等。其中状态估计是最基础的应用，状态估计能发现系统中的网络状态、模型、参数错误，把生数据处理为熟数据，将处理后的熟数据和经过验证的模型和参数供其它高级应用使用。状态估计不收敛将会导致其它模块不可用，因此，为提高模型和数据的可用性，需要引入模型校验和转换机制。首先，需要在进行建模时，进行防错性检查，从源头上避免错误模型进入系统。在建模时增加模型录入的检查防线，把不符合建模规则的模型排除在系统模型之外。其次，利用系统平台的测试态功能，在测试态对高级应用进行模型校验，通过模型检验后的模型允许转到实时态模型。模型校验包含静态模型和动态模型。静态模型校验是对系统中违背建模规则的进行简单的逻辑判断，并对可发现的错误进行校验，如参数错误、属性设置错误、节点连接关系错误、从属层次关系错误等。动态校验主要是通过状态估计加载测试态模型后进行试算，发现系统中的错误，如节点观测性、模型缺失等。最后，进行模型回滚管理。当模型出现错误时能够通过把错误模型回滚到指定的能够正常计算的模型状态，保证模型的可用性。模型回滚机制在地县一体之前的网络分析中已有应用，但是在地县一体多源维护的现状下显的尤为重要。
3责任分区、数据分流
在地县一体模式下，由于地调和县调职责的不同，必然存在调度权、监控权、维护权的不同，因而需要进行责任区的划分；为解决传统地县一体化带来的电网规模庞大、数据吞吐量庞大而导致的计算处理速度、系统运行速度下降问题，需要进行信息分流。该原则同样适用于地县一体下网络分析类应用的要求。网络分析类应用的模型、数据、计算结果等存在信息分流的要求，以满足地县人员对电网关注点的差异化需求。
4分布式自适应无功电压自动控制
调控一体、地县一体是大运行实施的必然要求。调控一体后，原有的集控站模式逐步退出运行，地县调控人员需要对电网的无功电压进行集中监控，监控人员的无功电压调节的工作量和压力陡增，而无功电压自动控制是对无功电压进行优化调节并有效减轻监控人员工作强度的强有力技术支撑。原有的无功电压自动控制系统采用集中式运行、集中式控制的模式部署，随着地县一体接入厂站数的激增，该模式存在计算效率和控制效率不能满足无功和电压调节需要的问题，因此需要在部署模式上进行革新。对于中等规模及以下的地调仍然可以采用原有的集中式运行、集中式部署的模式进行部署，根据需要可以在县调部署解列情况下的备用无功电压自动控制系统进行无功电压控制；对于中等规模以上的地调可以采用分布式部署、分布式控制的模式进行部署，并部署全局的方案协同中心进行地、县方案的协调调整，以解决地调、县调AVC协同的问题。
5调控培训仿真
传统的调度员培训仿真系统部署在安全II区，仅提供调度员培训仿真功能，调控一体后要对监控人员进行培训，需要提供监控员培训仿真功能。因此，需要在系统中建立变电站设备及二次回路的详细仿真模型，实现对变电站的正常、故障及异常工况下的运行特性的全息仿真，为控制中心仿真中变电站集中监控功能的全面仿真提供基础模型，从而支持监控学员的正常操作、事故处理及系统恢复的培训，用以提高监控员的基本技能和事故应对能力。除此之外，传统的调度员培训仿真的操作主要在安全II区的工作站上进行，参与演习的人数受到接入系统的工作站的限制。对DTSWEB进行升级后，DTS演习过程中产生的保护和开关变位事项被发布到III区的WEB系统上。可使用WEB登录到DTS系统，在WEB浏览器上实现DTS系统画面浏览，并可以在权限范围内在WEB上直接对设备进行操作，实现远程的互操作。此模式无需增加设备投资，仅需复用管理信息大区的WEB工作站，对DTS的硬件配置更加灵活，在网络连通情况下可以随时接入或退出WEB浏览终端，对网络带宽的需求相对较小。
6并发访问支持
地县一体后，并发使用高级应用的用户数大量增加，并发访问高级应用的可能性也急剧增加，对高级应用模块并发的响应提出了更高的要求。系统的并发可以采用进程级并发或线程级并发，无论采用哪种方式，系统要具备并发访问服务能力，并且保证服务可用性。
7网络分析类应用考核
“统一调度、分级管理”的内在要求需要网络分析类应用提供下级分区管理考核功能。目前来看，需要提供对状态估计、无功电压自动控制的分区管理考核。对于状态估计，需要对各县区的合格率进行统计、排序，以达到发现系统缺陷、提高基础数据质量的目的。对无功电压自动控制的控制效果进行分区县的统计，对提高电压质量、降低网损等具有积极意义。
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作者：朱英刚 毛昭辉 王小波 单位：积成电子股份有限公司 河海大学机电工程学院 国网重庆万州供电公司
