隨著電力行業(yè)的發(fā)展，調(diào)度控制系統(tǒng)的地位和作用越來越明顯，調(diào)度控制系統(tǒng)的配置和設計至關(guān)重要，本文就主要研究水電企業(yè)調(diào)度控制系統(tǒng)基本配置方法。

　　《水利水電科技進展》水利雜志征稿，是由河海大學主辦的中國科學引文數(shù)據(jù)庫(CSCD)核心期刊、中文核心期刊、中國科技核心期刊、RCCSE核心期刊，近年來已連續(xù)多次獲全國水利水電系統(tǒng)優(yōu)秀期刊、華東地區(qū)優(yōu)秀期刊、江蘇省優(yōu)秀期刊等稱號。該刊為雙月刊，是以反映水利水電科技進展和動態(tài)為主的科技期刊。

　　調(diào)度控制系統(tǒng)是一個數(shù)據(jù)高度集成的監(jiān)控系統(tǒng)，其將全廠所有設備的運行情況以數(shù)字信號的方式進行傳輸、保存。其主要功能有：實時數(shù)據(jù)的傳輸與保存、歷史數(shù)據(jù)的調(diào)取與分析、語音報警提示與記錄和設備的遠程控制。

　　大量數(shù)字化設備在電力企業(yè)中得到應用，電力行業(yè)中的水電企業(yè)也由模擬時代走向了數(shù)字時代。水電企業(yè)的核心調(diào)度控制系統(tǒng)，如何最大限度地發(fā)揮出數(shù)字化設備優(yōu)勢，從而創(chuàng)造出可觀的經(jīng)濟效益，已經(jīng)成為人們研究的重點課題。筆者對該問題進行了研究，總結(jié)出水電企業(yè)調(diào)度控制系統(tǒng)的基本配置和設計思路。

　　一、調(diào)度控制系統(tǒng)的作用

　　值班調(diào)度人員通過調(diào)度控制系統(tǒng)對所管轄的機組、設備進行遠程監(jiān)視與控制。由于全廠信號都集中在控制系統(tǒng)中，非特殊情況下只需要一個人就可以實現(xiàn)對全廠設備的管理，從而將現(xiàn)場工作人員從繁重的巡檢過程中解脫出來。

　　二、調(diào)度控制系統(tǒng)的設計思路

　　調(diào)度控制系統(tǒng)由多級分層控制方式(如現(xiàn)地級、電站級)組成，設計時應滿足現(xiàn)代企業(yè)“無人值班”的用人要求。電網(wǎng)調(diào)度中心通過廠站調(diào)度控制系統(tǒng)實現(xiàn)對單臺機組或廠站總負荷的電力調(diào)度，從而形成梯級流域全負荷調(diào)度，保持最佳運行工況。

　　三、調(diào)度控制系統(tǒng)的基本硬件配置

　　(一)調(diào)度控制系統(tǒng)主控設備

　　1.通訊工作站兩臺，熱備用工作方式運行，主工作站設備出現(xiàn)故障時，備用工作站接替工作，自動完成無擾動切換。

　　2.操作員工作站兩臺，并行工作方式運行，任何一臺計算機設備出現(xiàn)故障時，都不影響其它計算機設備的正常運行，并自動完成部分運行功能切換。

　　3.獨立運行的語音報警與數(shù)據(jù)庫前端工作站一臺，完成當?shù)卣Z音報警服務、當?shù)貓缶�記錄查詢、當�(shù)乇O(jiān)控歷史數(shù)據(jù)檢索與報表制作等功能。

　　4.獨立運行的全站同步時鐘系統(tǒng)一套，為調(diào)度控制系統(tǒng)提供統(tǒng)一的全廠時鐘信號。

　　(二)調(diào)度控制系統(tǒng)網(wǎng)絡設備

　　1.冗余配置、負荷平衡方式運行的兩組網(wǎng)絡交換機設備，正常情況下，主網(wǎng)、備網(wǎng)負載平衡運行，主網(wǎng)(備網(wǎng))出現(xiàn)故障時，所有負荷轉(zhuǎn)移到備網(wǎng)(主網(wǎng))運行，故障排除后，恢復負載平衡運行，運行方式無擾動切換。

　　2.單模光纜、多模光纜、超五類雙絞線等傳輸介質(zhì)。

　　3.機柜與附件、配線架、理線架、光纖接續(xù)箱、光纖尾纖、耦合器、線槽等網(wǎng)絡器材。

　　(三)調(diào)度控制系統(tǒng)網(wǎng)絡防護隔離設備

　　電力企業(yè)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)交換必須要嚴格執(zhí)行電力企業(yè)二次系統(tǒng)計算機安全防護的要求，調(diào)度控制系統(tǒng)網(wǎng)絡系統(tǒng)與調(diào)度自動化系統(tǒng)、生產(chǎn)自動化系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互時，需要配置分區(qū)交換機、橫向隔離傳輸、縱向加密認證裝置、信息傳輸服務器和IDS系統(tǒng)。

　　(四)調(diào)度控制系統(tǒng)同步時鐘設備

　　為形成調(diào)度控制系統(tǒng)的統(tǒng)一時鐘，需要在廠站及集中控制中心各自建立獨立的全區(qū)同步時鐘系統(tǒng)。各級均由同步時鐘系統(tǒng)提供統(tǒng)一的時鐘信號，時鐘同步由GPS和北斗星定位系統(tǒng)衛(wèi)星配置實現(xiàn)。

　　(五)調(diào)度控制系統(tǒng)UPS電源設備

　　UPS電源配置為容量3kVA的一套主系統(tǒng)和同等容量的一套備用系統(tǒng)，無論是配置方式還是容量設計，都不能滿足新監(jiān)控系統(tǒng)的電源配置要求。按滿足設備啟動暫態(tài)電流、連續(xù)運行、主備方式等要求，重新配置UPS電源系統(tǒng)。

　　(六)調(diào)度控制系統(tǒng)的調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸

　　為實現(xiàn)與電網(wǎng)調(diào)度中心的數(shù)據(jù)傳輸，需要在調(diào)度控制系統(tǒng)中安裝遠程數(shù)據(jù)管理機，廠站的調(diào)度數(shù)據(jù)通過配置由管理機轉(zhuǎn)發(fā)給電網(wǎng)調(diào)度，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的遠程監(jiān)視。

　　四、調(diào)度控制系統(tǒng)的軟件配置

　　(一)操作系統(tǒng)

　　1.ArchestrA 體系結(jié)構(gòu)的顯著特征，不僅是保留Client/Server結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)訪問機制，還在系統(tǒng)中增加了Peer To Peer結(jié)構(gòu)，為用戶提供可靠的、分布式的點到點通信ArchestrA 體系結(jié)構(gòu)，開發(fā)了集中化應用或高度分布的點到點應用。應用中的每臺工作站或服務器都是全球聯(lián)網(wǎng)的域名空間的一部分，這種域名空間允許把應用自由地分布到系統(tǒng)中的全部工作站上，對于數(shù)據(jù)源位置沒有限制，也不存在依賴性。

　　2.調(diào)度控制系統(tǒng)按照統(tǒng)一的IP地址分配，作為IAS系統(tǒng)支持平臺，調(diào)度控制系統(tǒng)的操作系統(tǒng)通常采用MicroSoft Windows Server 2003 和Windows XP + SP2，基于控制中心的計算機監(jiān)控系統(tǒng)Client / Server式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)與各級廠站操作系統(tǒng)平臺的無縫集成，接受位于控制中心的域控制器的目錄服務，當?shù)乇O(jiān)控歷史數(shù)據(jù)記錄的存儲、管理、檢索服務來自位于控制中心的工業(yè)數(shù)據(jù)庫服務器。

　　3.通訊工作站、操作員工作站、語音報警與數(shù)據(jù)庫前端工作站均安裝MicroSoft Windows Server 2003企業(yè)版，域角色為工作站。

　　4.域控制器中包含活動目錄數(shù)據(jù)庫的可寫副本，參與活動目錄復制并控制網(wǎng)絡資源的訪問。也就是存儲數(shù)據(jù)管理用戶與域的交互，包括用戶登錄過程、身份驗證和目錄搜索。系統(tǒng)管理員能夠管理用戶帳號、網(wǎng)絡訪問權(quán)限、共享資源、站點拓撲以及來自目錄林內(nèi)任意域控制器的其他目錄對象。

　　(二) (二)實時監(jiān)控環(huán)境系統(tǒng)

　　1.監(jiān)控系統(tǒng)建立實時監(jiān)控環(huán)境系統(tǒng)，主要有： Wonderware ISA系統(tǒng)。包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)支持軟件Platform、IDE、GR，可視節(jié)點軟件Intouch View等環(huán)境軟件;Wonderware InSQL系統(tǒng)，包括工業(yè)數(shù)據(jù)庫軟件InSQL，Microsoft Office，數(shù)據(jù)庫前端軟件ActiveFactory。

　　2.系統(tǒng)功能軟件按下述節(jié)點配置：操作員工作站，在電站主控級為運行人員提供的操作、監(jiān)視和設定界面。運行值班人員通過監(jiān)控畫面對電廠的生產(chǎn)以及設備運行進行實時監(jiān)視和操作控制。配置Wonderware ISA系統(tǒng)的Intouch View節(jié)點;通訊工作站，提供數(shù)據(jù)引擎和對象服務，配置Wonderware ISA系統(tǒng)的Platform節(jié)點。

　　3.語音報警與數(shù)據(jù)庫前端工作站：語音報警服務，通過畫面及語音提示，提供監(jiān)控系統(tǒng)的報警信息。可配置Wonderware ISA系統(tǒng)的Intouch Alarm節(jié)點;數(shù)據(jù)庫前端服務，用于檢索數(shù)據(jù)庫中的歷史數(shù)據(jù)，制作生產(chǎn)報表。配置Wonderware ActiveFactory9.0軟件。

　　(三)監(jiān)控應用開發(fā)環(huán)境系統(tǒng)

　　高級語言環(huán)境Visual Studio.net、Visual Studio 6.0，專用語言環(huán)境PowerBuilder10.0，MS Office2003，BM85模塊輔助開發(fā)支持工具。

　　(四)實時監(jiān)控應用程序

　　實時監(jiān)控環(huán)境系統(tǒng)下運行的應用程序：高級語言環(huán)境、專用語言環(huán)境下開發(fā)的應用程序;報表、報告編寫工具;現(xiàn)地監(jiān)控應用程序;其他應用程序和接口程序。

　　五、調(diào)度控制系統(tǒng)的通訊系統(tǒng)配置

　　通信系統(tǒng)的可靠性決定了整套系統(tǒng)的可靠性，通信系統(tǒng)的通頻帶寬度對整套系統(tǒng)的實時性有極大影響。為滿足通信系統(tǒng)的可靠性要求，需采用雙光纖以太網(wǎng)冗余結(jié)構(gòu)，在這種方式中即使某一段光纜全部中斷也能保證整個通訊系統(tǒng)的正常工作。通常主干網(wǎng)通信速率1000M，站內(nèi)通訊速率為100/1000M自適應網(wǎng)絡，接口符合IEEE802.3標準，通信協(xié)議采用TCP/IP標準協(xié)議，通信介質(zhì)采用屏蔽雙絞超五類線和光纜。

　　當數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡中出現(xiàn)某個差錯時，系統(tǒng)會自動采取安全措施，如自動要求重發(fā)該數(shù)據(jù)、切除故障設備或切換至冗余的裝置等。保持通信網(wǎng)絡安全、正確運行。

　　系統(tǒng)的網(wǎng)絡管理驅(qū)動程序采用數(shù)據(jù)流量動態(tài)平衡控制管理，保證所有的數(shù)據(jù)流流量在冗余的雙網(wǎng)之間動態(tài)平衡，有效地降低網(wǎng)絡通訊的負荷率，提高網(wǎng)絡通信的可靠性。當其中有一條網(wǎng)絡出現(xiàn)故障后，所有數(shù)據(jù)流量轉(zhuǎn)換到正常工作的網(wǎng)絡上，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的正常工作。

　　通信系統(tǒng)設計在達到功能和性能要求外，考慮預留20%以上的硬件接口裕量和通頻帶裕量，以滿足可擴性要求。

　　六、調(diào)度控制系統(tǒng)的配置原則

　　調(diào)度控制系統(tǒng)的配置采用開放式、全分布計算機監(jiān)控系統(tǒng)。各現(xiàn)地控制單元之間采用100Mbp雙冗余光纖以太網(wǎng)，即使一組光纜中斷也不會導致通訊中斷，以提高整個系統(tǒng)的可靠性。同時，利用各現(xiàn)地控制單元的MB+網(wǎng)絡接口組成現(xiàn)地設備網(wǎng)絡。監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)采用模塊化、分布式結(jié)構(gòu)，安裝維護簡單，不會因任何一個器件發(fā)生故障而引起系統(tǒng)癱瘓或誤操作。同時便于系統(tǒng)整體設計，分布實施，滿足整個工程進度的需要。梯調(diào)中心設域控制器和額外域控制器，采用Windows Server 2003操作系統(tǒng)，其它計算機配置為成員服務器或工作站，構(gòu)成Client/ Server結(jié)構(gòu)的計算機系統(tǒng)配置。域控制器和額外域控制器安裝主、備 DNS服務器，提供域名解析服務。系統(tǒng)平臺為成熟的標準漢化系統(tǒng)，采用全中文界面，方便用戶的運行和維護。整個控制可設置為三級控制方式：現(xiàn)地控制級;電站控制級，在操作員站上操作;遠方控制級，在控制中心操作。這三種方式的控制權(quán)按控制優(yōu)先級排列，現(xiàn)地控制優(yōu)先級最高，電站控制優(yōu)先級居次，控制中心優(yōu)先級最低。某一時刻只有一種控制方式有效，所有操作記錄均存入數(shù)據(jù)庫中。各現(xiàn)地控制單元的網(wǎng)絡配置均以冗余網(wǎng)絡配置的分布式PLC主控單元為核心，實現(xiàn)與以太網(wǎng)交換機直接聯(lián)網(wǎng)，完成現(xiàn)地控制。可以通過以太網(wǎng)對所有現(xiàn)地邏輯控制單元進行離線或在線的修改，顯示界面的組態(tài)語言符合IEC-1131標準，采用功能塊方式，可以在線顯示每個功能塊的輸入、輸出(包括模擬量和開關(guān)量)，方便系統(tǒng)維護和調(diào)試。

　　七、結(jié)束語

　　調(diào)度控制系統(tǒng)在設計時應充分考慮數(shù)據(jù)共享后的利用率，最大滿足現(xiàn)場的需求，將隱形的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成直觀的易讀數(shù)據(jù)，盡量將數(shù)據(jù)集中分析，以便更好地發(fā)現(xiàn)問題。