（嘉兴电力局，浙江嘉兴314000）
关键词：数据采集；监控系统；能量管理；培训仿真嘉兴电网的第一代SCADA（SupervisoryControlAndDataAcquisition）系统为电网的安全运行提供了一定的技术支撑，使用的是南自院的RD－800系统，具备了四遥功能。尽管该SCADA系统满足了调度人员实时了解系统运行状态的基本需要，但在运行中逐步发现对于如此丰富的信息，所用到的仅仅是少部分；调度员对所要解决的问题仍凭经验来工作，如对合环操作，没有充分利用SCADA系统的实时信息，信息的浪费现象较为严重。
为了适应电力市场和将来电网改革发展的需要，充分利用SCADA系统的各种现场数据，使调度员能从系统的角度考虑问题，作出决策，保证嘉兴电网的安全、经济运行，需要建立嘉兴EMS／DTS系统。1建立在RD－800B基础上的EMS系统
EMS／DTS系统的建设依赖于SCADA系统这一基石。建设EMS／DTS必须充分分析SCADA系统的现状及发展。嘉兴电力局已运行的SCADA系统为南自院的RD－800B，主站系统计算机CPU负载过高，存储容量不足，软、硬件平台相对老化，有些已经使SCADA系统的正常运行受到影响，需进行更换或升级。
当时曾产生过把EMS／DTS系统的建设推迟至SCADA系统更新后再进行的想法。但考虑到SCA－DA系统从启动到实施完毕需要一定的周期，确定了EMS／DTS系统的建设分两步走的方案：第一
步，在RD－800B基础上建设EMS系统；第二步，在新的SCADA系统上建成SCADA／EMS／DTS一体化系统。
为了实现第一步，同时又节约投资，仅以两台PⅢ667的PC机组建一个LAN，与RD－800B系统相连，建成了嘉兴EMS系统。为了使这两台PC机能较安全、稳定地运行，并能顺利地与SCADA（RD800B）系统进行通讯联络，选择LINUX作为主要操作系统，在SCADA（RD800B）工作站及EMS（TH－2100）PC上分别运行发送及接收进程，进行数据通讯，把SCADA发送的遥测、遥信数据装入EMS的实时库，实现了两个系统的数据通讯。这两台机的分工情况如下：一台作为服务器，主要运行各高级应用软件；一台作为工作站兼系统维护、气象信息读入、远程维护；数据库采用免费的MySQL。这一系统顺利地实现了网络拓朴、状态估计、调度员潮流、负荷预计、无功优化等功能［1］。
通过对调度人员的培训，使用效果较为理想，达到了预期的目标，因此该系统取得了很高的性价比。
为了使这一步的工作在第二步EMS／DTS系统的建设中最大限度地发挥作用，避免大量的重复劳动，降低工作量，也为了加快整个工程进度，在工作中可采取如下方法：
（1）由于电子表格中的数据可以根据需要通过转换录入到各类数据库中，如Sybase、Oracle、SQLServer，MySQL等，在录入电网参数时，利用Mi－crosoftExcel，把有关的电网模型参数全部录入并保
存，以备下次使用。
（2）由于SCADA系统的版本较早，供应商的维护力量有限，不可能给予全面的技术支持（如修改接口的程序等）。RD800B系统数据库结构已基本为人们所熟悉，因而采用Client／Server模式，可以使两个系统的接口问题顺利解决，减少了用户方在SCADA厂商与EMS厂商之间所进行的大量协调工作。
2新的SCADA系统及EMS／DTS系统的建设
新的SCADA系统建设前，必须考虑到新系统与清华大学EMS／DTS系统的兼容问题。
数据库的选择是SCADA系统的核心内容之一。尽管商用数据库具有良好的开放性、通用性、方便性，但在实时系统中使用开销太大，无法满足系统快速响应的要求，因此必须使用简单可靠、响应快速的实时数据库来完成对实时数据处理的任务。南自院的OPEN2000系统采用了分布式的实时数据库与客户／服务器（Client／Server）体系的商用数据库（Sybase）有机结合的模式，实现了实时数据库和历史数据库的分布存储，保证了整个系统的数据一致性［2］。
新的SCADA系统从RD800B升级为OPEN2000后，整个调度自动化系统的体系发生了变化，清华EMS／DTS系统必须与之相适应。
SCADA／EMS／DTS各应用系统可共存于一台工作站，根据用户的需要启动不同的系统。这样，可以在不大量增加网络及工作站负担的情况下，将
3个系统集成在一起，从而减少整个系统的硬件投资，使整个系统的性价比大大提高。概括起来，SCADA／EMS／DTS一体化建设有如下主要优点：
（1）采用一致的支撑平台，使用户易于掌握和使用。用户只要在SCADA端维护好一套图形、数据库，加上一定的数据和图形文件的转换，无须烦琐地更改各系统的接口，整个SCADA／EMS／DTS系统均可以正常使用，由此缩短了整个系统的建设工期，更降低了系统的维护复杂度和相应的管理工作量，为今后的实用化创造条件。
（2）SCADA、EMS和DTS应用功能的一致。各应用系统之间可以既紧密衔接，又相互独立，互不影响。装有上述软件的工作站，可以同时运行SCA－DA、EMS和DTS系统，避免用户面对许多的显示屏。既大大节省硬件投资，又真正做到资源共享。
（3）一体化后的EMS和DTS系统的原始数据、模型、算法和计算结果均相同，系统一致性好［3］。
（4）一体化的DTS系统不但可以利用历史数据来进行仿真培训，而且可以使用DTS系统的在线教案自动生成工具，可以十分方便地利用实时数据进行在线培训。自动生成的在线教案具有真实、丰富和实用性强的特点。
（5）SCADA／EMS／DTS一体化系统可以实现电网模型数据、图形文件和在线维护操作的一致性。所有电网参数通过进入Sybase数据库的方式，以Client／Server模式进行传送，达到各节点的数据统一。基于上述诸因素的分析，整个嘉兴电网的SCADA／EMS／DTS系统的配置见图1。
整个系统采用双LAN网结构，主要设备均实行可靠的双机系统，互为热备用，同时采用SUN工作站（Utra60）、UNIX操作系统、Sybase商用数据库。实时网通过Web服务器与局MIS系统相连，实现外部系统的合法用户对实时网数据和画面的访问。为适应气象信息读入及远程维护的需要，配置了1台PC机，该PC机同时能把负荷预测的结果传递给电能量计费系统。由于配置了远程拨号及EXTRAX软件，供应商的工程技术人员可以远程诊视EMS／DTS系统运行状况的图象，系统运行中遇到的问题一目了然，使系统维护及时性大大提高。
3SCADA／EMS／DTS系统实现的功能
新的SCADA系统于2001年3月开始保存嘉兴电网的运行数据（与RD－800B并列运行）。2001年5月底，建立在一体化基础上的新嘉兴EMS／DTS系统开始运转。
目前新的调度自动化系统除了常规的SCADA功能外，已经具备了如下功能：网络拓朴、状态估计、调度员潮流、负荷预测、无功优化、安全分析、网损计算、短路计算、DTS事故仿真。
特别值得介绍的是其中的无功优化功能。EMS中的无功优化功能是在研究态下采用新颖的遗传算法的无功优化软件。它通过把约束转化为多目标的一部分，能有效地解决约束多样化带来的问题，善于跳出局部最优点，有利于寻找全局最优解，同时它可以把优化过程（包括目标值和当前值、优化过程曲线、计算时间、遗传代数等）直观地以动态图形方式提供给使用者，使使用者能有效地控制整个计算进程，可以根据需要随时停下来，查看当前的最优解和最优控制方案，也可以继续寻优。由于是地调系统，无功优化功能以电容器投切、主变分接头的调整作为控制变量，目标函数以减少所辖母线电压越限为第一目标，以减少所关心的网损为第二目标，以动作元件最少为第三目标。从实际使用情当然，EMS系统中进行无功优化的前提条件是有关变电站的电容器遥信、主变分接头遥测或遥信等信息量尽量多。
4小结
（1）调度自动化系统的建设必须结合当时各方面的实际条件来进行。目前国内绝大多数电网都建成了SCADA系统，当EMS甚至DTS系统需要建设时，必须预计现有的SCADA系统在不久的将来是否会发生更改，进行通盘考虑，这样可以最大限度地发挥投资的效益。当SCADA系统发生变化时，作为EMS／DTS系统必须从硬件到系统软件诸方面与之适应。
（2）随着项目建设开放程度的提高，具有优势的多家公司合作已成为不可避免的趋势。以嘉兴调度自动化系统为例，协调好不同厂商间的关系，使整个系统能达到预期的目标，即达到一体化，避免作为两个系统而重复建设、使用、维护，使各方面的优势在整个大系统中体现出现。
（3）各类自动化系统（实时的、管理的、生产的、营销的）日益增加，系统之间都存在彼此交换信息的要求。由于各个系统的性质、使用目的、使用人员等方面的不同，各系统的安全性、稳定性又是各厂商所重点考虑的，开放性相对较差。信息交换的困难将使这些系统成为近似孤立的多岛自动化系统。因此信息交换问题必须在各系统建设初期加以考虑，要求产品及其工具必须具有标准性、开放性，而采用Client／Server模式来交换数据。
［1］清华大学电机系．TH－2100EMS／DTS功能规范［R］．1999．
［2］南瑞电网控制公司．OPEN－2000能量管理系统技术［R］．2001．
［3］孙宏斌，张伯明．[1][2]下一页
