引言
　　
　　近10年來，隨著計算機、通信、數據網絡、數據庫等技術的飛速發展以及電力市場安全運行和商業化運營的需要，新一代電網調度自動化系統正逐步形成，系統需考慮電力市場環境中的安全運行及商業化運營的要求，將SCADA/EMS/DTS，繼電保護、安全自動裝置及智能穩措管理系統，電力市場系統，水調自動化系統，調度MIS和雷電定位系統等進行統一設計，實現數據與資源的高度共享。
　　
　　目前，電力調度自動化在硬軟件平臺及系統實現技術方面存在很大差別，給各應用之間的數據共享、軟件互聯帶來困難。解決辦法通常是：①跨部門收集各應用系統的數據；②根據需要開發點對點的接口。以上方法的缺點是系統內各子系統之間的關聯復雜，缺乏一種標準的數據庫訪問接口，造成了大量的冗余數據，并因此造成了數據的不一致性，同時新建的系統雖然暫時避免成為“自動化系統的孤島”，但是不會建立系統所需要的共享、的分布式數據平臺。近年來，基于CORBA中間件技術、公用信息模型（CIM）等一體化設計的電力調度自動化系統的研究與開發引起了廣泛關注，特別是IEC61970標準的不斷完善，為一體化系統的開發提供了越來越強大的技術保障。在這個一體化系統中，SCADA/EMS、電力市場系統、調度員培訓仿真系統（DTS）、報表生成系統、調度MIS、操作票管理系統等基于一個統一的中間件平臺集成在一起。但是，一方面，一體化系統的研究和開發本身還有待完善；另一方面，各企業的既有應用模塊與基于中間件模塊的一體化技術規范存在很大的區別，難以融合。無論是出于資金、技術方面的考慮還是應用持續性方面的考慮，一體化系統的開發和應用都是一個漸進的過程。為了充分發揮既有應用模塊的作用，又促使現有系統的改進或新建應用模塊向一體化方向發展，本文基于調度自動化系統的現有應用、潛在應用及其相互關聯的分析，提出了一種基于調度公用數據倉庫的電力調度自動化系統的一體化設計模式。在當前5級調度體制下，每一級調度都有各自不同的特點。本文的分析基于省調系統。
　　
　　1電網調度監控系統
　　
　　在省調主站端，用于電網監控的主要部分為SCADA/EMS。省調SCADA負責省網220kV以上變電站、部分110kV變電站及省內電廠的數據采集、數據處理、事件順序記錄、事故追憶和反演、歷史數據的管理及各類報表系統，并負責與網調主站系統、地調系統及其他相關系統的通信工作。
　　
　　省調EMS包括網絡建模與拓撲分析（NMB）、狀態估計（SE）、調度員潮流（DPF）、靜態安全分析（SA）、短期負荷預測（SLF）、網損分析（NLS）、自動發電控制（AGC）、自動電壓控制（AVC）等。其中NMB，SE，DPF，SA，SLF，NLS等模塊主要根據電網的實時或歷史數據進行計算并進行多方面的電網分析，而AVC，AGC則根據電網的實時運行狀態進行電網的調壓、調頻與經濟調度。
　　
　　省調的SCADA/EMS需要來自電廠、變電站和地區調度的多種數據。在廠站端，電網監控系統主要包括變電站綜合自動化系統及水（火）電廠計算機監控系統，涉及的上行信息包括電壓、電流、有功、無功等實時遙測量和斷路器、刀閘等遙信量。電網功角是電力系統安全穩定運行的重要參數。隨著GPS時鐘同步技術的發展，電網功角實時測量的條件日趨成熟，將成為SCADA系統的測量內容。下行信息包括AVC，AGC等的控制信息。
　　
　　在地調主站端，地調的SCADA/PAS是電網監控系統的重要組成部分。目前地調與省調的通信內容包括地調轉發部分變電站的實時數據及各地區的功率總加及關口信息。隨著省地調調度員聯合培訓系統的實施，地調110kV變電站及部分110kV以下的變電站實時信息也將是地調向省調轉發的重要信息。
　　
　　電網調度監控部分的信息流程如圖1所示。　　2繼電保護與智能穩措
　　
　　在電力系統中，繼電保護擔當著斷開故障元件（發電機、變壓器、母線、線路等）的重任，智能穩措需要在系統故障時及時切除系統的不平衡出力或不平衡負荷，力爭系統的穩定運行。近些年來，在調度主站端，電網繼電保護及故障信息管理系統、智能穩措主站系統逐漸引起了重視。
　　
　　目前，電網繼電保護及故障信息管理系統的主要功能是利用計算機技術和數據通信技術，收集廠站端的微機保護信息和故障錄波信息，查詢所管轄的變電站中各保護的狀態、歷史事件的記錄數據及微機保護定值等運行信息，根據錄波裝置的數據分析線路故障的各種情況，包括故障距離、故障類型、故障時電流電壓波形及諧波等。保護定值下傳還未投入實際應用，但從技術上講應不存在問題。電網中有些保護的定值與電網的運行方式密切相關。隨著電網的發展和電力市場的需要，可控串聯電容補償等靈活交流輸電技術（FACTS）將逐步得到應用，這將導致電網結構、電網運行方式及故障后故障元件參數的靈活變化，對繼電保護提出更高要求，對繼電保護定值提出自適應要求。因此，利用EMS數據及時分析電網的變化，在線計算保護定值，將是EMS數據的一個重要應用，是電網繼電保護及故障管理系統的一項重要功能。
　　
　　由于負荷水平的增長、電網規模的擴大和對供電可靠性要求的提高，防止系統暫態穩定的破壞是當前電力系統中極為重要的任務之一。在電力市場的運作過程中，系統運行方式變得越來越復雜，且快速多變，要求有更加快速、準確、有效的穩定控制手段。這些新的變化和要求使傳統的基于“離線計算、在線匹配”的就地型穩定控制裝置越來越不適應電力系統發展的需要。根據從EMS獲得的電網實時信息，在線生成*策略表并下傳到各區域控制系統，也成為EMS數據的另一項非常重要的應用。
　　
　　繼電保護與智能穩措的信息流程如圖2所示。　　
　　3電力市場系統
　　
　　自20世紀80年代末起，英國開始電力市場的實踐。國內從90年代中期開始，清華大學、南瑞集團公司、中國電力科學研究院、東方電子信息產業股份有限公司等多家單位開始電力市場系統的研究工作，國家電力公司及有關網省局在山東、上海、浙江、遼寧、吉林、黑龍江6個電網進行了“廠網分開、競價上網”的試點。2000年，6家單位的發電側電力市場系統相繼投運，與此同時，河南、湖南等省電力公司也開展了相關工作。綜觀上述電力市場系統，雖然其實現方式有所區別，但系統功能方面比較相似，大體包括如下幾個方面：電能量計量計費系統、能量管理系統、發電報價系統、交易管理系統、合同管理系統、結算系統、即時信息系統和市場分析與預測系統。另外，當考慮配電側電力市場時，配電公司及大用戶數據申報系統也*。國家電力公司在《電力市場系統的功能要求》中給出了電力市場系統的信息流程。電力市場系統通過SCADA/EMS實現對電力系統的監測、調節與控制功能。
　　
　　4水調自動化系統
　　
　　水調自動化系統進行與水庫運行有關的監視、預報、調度和管理。它基于水電站流域或其他相關系統的水文、氣象和水庫運行的歷史及實時信息，進行在線水文預報、優化調度和水庫綜合管理，結合電網運行及機組的實時信息，依據相關數學模型，提供包括防洪和發電在內的綜合調度決策方案，同時能自動控制水庫閘門的開閉，并支持水電廠和電網的經濟調度、水火電的聯合調度，并在此基礎上形成水電廠電力市場報價系統。
　　
　　5調度員培訓仿真系統
　　
　　調度員培訓仿真系統（DTS）運用計算機技術，通過建立實際電力系統的數學模型，再現各種調度操作和故障后的系統工況，并將這些信息送到電力系統控制中心的模型內，為調度員提供一個逼真的培訓環境，以達到既不影響實際電力系統的運行，又使調度員達到身臨其境的實戰演練的目的。目前，世界各國電力系統中調度員培訓模擬系統正在日益成為提高電網運行水平及事故處理能力的有力工具。
　　
　　隨著DTS的日益普及和計算機技術突飛猛進的發展，DTS的內涵及使用領域不斷擴大，目前，DTS不僅用于調度員的培訓、提高調度員的水平，而且要作為電網運行支持人員和決策人員的研究工具，如運行方式人員通過DTS制定合理的運行方式，研究電網的特殊運行方式，對規劃中的電網進行研究分析，繼電保護人員通過DTS進行合理的繼電保護整定配置和反事故措施的研究、利用遠程通信進行省地調聯合培訓和反事故演習等。
　　
　　培訓系統教案制作的原始數據來自于EMS的實時或歷史數據。在省地調聯合培訓時，需要來自地調轉發的110kV及以下電壓等級的實時數據，同時需要遠程通道進行地調DTS與省調DTS的信息交換。
　　
　　6雷電定位系統
　　
　　雷電定位系統通過對現場的雷電采集裝置的采集信號進行過濾處理，將雷電流大小、雷電極性、雷擊次數、雷擊發生的時間等上傳調度中心，協助調度的故障分析與故障定位。與調度自動化系統的其他應用具有相對的數據獨立性。
　　
　　7調度MIS
　　
　　調度MIS至今還沒有一個統一的說法，但有一點我們應該可以肯定：服務于電力系統的實時調度應該是調度MIS的重要任務。因此，它應該是建立于調度自動化系統前述應用之上，并充分利用各種應用所產生的信息，向電力公司的ERP，MIS及GIS等系統提供數據信息。
　　
　　8電力調度數據倉庫及電力調度自動化系統的一體化設計
　　
　　調度主站端的應用系統包括SCADA/EMS、繼電保護管理系統、智能穩措主站系統、水調自動化系統、調度員培訓仿真系統、電力市場系統、調度MIS、雷電定位系統等。除雷電定位系統外，其余幾個部分均共享電網的運行數據。各應用之間的數據關聯如圖3所示。基于這種，如果我們設計一個調度數據倉庫，則可得到如圖4所示的數據流程，即電力調度自動化系統的一體化設計流程。　　
　　圖4中的調度數據倉庫具有如下特點：①調度數據倉庫具有簡單的SCADA功能、狀態估計功能、實時和歷史數據的存儲功能，一方面分離了原SCADA/EMS，DTS的部分功能，另一方面成為調度自動化系統各主要應用之間的紐帶；②存儲調度自動化系統各主要應用的公用數據，包括電網運行的實時數據、歷史數據，電網設備數據及其他公用數據；③為外部應用提供方便、標準的訪問接口；④訪問速度應滿足各種應用在時間方面的要求等。
　　
　　基于數據倉庫的一體化系統具有如下優點：①數據倉庫中集中存放電網運行參數、設備參數及其他公用數據，減少了數據的冗余；②調度自動化系統各應用程序重點處理各自的應用功能和私有數據，系統設計更符合面向對象的設計思想；⑧各應用系統具有相對的獨立性，無論在新的應用子系統的建設還是舊的應用子系統的更新過程中，與其他應用的關聯性相對較小，能較好地滿足調度自動化系統漸進式更新改造的需要；④調度自動化系統只經調度數據倉庫獲取基層廠站數據，通過調度MIS外送調度的有關信息，使人口、出口簡化，系統數據流程簡單清晰，方便了調度自動化系統的安全防護。
　　
　　9結語
　　
　　本文以省調系統為例，較全面地分析了電力調度自動化系統現有應用及潛在應用的內在，提出了基于調度數據倉庫的電力調度自動化系統的一體化設計模式，該模式對電力調度綜合自動化系統的一體化設計，對現有調度自動化系統的一體化改進，對電力調度數據網絡、電力調度公用數據倉庫、電力調度MIS等的建設都具有非常重要的意義。