【正文】 ........................ 42 1穩(wěn)定實用的高級應用軟件 (PAS)......................................................................... 43 1規(guī)劃態(tài)應用軟件 ..................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 1先進逼真的調度員培訓仿真 .............................................................................. 47 1 國電南瑞科技股份有限公司 第一章 OPEN2020E 系統(tǒng)簡介 OPEN2020E系統(tǒng)的技術含量之所以能夠有質的提高，很大程度上歸功于國電公司的科技項目《調度自動化集成技術研究》，該項目由國電南瑞科技股份有限公司承擔，其研究重點是遵循 IEC61970等最新國際標準、采用先進 IT技術的調度自動化信息集成技術。經(jīng)過三年的辛勤耕耘，該項目的科研工作于 2020年完成， OPEN2020E系統(tǒng)就是基于該項目科研成果的新一代調度自動化系統(tǒng)。作為該科研項目的配套工程項目西北電網(wǎng) OPEN2020E調度自動化系統(tǒng)于 2020年中投入運行，并于 2020年底通過現(xiàn)場驗收。 《調度自動化集成技術研究》于 2020年 2月通過國電公司組織的項目驗收，與會專家聽取了項目研究工作的匯報 、觀看了實際系統(tǒng)演示并進行了認真的討論，最終給出的驗收結論認為該項目的核心技術研究“國內(nèi)領先、與國際先進水平同步” 。還需要指出的是該項目于 2020年 6月獲得國家電網(wǎng)公司科技進步一等獎，這也是從事這方面研究的若干單位所獲得的唯一獎項。 在科研項目及西北網(wǎng)調 OPEN2020E系統(tǒng)實施的同時，我們還進行了部分地調系統(tǒng)的開發(fā)與工程工作。自 2020年下半年開始，我們開始根據(jù)江蘇省調的要求對 OPEN2020E進行了進一步的系統(tǒng)研發(fā)工作，在系統(tǒng)的開放性、可靠性、方便性等方面又有了進一步的提高。 OPEN2020E的優(yōu)勢至少顯著表現(xiàn)在如下幾個方面： ? 平臺技術的新制高點 —— OPEN2020E新平臺設計上遵循新的標準、采用了先進的技術、設計了更科學的系統(tǒng)架構，同時實現(xiàn)了更高級的系統(tǒng)功能、更佳的性能、更好的實用性。 ? OPEN2020E平臺采用遵循 IEC 61970 CIM的數(shù)據(jù)模型定義，并率先采用了先進的 CORBA技術，設計了遵循 IEC 61970組件參考模型的系統(tǒng)集成框架，并實現(xiàn)了 IEC 61970 CIS接口，其先進性與開放性再創(chuàng)新高。 ? OPEN2020E采用了胖服務器 /瘦客戶機的 C/S結構、支持多上下文、可以跨 UNIX和 PC硬件平臺，并具有不同 UNIX服務器任意混合的跨平臺能力，一般系統(tǒng)只能夠支持個別功能，而沒能做到同時具備這些功能特點。 ? OPEN2020E平臺所有應用功能都支持多服務器熱備并支持冷備用自動啟動功能、支持多份商用數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)同步與復制、支持商用數(shù)據(jù)庫全部障礙時實時功能正常運行且不丟失歷史數(shù)據(jù)的“ 1+N”功能、支持重要的實時服務器切換時保證信息不丟失的數(shù)據(jù)保險箱功能，這使 OPEN2020E系統(tǒng)的可靠性做到了萬無一失。 ? OPEN2020E平臺支持 UNIX平臺下與 Windows風格分毫不差的操作界 面、支持不 2 國電南瑞科技股份有限公司 同界面之間的拖拽式操作、支持適用于不同業(yè)務需求的多視圖功能、具備在線幫助功能， OPEN2020E首次做到了在 UNIX操作系統(tǒng)下達到甚至超過了Windows下的操作方便性。 ? OPEN2020E系統(tǒng)對于技術的采用并不是為了技術而技術，所采用的以 CORBA為代表的諸多先進技術都是 IT領域里成熟的技術，而且經(jīng)過了設計人員的仔細論證與反復測試。事實證明，這些先進技術的采用帶來的不僅僅是技術上的先進性，更重要的是給系統(tǒng)的功能、性能與可靠性帶來了質的飛躍。成熟的技術再加上豐富的經(jīng)驗使得 OPEN2020E成 為先進性與成熟性俱佳的系統(tǒng)。 ? 原有經(jīng)驗的充分繼承 —— OPEN2020E系統(tǒng)的開發(fā)并不是白手起家，而是充分地繼承了我們幾十年來在調度自動化領域所積累的豐富的設計、開發(fā)和工程經(jīng)驗。 ? OPEN2020E的開發(fā)人員大都具備調度自動化系統(tǒng) 3年以上的工程經(jīng)驗；OPEN2020E的設計人員全部具備 615年的調度自動化工作經(jīng)驗，原來都是OPEN2020與 SD6000的設計開發(fā)主力，且都分別負責過省調、地調等不同規(guī)模的工程項目； OPEN2020E的設計指導專家則都具備 20年以上的調度自動化工作經(jīng)驗。這些豐富的經(jīng) 驗在 OPEN2020E的設計過程中發(fā)揮了決定性的作用，對需求的深刻認識、對功能的精確把握、對性能的準確判斷使 OPEN2020E的設計、開發(fā)工作得以按預期實施，并順利地從實驗室產(chǎn)品變成產(chǎn)業(yè)化的成熟產(chǎn)品，同時得到了諸多用戶的青睞。 ? 繼承經(jīng)驗是一個重要方面，反過來，另一個重要方面是吸取教訓。 OPEN2020E設計中還充分注意克服原有系統(tǒng)中的瑕疵，從設計上徹底消除了所有問題產(chǎn)生的根源。也正是這種自我檢討，才使 OPEN2020E在設計上更完善。 ? 對比來看， OPEN2020系統(tǒng)的第一個工程是地調級項目（南京地 調），而OPEN2020E則是上了一個臺階，以網(wǎng)省級項目為起點，且前幾個工程大多是網(wǎng)省級大項目，之所以能夠有這樣的飛躍，根本原因就是得益于長期的經(jīng)驗積累，才能贏得用戶的信任。 ? 大型系統(tǒng)的久經(jīng)考驗 —— 我們具有兩套網(wǎng)調系統(tǒng)、十余套省調系統(tǒng)的大型網(wǎng)省級系統(tǒng)經(jīng)驗，還具有以蘇州、東莞為代表的規(guī)模在全國位居前列的若干大型地調系統(tǒng)的經(jīng)驗，所以對于大型系統(tǒng)而言，用“久經(jīng)考驗”來形容是再恰當不過了。對于調度自動化系統(tǒng)而言，應該說：“經(jīng)過大型系統(tǒng)考驗的系統(tǒng)才能算是成熟的系統(tǒng)”。 ? 應用軟件的突出優(yōu)勢 —— 應用軟件優(yōu)勢表現(xiàn)在多個方 面： ? 建模維護工具智能化：具有國際領先水平的圖模庫一體化技術有了進一步發(fā)展，采用了多應用節(jié)點號混編、多圖合并入庫等多項新技術；全面支持各種電氣設備并可以對終端變等設備進行自動等值；支持豐富的原始參數(shù)類型，統(tǒng)一計算出標幺值存放在商用庫中供查看或導出；分級分類的模型校驗功能 3 國電南瑞科技股份有限公司 能夠快速定位異常的連接關系或設備參數(shù)并確保最終模型的可用性；智能化的建模工具為應用軟件的實用性打下了良好的基礎。 ? 操作界面方便易用：應用軟件中可以通過組合操作、快速調節(jié)等手段便捷地設置運行方式；可以通過鼠標懸停查看最感興趣的信息；能夠用鼠標右 鍵菜單方便地完成常用操作，以及在應用畫面和接線圖之間進行快速切換；潮流結果可以方便地在有名值 /標幺值、計算后值 /計算前值之間切換。 ? 全面支持實時、培訓、研究等態(tài)：應用軟件的所有模塊在各個態(tài)下的操作方式和表現(xiàn)形式完全一致；能夠對歷史潮流數(shù)據(jù)和模型數(shù)據(jù)按時間進行自動匹配，實現(xiàn)了真正意義上的歷史方式研究；能夠充分地利用系統(tǒng)中的計劃和預報值自動地進行未來方式設置，并可以對多個環(huán)節(jié)進行手動設置；提供基于單線圖對規(guī)劃的網(wǎng)絡和方式進行分析的功能。 ? 靈活的客戶 /服務器模式：應用軟件所有模塊集中部署于一臺或多臺服務器，而不同 的模塊又可以選擇不同的服務器作為值班主機，潮流計算等非實時應用還可以配置多份數(shù)據(jù)實體供不同的客戶端進行獨立的互不干擾的分析計算。 ? 遵循相關標準，易于實用化：應用軟件完全遵循有關標準、規(guī)程及實用化考核要求中規(guī)定的的功能要求、性能指標要求，軟件運行中可以方便地對各項指標進行統(tǒng)計，用戶手冊中還對如何提高各項性能指標給出了詳細的指導。 ? 模塊化、組件化設計，便于擴展和移植：應用軟件按照模塊化的思路進行設計，進行了面向對象和組件化改造后達到了內(nèi)部和平臺無縫集成、外部接口完全遵循 IEC61970標準 CIM/CIS規(guī)范。 4 國電南瑞科技股份有限公司 第二章 研發(fā)背景 我國調度自動化技術的發(fā)展經(jīng)歷了三代，第三代系統(tǒng)的主要特征是基于 RISC 圖形工作站的統(tǒng)一支持平臺的功能分布式系統(tǒng)。隨著新標準、新技術和新的應用需求的出現(xiàn)，調度自動化技術進入信息時代，研究新一代調度中心信息集成系統(tǒng)勢在必行。 遵循新標準 隨著我國電力系統(tǒng)的發(fā)展和電力體制改革的進行，調度中心運行有多套自動化系統(tǒng)，而每套系統(tǒng)中運行有多個應用，這些應用和系統(tǒng)需要集成和互聯(lián)，以便資源共享和信息互通。然而，這些系統(tǒng)和應用往往是分步實施的，通常來自于不同的軟件和硬件提供商，是典型的異構環(huán)境。因此， 如何降低控制中心內(nèi)系統(tǒng)和應用間的接口成本，保護用戶資源，是我國調度自動化系統(tǒng)當前迫切需要解決的問題。在國外，這也是一個熱點問題。 國際電工委員會第 57 技術委員會在 90 年代就開始了這方面的工作，成立了專門的EMSAPI 工作組對解決 EMS 系統(tǒng)的接口問題進行研究，提出了即插即用的解決方案 IEC 61970 標準系列。這一標準系列是在 EPRI、 OMG、 OPC 等研究機構和標準化組織的研究成果基礎上發(fā)展的，至今已有十多年，經(jīng)過了長期的討論和互操作實驗。我國與國際接軌，成立了專門的 EMSAPI 工作組，很早就對這些資料進 行跟蹤和消化，并進行了多次 EMSAPI工作組擴大會議和三次互操作實驗。 IEC 61970 標準系列是應用層標準，對調度自動化集成技術發(fā)展的影響是根本性的。雖然， IEC 61970 僅僅是用于規(guī)范接口的“外”標準，但從減少數(shù)據(jù)模式轉換的角度，從內(nèi)到外都遵循 CIM 和 CIS 無疑是調度自動化集成技術發(fā)展的目標。因此，遵循 IEC 61970 新標準是調度自動化集成技術研究的主要任務之一。 采用新技術 調度自動化系統(tǒng)是一套計算機監(jiān)控系統(tǒng)，隨著計算機領域新技術的不斷出現(xiàn)而快速發(fā)展。計算機處理速度和網(wǎng)絡技術的提高，使得一 些離線應用變成在線應用，并不斷激活新的應用。計算機軟件業(yè)的組件化、面向對象、中間件和多代理等思想，使得調度自動化系統(tǒng)在體系結構、性能指標和功能等方面產(chǎn)生質的飛躍，系統(tǒng)的開放性、可靠性和靈活性越來越好。各種防火墻技術、加密技術和防病毒技術使調度自動化系統(tǒng)的安全性越來越高。因此，對計算機、通信等領域的新技術進行研究，運用于調度自動化系統(tǒng)，是調度自動化集成技術研究永恒的課題。 與調度自動化系統(tǒng)集成密切相關的技術有 CORBA 技術、面向對象數(shù)據(jù)庫技術、網(wǎng)絡安全技術以及跨平臺、 XML、 SVG、 OPC、 UML、數(shù)據(jù)倉庫等 。合理采用這些技術，一方面 5 國電南瑞科技股份有限公司 滿足新的應用需求和解決傳統(tǒng)系統(tǒng)的問題，另一方面，使系統(tǒng)在開放性、安全性、可靠性等方面達到一個新的階段。 滿足新需求 隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，我國電網(wǎng)將形成西電東送、南北互供、全國聯(lián)網(wǎng)的格局。大電網(wǎng)給調度自動化系統(tǒng)提出了一些新的課題，如大電網(wǎng)的穩(wěn)定分析、大電網(wǎng)的計算等。直流聯(lián)網(wǎng)后形成的交直流輸電系統(tǒng)，使傳統(tǒng)的靜態(tài)分析軟件、暫態(tài)分析軟件、優(yōu)化控制軟件和培訓仿真軟件面臨新的難題。電力體制的改革，不僅提出了與電力交易相關的新的應用需求，而且對原有應用軟件也提出改造要求，要考慮市場環(huán)境下的電 價等因素。 隨著測控手段的提高，為相角的測量、暫態(tài)數(shù)據(jù)的測量提供了新的手段。另外，系統(tǒng)集成后，通過信息的綜合運用可以產(chǎn)生智能決策、數(shù)據(jù)挖掘等眾多的新應用。 適應新體制 隨著電力體制改革的深化，我國將形成國家、網(wǎng)、省三級電力市場。電力市場環(huán)境下調度自動化系統(tǒng)如何發(fā)展和運行，必須要有深入的研究。 調度自動化系統(tǒng)是電力市場有序進行的保證，與電能量計量系統(tǒng)、電力市場技術支持系統(tǒng)等一起為電力市場服務，在保證安全的前提下，要做到信息共享。因此需要一套開放的支持平臺，能根據(jù)不同緊密程度、不同種類信息和不同速度要求進行 系統(tǒng)集成和互聯(lián)。摒棄傳統(tǒng)的一一對應做接口或通過數(shù)據(jù)庫共享的方式。電力市場中電價的引入，要求 EMS 系統(tǒng)中應用軟件考慮電價因素。同時， EMS 也要開發(fā)新的應用軟件，如堵塞管理。 解決老問題 調度自動化系統(tǒng)直接面向調度員和操作員，對電力系統(tǒng)進行實時控制，是調度中心最為重要的電力二次系統(tǒng)。事實上，傳統(tǒng)調度自動化系統(tǒng)在電力系統(tǒng)運行調度中發(fā)揮了不可替代的重要作用。然而，隨著電力一次系統(tǒng)的發(fā)展、自動化水平的提高和電力管理體制的變革，傳統(tǒng)調度自動化系統(tǒng)逐漸暴露出一些問題，并越來越突出。 傳統(tǒng)系統(tǒng)面臨的主要問題有系統(tǒng)接口、 網(wǎng)絡安全和系統(tǒng)開放性。另外，冗余機制下的軟件切換和數(shù)據(jù)一致性、對不同數(shù)據(jù)環(huán)境的研究態(tài)支持以及應用軟件的動態(tài)分析等也是需要解決的老問題。 6 國電南瑞科技股份有限公司 第三章 技術研究重點 對 IEC 61970標準的研究 、對國際標準的跟蹤 IEC 61970 系列標準是國內(nèi)外調度自動化技術的長期經(jīng)驗的總結和理論提升，反過來對調度自動化技術的研究具有鮮明的指導意義。在系統(tǒng)研發(fā)之前，我們就對這一標準進行了關注和跟蹤。 IEC 61970 標準的最初草案是接受了美國 EPRI CCAPI 項目的成果。 EPRI CCAPI 是美國電科院的一 個科研項目，其任務是對控制中心的 EMS 軟件制定一套 API 的規(guī)范，能使系統(tǒng)集成和互聯(lián)簡便。 1994 年 7 月的 CCAPI 會議上，項目組開始以美國電科院的操作員培訓仿真系統(tǒng)（ O