【正文】 ........................ 42 1穩(wěn)定實(shí)用的高級(jí)應(yīng)用軟件 (PAS)......................................................................... 43 1規(guī)劃態(tài)應(yīng)用軟件 ..................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 1先進(jìn)逼真的調(diào)度員培訓(xùn)仿真 .............................................................................. 47 1 國(guó)電南瑞科技股份有限公司 第一章 OPEN2020E 系統(tǒng)簡(jiǎn)介 OPEN2020E系統(tǒng)的技術(shù)含量之所以能夠有質(zhì)的提高，很大程度上歸功于國(guó)電公司的科技項(xiàng)目《調(diào)度自動(dòng)化集成技術(shù)研究》，該項(xiàng)目由國(guó)電南瑞科技股份有限公司承擔(dān)，其研究重點(diǎn)是遵循 IEC61970等最新國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、采用先進(jìn) IT技術(shù)的調(diào)度自動(dòng)化信息集成技術(shù)。經(jīng)過(guò)三年的辛勤耕耘，該項(xiàng)目的科研工作于 2020年完成， OPEN2020E系統(tǒng)就是基于該項(xiàng)目科研成果的新一代調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。作為該科研項(xiàng)目的配套工程項(xiàng)目西北電網(wǎng) OPEN2020E調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)于 2020年中投入運(yùn)行，并于 2020年底通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收。 《調(diào)度自動(dòng)化集成技術(shù)研究》于 2020年 2月通過(guò)國(guó)電公司組織的項(xiàng)目驗(yàn)收，與會(huì)專家聽(tīng)取了項(xiàng)目研究工作的匯報(bào) 、觀看了實(shí)際系統(tǒng)演示并進(jìn)行了認(rèn)真的討論，最終給出的驗(yàn)收結(jié)論認(rèn)為該項(xiàng)目的核心技術(shù)研究“國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、與國(guó)際先進(jìn)水平同步” 。還需要指出的是該項(xiàng)目于 2020年 6月獲得國(guó)家電網(wǎng)公司科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，這也是從事這方面研究的若干單位所獲得的唯一獎(jiǎng)項(xiàng)。 在科研項(xiàng)目及西北網(wǎng)調(diào) OPEN2020E系統(tǒng)實(shí)施的同時(shí)，我們還進(jìn)行了部分地調(diào)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與工程工作。自 2020年下半年開(kāi)始，我們開(kāi)始根據(jù)江蘇省調(diào)的要求對(duì) OPEN2020E進(jìn)行了進(jìn)一步的系統(tǒng)研發(fā)工作，在系統(tǒng)的開(kāi)放性、可靠性、方便性等方面又有了進(jìn)一步的提高。 OPEN2020E的優(yōu)勢(shì)至少顯著表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面： ? 平臺(tái)技術(shù)的新制高點(diǎn) —— OPEN2020E新平臺(tái)設(shè)計(jì)上遵循新的標(biāo)準(zhǔn)、采用了先進(jìn)的技術(shù)、設(shè)計(jì)了更科學(xué)的系統(tǒng)架構(gòu)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了更高級(jí)的系統(tǒng)功能、更佳的性能、更好的實(shí)用性。 ? OPEN2020E平臺(tái)采用遵循 IEC 61970 CIM的數(shù)據(jù)模型定義，并率先采用了先進(jìn)的 CORBA技術(shù)，設(shè)計(jì)了遵循 IEC 61970組件參考模型的系統(tǒng)集成框架，并實(shí)現(xiàn)了 IEC 61970 CIS接口，其先進(jìn)性與開(kāi)放性再創(chuàng)新高。 ? OPEN2020E采用了胖服務(wù)器 /瘦客戶機(jī)的 C/S結(jié)構(gòu)、支持多上下文、可以跨 UNIX和 PC硬件平臺(tái)，并具有不同 UNIX服務(wù)器任意混合的跨平臺(tái)能力，一般系統(tǒng)只能夠支持個(gè)別功能，而沒(méi)能做到同時(shí)具備這些功能特點(diǎn)。 ? OPEN2020E平臺(tái)所有應(yīng)用功能都支持多服務(wù)器熱備并支持冷備用自動(dòng)啟動(dòng)功能、支持多份商用數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)同步與復(fù)制、支持商用數(shù)據(jù)庫(kù)全部障礙時(shí)實(shí)時(shí)功能正常運(yùn)行且不丟失歷史數(shù)據(jù)的“ 1+N”功能、支持重要的實(shí)時(shí)服務(wù)器切換時(shí)保證信息不丟失的數(shù)據(jù)保險(xiǎn)箱功能，這使 OPEN2020E系統(tǒng)的可靠性做到了萬(wàn)無(wú)一失。 ? OPEN2020E平臺(tái)支持 UNIX平臺(tái)下與 Windows風(fēng)格分毫不差的操作界 面、支持不 2 國(guó)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(wù)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(dá)到甚至超過(guò)了Windows下的操作方便性。 ? OPEN2020E系統(tǒng)對(duì)于技術(shù)的采用并不是為了技術(shù)而技術(shù)，所采用的以 CORBA為代表的諸多先進(jìn)技術(shù)都是 IT領(lǐng)域里成熟的技術(shù)，而且經(jīng)過(guò)了設(shè)計(jì)人員的仔細(xì)論證與反復(fù)測(cè)試。事實(shí)證明，這些先進(jìn)技術(shù)的采用帶來(lái)的不僅僅是技術(shù)上的先進(jìn)性，更重要的是給系統(tǒng)的功能、性能與可靠性帶來(lái)了質(zhì)的飛躍。成熟的技術(shù)再加上豐富的經(jīng)驗(yàn)使得 OPEN2020E成 為先進(jìn)性與成熟性俱佳的系統(tǒng)。 ? 原有經(jīng)驗(yàn)的充分繼承 —— OPEN2020E系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)并不是白手起家，而是充分地繼承了我們幾十年來(lái)在調(diào)度自動(dòng)化領(lǐng)域所積累的豐富的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和工程經(jīng)驗(yàn)。 ? OPEN2020E的開(kāi)發(fā)人員大都具備調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng) 3年以上的工程經(jīng)驗(yàn)；OPEN2020E的設(shè)計(jì)人員全部具備 615年的調(diào)度自動(dòng)化工作經(jīng)驗(yàn)，原來(lái)都是OPEN2020與 SD6000的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)主力，且都分別負(fù)責(zé)過(guò)省調(diào)、地調(diào)等不同規(guī)模的工程項(xiàng)目； OPEN2020E的設(shè)計(jì)指導(dǎo)專家則都具備 20年以上的調(diào)度自動(dòng)化工作經(jīng)驗(yàn)。這些豐富的經(jīng) 驗(yàn)在 OPEN2020E的設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)揮了決定性的作用，對(duì)需求的深刻認(rèn)識(shí)、對(duì)功能的精確把握、對(duì)性能的準(zhǔn)確判斷使 OPEN2020E的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)工作得以按預(yù)期實(shí)施，并順利地從實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品變成產(chǎn)業(yè)化的成熟產(chǎn)品，同時(shí)得到了諸多用戶的青睞。 ? 繼承經(jīng)驗(yàn)是一個(gè)重要方面，反過(guò)來(lái)，另一個(gè)重要方面是吸取教訓(xùn)。 OPEN2020E設(shè)計(jì)中還充分注意克服原有系統(tǒng)中的瑕疵，從設(shè)計(jì)上徹底消除了所有問(wèn)題產(chǎn)生的根源。也正是這種自我檢討，才使 OPEN2020E在設(shè)計(jì)上更完善。 ? 對(duì)比來(lái)看， OPEN2020系統(tǒng)的第一個(gè)工程是地調(diào)級(jí)項(xiàng)目（南京地 調(diào)），而OPEN2020E則是上了一個(gè)臺(tái)階，以網(wǎng)省級(jí)項(xiàng)目為起點(diǎn)，且前幾個(gè)工程大多是網(wǎng)省級(jí)大項(xiàng)目，之所以能夠有這樣的飛躍，根本原因就是得益于長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)積累，才能贏得用戶的信任。 ? 大型系統(tǒng)的久經(jīng)考驗(yàn) —— 我們具有兩套網(wǎng)調(diào)系統(tǒng)、十余套省調(diào)系統(tǒng)的大型網(wǎng)省級(jí)系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)，還具有以蘇州、東莞為代表的規(guī)模在全國(guó)位居前列的若干大型地調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)，所以對(duì)于大型系統(tǒng)而言，用“久經(jīng)考驗(yàn)”來(lái)形容是再恰當(dāng)不過(guò)了。對(duì)于調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)而言，應(yīng)該說(shuō)：“經(jīng)過(guò)大型系統(tǒng)考驗(yàn)的系統(tǒng)才能算是成熟的系統(tǒng)”。 ? 應(yīng)用軟件的突出優(yōu)勢(shì) —— 應(yīng)用軟件優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在多個(gè)方 面： ? 建模維護(hù)工具智能化：具有國(guó)際領(lǐng)先水平的圖模庫(kù)一體化技術(shù)有了進(jìn)一步發(fā)展，采用了多應(yīng)用節(jié)點(diǎn)號(hào)混編、多圖合并入庫(kù)等多項(xiàng)新技術(shù)；全面支持各種電氣設(shè)備并可以對(duì)終端變等設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)等值；支持豐富的原始參數(shù)類型，統(tǒng)一計(jì)算出標(biāo)幺值存放在商用庫(kù)中供查看或?qū)С?；分?jí)分類的模型校驗(yàn)功能 3 國(guó)電南瑞科技股份有限公司 能夠快速定位異常的連接關(guān)系或設(shè)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(yīng)用軟件的實(shí)用性打下了良好的基礎(chǔ)。 ? 操作界面方便易用：應(yīng)用軟件中可以通過(guò)組合操作、快速調(diào)節(jié)等手段便捷地設(shè)置運(yùn)行方式；可以通過(guò)鼠標(biāo)懸停查看最感興趣的信息；能夠用鼠標(biāo)右 鍵菜單方便地完成常用操作，以及在應(yīng)用畫(huà)面和接線圖之間進(jìn)行快速切換；潮流結(jié)果可以方便地在有名值 /標(biāo)幺值、計(jì)算后值 /計(jì)算前值之間切換。 ? 全面支持實(shí)時(shí)、培訓(xùn)、研究等態(tài)：應(yīng)用軟件的所有模塊在各個(gè)態(tài)下的操作方式和表現(xiàn)形式完全一致；能夠?qū)v史潮流數(shù)據(jù)和模型數(shù)據(jù)按時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)匹配，實(shí)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(jì)劃和預(yù)報(bào)值自動(dòng)地進(jìn)行未來(lái)方式設(shè)置，并可以對(duì)多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行手動(dòng)設(shè)置；提供基于單線圖對(duì)規(guī)劃的網(wǎng)絡(luò)和方式進(jìn)行分析的功能。 ? 靈活的客戶 /服務(wù)器模式：應(yīng)用軟件所有模塊集中部署于一臺(tái)或多臺(tái)服務(wù)器，而不同 的模塊又可以選擇不同的服務(wù)器作為值班主機(jī)，潮流計(jì)算等非實(shí)時(shí)應(yīng)用還可以配置多份數(shù)據(jù)實(shí)體供不同的客戶端進(jìn)行獨(dú)立的互不干擾的分析計(jì)算。 ? 遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，易于實(shí)用化：應(yīng)用軟件完全遵循有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程及實(shí)用化考核要求中規(guī)定的的功能要求、性能指標(biāo)要求，軟件運(yùn)行中可以方便地對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，用戶手冊(cè)中還對(duì)如何提高各項(xiàng)性能指標(biāo)給出了詳細(xì)的指導(dǎo)。 ? 模塊化、組件化設(shè)計(jì)，便于擴(kuò)展和移植：應(yīng)用軟件按照模塊化的思路進(jìn)行設(shè)計(jì)，進(jìn)行了面向?qū)ο蠛徒M件化改造后達(dá)到了內(nèi)部和平臺(tái)無(wú)縫集成、外部接口完全遵循 IEC61970標(biāo)準(zhǔn) CIM/CIS規(guī)范。 4 國(guó)電南瑞科技股份有限公司 第二章 研發(fā)背景 我國(guó)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)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(tái)的功能分布式系統(tǒng)。隨著新標(biāo)準(zhǔn)、新技術(shù)和新的應(yīng)用需求的出現(xiàn)，調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)入信息時(shí)代，研究新一代調(diào)度中心信息集成系統(tǒng)勢(shì)在必行。 遵循新標(biāo)準(zhǔn) 隨著我國(guó)電力系統(tǒng)的發(fā)展和電力體制改革的進(jìn)行，調(diào)度中心運(yùn)行有多套自動(dòng)化系統(tǒng)，而每套系統(tǒng)中運(yùn)行有多個(gè)應(yīng)用，這些應(yīng)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(yīng)用往往是分步實(shí)施的，通常來(lái)自于不同的軟件和硬件提供商，是典型的異構(gòu)環(huán)境。因此， 如何降低控制中心內(nèi)系統(tǒng)和應(yīng)用間的接口成本，保護(hù)用戶資源，是我國(guó)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)前迫切需要解決的問(wèn)題。在國(guó)外，這也是一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。 國(guó)際電工委員會(huì)第 57 技術(shù)委員會(huì)在 90 年代就開(kāi)始了這方面的工作，成立了專門的EMSAPI 工作組對(duì)解決 EMS 系統(tǒng)的接口問(wèn)題進(jìn)行研究，提出了即插即用的解決方案 IEC 61970 標(biāo)準(zhǔn)系列。這一標(biāo)準(zhǔn)系列是在 EPRI、 OMG、 OPC 等研究機(jī)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)化組織的研究成果基礎(chǔ)上發(fā)展的，至今已有十多年，經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)期的討論和互操作實(shí)驗(yàn)。我國(guó)與國(guó)際接軌，成立了專門的 EMSAPI 工作組，很早就對(duì)這些資料進(jìn) 行跟蹤和消化，并進(jìn)行了多次 EMSAPI工作組擴(kuò)大會(huì)議和三次互操作實(shí)驗(yàn)。 IEC 61970 標(biāo)準(zhǔn)系列是應(yīng)用層標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)調(diào)度自動(dòng)化集成技術(shù)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(biāo)準(zhǔn)，但從減少數(shù)據(jù)模式轉(zhuǎn)換的角度，從內(nèi)到外都遵循 CIM 和 CIS 無(wú)疑是調(diào)度自動(dòng)化集成技術(shù)發(fā)展的目標(biāo)。因此，遵循 IEC 61970 新標(biāo)準(zhǔn)是調(diào)度自動(dòng)化集成技術(shù)研究的主要任務(wù)之一。 采用新技術(shù) 調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是一套計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，隨著計(jì)算機(jī)領(lǐng)域新技術(shù)的不斷出現(xiàn)而快速發(fā)展。計(jì)算機(jī)處理速度和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的提高，使得一 些離線應(yīng)用變成在線應(yīng)用，并不斷激活新的應(yīng)用。計(jì)算機(jī)軟件業(yè)的組件化、面向?qū)ο?、中間件和多代理等思想，使得調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)在體系結(jié)構(gòu)、性能指標(biāo)和功能等方面產(chǎn)生質(zhì)的飛躍，系統(tǒng)的開(kāi)放性、可靠性和靈活性越來(lái)越好。各種防火墻技術(shù)、加密技術(shù)和防病毒技術(shù)使調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的安全性越來(lái)越高。因此，對(duì)計(jì)算機(jī)、通信等領(lǐng)域的新技術(shù)進(jìn)行研究，運(yùn)用于調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，是調(diào)度自動(dòng)化集成技術(shù)研究永恒的課題。 與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)集成密切相關(guān)的技術(shù)有 CORBA 技術(shù)、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)以及跨平臺(tái)、 XML、 SVG、 OPC、 UML、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)等 。合理采用這些技術(shù)，一方面 5 國(guó)電南瑞科技股份有限公司 滿足新的應(yīng)用需求和解決傳統(tǒng)系統(tǒng)的問(wèn)題，另一方面，使系統(tǒng)在開(kāi)放性、安全性、可靠性等方面達(dá)到一個(gè)新的階段。 滿足新需求 隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，我國(guó)電網(wǎng)將形成西電東送、南北互供、全國(guó)聯(lián)網(wǎng)的格局。大電網(wǎng)給調(diào)度自動(dòng)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(jì)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(xùn)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(guān)的新的應(yīng)用需求，而且對(duì)原有應(yīng)用軟件也提出改造要求，要考慮市場(chǎng)環(huán)境下的電 價(jià)等因素。 隨著測(cè)控手段的提高，為相角的測(cè)量、暫態(tài)數(shù)據(jù)的測(cè)量提供了新的手段。另外，系統(tǒng)集成后，通過(guò)信息的綜合運(yùn)用可以產(chǎn)生智能決策、數(shù)據(jù)挖掘等眾多的新應(yīng)用。 適應(yīng)新體制 隨著電力體制改革的深化，我國(guó)將形成國(guó)家、網(wǎng)、省三級(jí)電力市場(chǎng)。電力市場(chǎng)環(huán)境下調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)如何發(fā)展和運(yùn)行，必須要有深入的研究。 調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是電力市場(chǎng)有序進(jìn)行的保證，與電能量計(jì)量系統(tǒng)、電力市場(chǎng)技術(shù)支持系統(tǒng)等一起為電力市場(chǎng)服務(wù)，在保證安全的前提下，要做到信息共享。因此需要一套開(kāi)放的支持平臺(tái)，能根據(jù)不同緊密程度、不同種類信息和不同速度要求進(jìn)行 系統(tǒng)集成和互聯(lián)。摒棄傳統(tǒng)的一一對(duì)應(yīng)做接口或通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)共享的方式。電力市場(chǎng)中電價(jià)的引入，要求 EMS 系統(tǒng)中應(yīng)用軟件考慮電價(jià)因素。同時(shí)， EMS 也要開(kāi)發(fā)新的應(yīng)用軟件，如堵塞管理。 解決老問(wèn)題 調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)直接面向調(diào)度員和操作員，對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，是調(diào)度中心最為重要的電力二次系統(tǒng)。事實(shí)上，傳統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)在電力系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)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(dòng)化水平的提高和電力管理體制的變革，傳統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)逐漸暴露出一些問(wèn)題，并越來(lái)越突出。 傳統(tǒng)系統(tǒng)面臨的主要問(wèn)題有系統(tǒng)接口、 網(wǎng)絡(luò)安全和系統(tǒng)開(kāi)放性。另外，冗余機(jī)制下的軟件切換和數(shù)據(jù)一致性、對(duì)不同數(shù)據(jù)環(huán)境的研究態(tài)支持以及應(yīng)用軟件的動(dòng)態(tài)分析等也是需要解決的老問(wèn)題。 6 國(guó)電南瑞科技股份有限公司 第三章 技術(shù)研究重點(diǎn) 對(duì) IEC 61970標(biāo)準(zhǔn)的研究 、對(duì)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的跟蹤 IEC 61970 系列標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)內(nèi)外調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和理論提升，反過(guò)來(lái)對(duì)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的研究具有鮮明的指導(dǎo)意義。在系統(tǒng)研發(fā)之前，我們就對(duì)這一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了關(guān)注和跟蹤。 IEC 61970 標(biāo)準(zhǔn)的最初草案是接受了美國(guó) EPRI CCAPI 項(xiàng)目的成果。 EPRI CCAPI 是美國(guó)電科院的一 個(gè)科研項(xiàng)目，其任務(wù)是對(duì)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(jiǎn)便。 1994 年 7 月的 CCAPI 會(huì)議上，項(xiàng)目組開(kāi)始以美國(guó)電科院的操作員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)（ O