摘要：电网调度自动化系统是指直接为电网运行服务的数据采集与监控系统。本文首先介绍了调度自动化系统的应用现状，并对调度自动化系统的数据采集和二次安全防护进行了论述。
关键词：电网调度自动化系统；数据采集；二次安全防护
随着我国经济、社会的不断发展，人们对用电质量和用电需求也不断提高，为了满足迅猛发展和日趋复杂的电网，更多的电力电子技术和计算机通信技术被应用于电力系统，将电网的实时数据、非实时数据、电网系统结构，设备参数等进行采集处理后形成自动化控制系统。在目前的电网调度运行中，自动化远程监控系统成为了电网调度运行实时监控的主要操作系统。在其运用中表现出强大的集中化、信息化和智能化的功能。
1 调度自动化系统的应用现状
电网调度自动化系统是一种综合数据处理系统，包含了电网运行实时信息、分析决策工具及控制手段，其目标在于远程对电网运行进行实时监控及紧急事故处理，提高电网安全稳定运行水平和故障恢复能力，切实减少因事故对电网造成的损失。各级调度自动化系统在其应用中具有数据采集、监视和远程控制的功能但在各级调度系统实施应用过程中根据各级调度职责范围、自动化现状、设备基础和人员素质水平，按照统一领导、分级管理、下级服从上级的原则根据实际需求情况确定总体功能。
2 自动化系统数据采集（SCADA）的实现
自动化数据采集系统由数据通信、实时数据采集系统、SCADA系统支撑平台、前置数据处理系统、后台监控系统等组成，是电网调度自动化系统的核心控制层，也是系统搭建的基础平台，为自动化系统各个平台模块提供主要的数据来源及数据分析。通常数据采集系统由一个主站系统和多个厂站系统组成在电网调度自动化中负责采集和处理电网运行监控中的各种实时数据和非实时数据。
自动化数据采集是由主站系统和远方变电站RTU、电厂RTU等通过数据通讯设备载波、光纤、2M、调度数据网利用电网通信规约共同完成电网运行实施数据和非实时数据的传输。主站系统采集的数据分为模拟量、状态量、数字量、综合自动化信息。而厂站端既是主站端采集数据的来源又是进行监视和控制的目标。厂站TRU利用变电二次测量设备采集一次设备运行状况和相关数据经过必要的数据处理手段将采集到的模拟量、数据量、状态量、综合自动化信息转换成相关通信报文以适应电网数据通信传输的要求。主站在接受到厂站传输的报文后通过报文解码翻译后利用人机联系的子系统，将厂站端实时数据和非实时数据通过人机界面显示给调度员。
在数据采集中模拟量、状态量、数据量、综合自动化信息就是电度表、PT、CT及保护设备采集到的遥测、遥信、遥控、遥调。其遥测采集的数据包括电网的有功电量和无功电量、功率因数、电流和电压等基础的数据。在电网自动化系统中，主站端以一定的周期对厂站RTU发出命令或厂站RTU定期对模拟量测量系统的输出进行扫描。如果在扫描中发现某个数值超过系统设定的越限值，或者比前一次扫描的数值高出一定的范围，该数据就会被发送到自动化系统的主站上。遥信包括断路器、有载调压变压器、隔离开关和保护的状态信息、控制信息。厂站RTU检测到遥信量发生变化时会发送到自动化系统的主站端，主站端根据相关的遥信告警情况及等级对采集到的遥信信息进行文字提示、推图告警、语音告警等。遥控、遥调包括主站对厂站断路器、有载调压变压器、隔离开关远程控制和操作。调度员通过人机界面对厂站设备发起远程操作命令后厂站对主站发起的操作命令进行响应确认遥控命令主站与厂站一致后主站发送遥控执行命令执行遥控操作。
3 调度自动化系统的二次安全防护
发电厂和变电站的电气设备分为一次设备和二次设备。一次系统是由一次设备组成的系统；二次系统是由继电保护、安全自动控制、系统通讯、调度自动化、DCS自动控制系统组成的系统。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆它实现了人与一次系统的联系监视、控制，使一次系统能安全经济地运行。电力二次安全防护系统遵循安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证的十六字方针。保证了网络安全、应用安全、数据安全，防止病毒感染事件对调度系统生产安全的影响而且有效的防止诸如黑客入侵事件对调度系统的破坏。
安全分区
根据电力二次系统业务的重要性及其对电力一次系统的影响程度进行分区，电网电力二次系统分为生产控制大区和管理信息大区，其中生产控制大区分为控制区（又称安全区I）和非控制区（又称安全区Ⅱ），生产控制大区是重点保护对象。
a、控制区（安全区Ⅰ）
控制区是电力二次系统各安全区中安全等级最高的分区，是必不可少的分区。该区中的业务系统与电力调度生产直接相关，有对一次系统的在线监视和闭环控制功能，且具有连续性、实时性（毫秒级或秒级）的特点以及高安全性、高可靠性和高可用性的要求。典型系统包括调度自动化系统（SCADA/EMS）、广域相量测量系统（WAMS）、自动电压控制系统（AVC）、安稳控制系统、在线预决策系统、具有保护定值下发、远方投退功能的保信系统、配电自动化系统、变电站自动化系统、发电厂自动监控系统等，还包括使用专用通道的控制系统，如：安全自动控制系统、低频/低压自动减负荷系统、负荷管理系统等。安全区Ⅰ主要使用者为调度员、继电保护运行管理人员和运行操作人员。
b、非控制区（安全区Ⅱ）
本区是电力二次系统各安全区中安全等级仅次于安全区Ⅰ的分区。该区的业务系统功能与电力生产直接相关，但不直接参与控制；系统在线运行，与安全区Ⅰ的有关业务系统联系密切。非控制区的数据采集频度是分钟或小时级。非控制区的典型系统包括调度员培训模拟系统、不带控制功能的继电保护和故障录波信息管理系统、水调自动化系统、电能量计量系统、电力市场运营系统、厂站端电能量采集装置、故障录波器和发电厂的报价终端等。安全区II主要使用者分别为调度员、水电调度员、继电保护人员及电力市场交易员等。
c、管理信息大区
管理信息大区的业务系统主要用于生产管理和办公自动化。管理信息大区的典型业务系统包括调度生产管理系统（DMIS）、管理信息系统（MIS）、办公自动化系统（OA）、电网生产信息查询系统、统计报表系统、雷电监测系统、气象信息、客户服务系统、对外信息发布、Internet访问等
网络专用
电网各级电力调度数据网应当在专用通道上使用独立的网络设备组网，在物理层面上实现与综合业务数据网及外部公共信息网的安全隔离。该网可采用MPLS-VPN技术或类似技术划分两个相互逻辑隔离的业务子网，即实时VPN和非实时VPN。
横向隔离
电网电力二次系统应采用安全防护设备实现各安全区的隔离，在生产控制大区与管理信息大区之间必须设置经国家指定部门检测认证的电力专用横向安全隔离装置实现高强度隔离。生产控制大区和管理信息大区内部的安全区之间应采用防火墙或带有访问控制功能的网络设备实现逻辑隔离。
纵向认证
电网各级调度中心和厂站在控制区与调度数据网的纵向连接处应部署经过国家指定部门检测认证的电力专用纵向加密认证装置或加密认证网关以及其它安全设施，为上下级控制系统之间的调度数据网通信提供双向身份认证、数据加密和访问控制服务。
4 结语
随着电力行业的发展，信息化、智能化将成为未来电网发展的主要趋势，自动化系统在电网调度运行中扮演的角色日趋重要，因此为了确保电网的安全稳定自动系统必须提供可靠的基础支撑。本文介绍了调度自动化系统的数据采集和二次安全防护，在自动化系统运行维护中具有较强的实际应用参考价值。
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论文作者:吴俊洪
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第17期
论文发表时间:2017/11/22
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