一、系統(tǒng)背景
新能源集控系統(tǒng)是東潤環(huán)能(北京)科技有限公司(以下稱東潤公司)基于智能電網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃、兩網(wǎng)公司關(guān)于調(diào)度規(guī)范、國際電力自動化標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的綜合調(diào)度自動化集中控制系統(tǒng)。
新能源集控系統(tǒng)充分總結(jié)了調(diào)度自動化系統(tǒng)的成功運行經(jīng)驗,涵蓋了調(diào)度主站、變電站、集控中心站運行工作的各種業(yè)務(wù)需求,可以向用戶提供各種規(guī)模的調(diào)度運行、集控中心、變電站的完整解決方案。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計,基于廠站一體化綜合信息平臺,搭建站內(nèi)各種應(yīng)用子系統(tǒng),各子系統(tǒng)相對獨立;通過配置的方式改變運行方式,應(yīng)用子系統(tǒng)可以合并到一臺機(jī)器/嵌入式工控機(jī)上運行,也可以分散到多個機(jī)器上運行。
新能源集控系統(tǒng)在新能源發(fā)電調(diào)度、智能集控、并網(wǎng)自動化等方面的技術(shù)發(fā)展是總結(jié)了200多個新能源預(yù)測、并網(wǎng)自動化系統(tǒng)的運行經(jīng)驗上,深入挖掘調(diào)度、發(fā)電側(cè)需求,考慮新能源發(fā)電特點,在此基礎(chǔ)上,緊密跟蹤國際上電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)的最新發(fā)展,廣泛吸取國內(nèi)外的調(diào)度自動化系統(tǒng)的實際經(jīng)驗而開發(fā)的新一代平臺系統(tǒng)。
二、產(chǎn)品架構(gòu)
1.系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)分為數(shù)據(jù)平臺、實時系統(tǒng)、管理系統(tǒng)、WEB系統(tǒng)和通訊接口,五個主要部分。
數(shù)據(jù)平臺是以操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、通訊組件及實時數(shù)據(jù)庫等為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)處理中心,完成了監(jiān)控數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、其它系統(tǒng)互聯(lián)數(shù)據(jù)的整合、分析功能,可以實現(xiàn)完整的新能源發(fā)電監(jiān)視、發(fā)電控制、發(fā)電計劃等功能,為電網(wǎng)的分析決策、研究開發(fā)、統(tǒng)計考核和安全經(jīng)濟(jì)運行等提供技術(shù)支撐,為應(yīng)用系統(tǒng)提供完整的數(shù)據(jù)整合解決方案。實時系統(tǒng)面向生產(chǎn)調(diào)度,主要完成數(shù)據(jù)實時監(jiān)視和控制,實時生產(chǎn)運行輔助功能。生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)面向日常生產(chǎn)管理信息和歷史數(shù)據(jù)的管理和分析,對實時性要求比較低,對數(shù)據(jù)完整性及統(tǒng)計、分析手段和輔助支持工具要求高。WEB系統(tǒng)完成基于瘦客戶的數(shù)據(jù)共享和管理方式。
各功能群的功能可由一個或多個應(yīng)用軟件實現(xiàn),各應(yīng)用功能采用一體化和模塊化設(shè)計,運行在統(tǒng)一的平臺上。系統(tǒng)的各應(yīng)用或其子模塊,可以按照電力調(diào)度生產(chǎn)流程和不同安全區(qū)的使用者要求在三個應(yīng)用區(qū)域運行。各應(yīng)用軟件或子模塊可以運行在實時(運行)態(tài)、研究態(tài)、測試態(tài)等,不同運行態(tài)可同時運行且互不干擾,可以按照應(yīng)用的區(qū)域劃分,在所處區(qū)域的服務(wù)端選擇應(yīng)用功能。系統(tǒng)與安全I(xiàn)、II、III區(qū)各系統(tǒng)的互聯(lián)符合電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)的要求。系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖如下圖所示。
全部功能組件或子系統(tǒng)以數(shù)據(jù)軟總線為數(shù)據(jù)交換基礎(chǔ),以統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型為數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ),可以達(dá)到數(shù)據(jù)模型的統(tǒng)一,減少了過多冗余數(shù)據(jù)的存在,從而優(yōu)化的整體的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
2.系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)考慮到系統(tǒng)的實用性、擴(kuò)展性及融合性的特點,在保證系統(tǒng)滿足數(shù)據(jù)安全的要求下,采用了靈活的結(jié)構(gòu),即能保證系統(tǒng)的功能完備,獨立運行,又能保證與現(xiàn)有的主調(diào)系統(tǒng)、EMS系統(tǒng)相互融合,形成一個完備的功能體系,為用戶帶來最大的效益。
三、系統(tǒng)優(yōu)勢
1.可靠性
新能源集控系統(tǒng)具有極高的可靠性,通過冗余機(jī)制、軟件保證機(jī)制、備份恢復(fù)機(jī)制及安全防護(hù)機(jī)制等措施確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,并在實際運行中得到驗證。
2.開放性
新能源集控系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、硬件和軟件的選擇配置上遵循開放性的原則,以達(dá)到系統(tǒng)的可擴(kuò)充性、可維護(hù)性,系統(tǒng)選型時均堅持選用符合模塊化設(shè)計、遵循國際標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品(包括產(chǎn)品的各種接口)。
新能源集控系統(tǒng)數(shù)據(jù)平臺和企業(yè)服務(wù)總線和數(shù)據(jù)中心軟件采用面向?qū)ο蠹夹g(shù),減少模塊之間的耦合度,系統(tǒng)具有良好的開放性、兼容性、可移植性。
系統(tǒng)具有良好的在線擴(kuò)充性和升級能力,不影響系統(tǒng)的正常運行。
3.維護(hù)性
提供各種系統(tǒng)應(yīng)用的維護(hù)工具和診斷工具,減少用戶系統(tǒng)維護(hù)的工作量,可迅速、準(zhǔn)確的確定異常和故障發(fā)生的位置及原因,具有自維護(hù)、自診斷等功能。
4.實用性
新能源集控系統(tǒng)操作界面和操作方式是經(jīng)過實際操作精練出的,貼切地反映了使用者的實用需求。系統(tǒng)更是提供了基于事件機(jī)制的全息事故反演,可將事故前后任意時間內(nèi)的系統(tǒng)事件再次重現(xiàn)。其多源數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)替代、所見即所得的報表定制功能、電子值班報警功能等無不體現(xiàn)國內(nèi)電力系統(tǒng)使用的特色。各個應(yīng)用算法先進(jìn)、功能實用、界面友好受到用戶的一致認(rèn)同。應(yīng)用軟件采用模塊化、集成化的設(shè)計,可以與用戶的主調(diào)系統(tǒng)和EMS系統(tǒng)進(jìn)行無縫聯(lián)接實現(xiàn)一體化。綜合數(shù)據(jù)平臺技術(shù)實現(xiàn)了與電網(wǎng)模型、數(shù)據(jù)和圖形的分級管理、統(tǒng)一維護(hù)、集中使用。
5.先進(jìn)性
新能源集控系統(tǒng)采用新技術(shù)、新標(biāo)準(zhǔn)和新理念,以IEC 61970系列標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ),并考慮IEC61850的擴(kuò)展應(yīng)用,以具有關(guān)系、層次和對象三位一體特性的實時數(shù)據(jù)庫為核心,構(gòu)筑開放式、分布式、集成總線式的高可靠性、高可用性的支撐平臺,成功應(yīng)用于新能源調(diào)度、生產(chǎn)管理、運營與集控系統(tǒng)中。
6.可擴(kuò)展性
新能源集控系統(tǒng)實現(xiàn)逐步建設(shè)、逐步投運、逐步擴(kuò)充、逐步升級,可以接入異構(gòu)應(yīng)用系統(tǒng)(不同的軟硬件平臺)。各個應(yīng)用軟件使用集成環(huán)境提供的標(biāo)準(zhǔn)的符合國際標(biāo)準(zhǔn)API接口(如CIS、CIMXML、SQL等),因此具有可移植性和與多類型計算機(jī)設(shè)備和操作系統(tǒng)的可兼容性。
7.安全性
新能源集控系統(tǒng)滿足電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)的規(guī)定,通過安全分區(qū)、網(wǎng)絡(luò)專用、橫向隔離、縱向加密認(rèn)證等安全策略確保系統(tǒng)的安全性,在系統(tǒng)內(nèi)部的重要計算機(jī)節(jié)點、關(guān)鍵的應(yīng)用操作、數(shù)據(jù)訪問以及各個應(yīng)用程序的運行態(tài)的設(shè)置,采用數(shù)字證書進(jìn)行強(qiáng)制認(rèn)證,從而保證了系統(tǒng)的安全性。
四、系統(tǒng)特色
1.分層分布式的體系結(jié)構(gòu)
新能源集控系統(tǒng)支持功能組件的分布式部署,降低了對節(jié)點硬件資源的要求,各功能節(jié)點并行處理提高了系統(tǒng)性能,系統(tǒng)具有可伸縮性、可移植性,并采用動態(tài)配置、重配置技術(shù),使系統(tǒng)可以靈活擴(kuò)展而不影響系統(tǒng)的可靠運行。
系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)采用分層的架構(gòu),系統(tǒng)應(yīng)用層包括通用操作系統(tǒng)接口、網(wǎng)絡(luò)通信中間件、分布式實時數(shù)據(jù)庫服務(wù)、通用商用數(shù)據(jù)庫接口等基本組件,基礎(chǔ)應(yīng)用層包括基本圖形界面、SCADA、FEP通信等基礎(chǔ)應(yīng)用,業(yè)務(wù)邏輯層為各種業(yè)務(wù)應(yīng)用。各層承上啟下,分層的結(jié)構(gòu)屏蔽了硬件平臺、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信等系統(tǒng)的差異,系統(tǒng)具有良好的適用性。
2.多機(jī)互為后備的冗余技術(shù)
新能源集控系統(tǒng)通用平臺采用了多機(jī)互為后備冗余技術(shù),對于關(guān)鍵設(shè)備、關(guān)鍵節(jié)點、關(guān)鍵應(yīng)用組件可實現(xiàn)高可靠性的“一主多備”冗余配置。且各備用組件在正常狀態(tài)下不再是空閑等待,備機(jī)參與執(zhí)行負(fù)載分擔(dān)和數(shù)據(jù)分流并行處理任務(wù)。多機(jī)互為后備冗余技術(shù)的采用,提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力和整體可靠性,實現(xiàn)了有效的負(fù)載分擔(dān),充分地利用硬件資源。
3.分布式實時數(shù)據(jù)庫
新能源集控系統(tǒng)平臺的實時數(shù)據(jù)庫管理建立在高效內(nèi)存管理及索引機(jī)制之上,通過采用定時器、內(nèi)存池、共享內(nèi)存、改進(jìn)的Hash算法等技術(shù),保證了數(shù)據(jù)庫對實時性、一致性、可預(yù)見性、及大吞吐量等方面的要求。
系統(tǒng)平臺的實時數(shù)據(jù)庫管理支持按模式、數(shù)據(jù)表來網(wǎng)絡(luò)化分布部署,同時嚴(yán)格保證全網(wǎng)數(shù)據(jù)的一致性。支持同一數(shù)據(jù)庫的多節(jié)點鏡像部署,保證了數(shù)據(jù)冗余熱備及只讀訪問請求的負(fù)載分擔(dān)。
4.豐富的人機(jī)界面
新能源集控系統(tǒng)建模、操作、管理、維護(hù)工具齊全,均支持用戶自定義。系統(tǒng)支持圖形、模型的增量修改機(jī)制和在線修改機(jī)制。在圖形編輯界面中,可以迅速生成單線圖(接線圖),地理圖,系統(tǒng)圖,趨勢畫面,實時數(shù)據(jù)表;動態(tài)棒圖,餅圖,表盤圖;系統(tǒng)資源狀態(tài)圖,網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷圖,系統(tǒng)索引圖等。
5.智能告警
新能源集控系統(tǒng)提供開放的智能告警定制功能。
告警類型、告警級別、告警限值、告警方式、確認(rèn)方式的定義均可由用戶定制。支持推圖、發(fā)聲、語音、打印、撥號、短信、燈光聯(lián)動、中央信號等多種告警輸出方式。支持用戶自定義,進(jìn)行告警顯示信息組句、告警語音信息組句。提供按告警類型、告警對象、告警時間等分級、分類管理的歷史告警信息管理界面。
支持對告警信息進(jìn)行智能化分析,過濾不必要的從屬告警,避免運行人員被大量從屬告警輸出所淹沒。通過告警可快速定位到圖形上相應(yīng)的設(shè)備對象,提高事故處理速度。
6.豐富的通訊功能
新能源集控系統(tǒng)具有良好的開放性,備有完整的通信規(guī)約庫,并提供規(guī)約開發(fā)平臺,方便地與各類系統(tǒng)和設(shè)備接口,可掛接各種設(shè)備和儀表、可方便地與其他廠家的多種智能設(shè)備接口,實現(xiàn)不同系統(tǒng)的無縫接入。通信速度快,通信速率高,系統(tǒng)具備高度的實時性和可靠性,可以完全滿足新能源監(jiān)控和管理的需求。
五、產(chǎn)品功能
1.數(shù)據(jù)采集
2.數(shù)據(jù)處理
3.數(shù)據(jù)計算與統(tǒng)計功能
4.事件順序記錄
5.報警事件和告警處理
6.遙控和遙調(diào)
7.趨勢曲線
8.標(biāo)簽
9.人機(jī)界面
10.打印輸出
11.系統(tǒng)時間
12.保護(hù)及故障信息管理功能
13.數(shù)據(jù)備份與轉(zhuǎn)儲
14.報表功能
15.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能
16.系統(tǒng)互聯(lián)功能
17.安全管理功能
18.系統(tǒng)維護(hù)功能