第一章绪论
1.1课题研究背景及意义
电力是以电能作为动力的能源，它广泛应用于工业生产和日常生活中，是人类社会不可缺少的一部分。尤其是近20年，随着机械自动化、互联网和电子科技等技术的飞速发展，人们渐渐形成对电的依赖性，很难适应没有电力的生活。电网则是电力的载体，它将电能传输到需要的地方，为当地的生产生活提供电能。但是电网一旦发生故障就会导致部分区域停电，所以电网供电可靠性就显得尤为重要。供电管理部门为提高电网的供电可靠性，采用电力调度监控系统监视电网运行情况，以便于及时发现电网故障并进行远程调度处理，保障电网可靠供电。电力调度监控系统就是对电网运行情况进行监视控制与数据采集的SCADA系统，它是能量管理系统（EMS)的重要组成部分；主要完成对下级变电站设备进行实时数据采集、处理、监视、控制和计算等工作，是调度人员与变电站设备之间的接口，帮助各级电力调度中心的监控人员正确掌握电网运行状态、加快决策、迅速诊断出电网故障并处理，是电网调度不可缺少的工具⑴。电力调度监控系统不仅要满足相关技术功能要求，同时还应符合调度监控人员实际应用需求，不便于使用的电力调度监控系统也会造成严重后果。例如2003年的美加8.14大面积停电事件，当时造成24000平方千米范围内的约5000万用户停电，损失负荷高达61800MW，造成了极其严重的后果，但起初原因就是由于第一能源公司（FE)的三条输电线路跳阐而电力调度监控系统未能正常工作，致使调度监控人员未能及时发现故障造成的[2]。因此设计采用满足技术要求，便于调度监控人员使用的电力调度监控系统是保证电网安全稳定运行的重中之重。
1.2电力调度监控系统使用现状
电力调度监控系统(SCADA)的发展离不开计算机技术的发展，到现在共经历了四个发展阶段：第一阶段在上世纪70年代，当时的SCADA系统运行在大型计算机上，使用封闭操作系统；典型的例子就是电力自动化研究院为华北电网幵发的SD176系统[3]0第二阶段在上世纪80年代，随着计算机技术的发展，SCADA系统将通用计算机作为硬件平台，系统则采用通用UNIX系统。这一阶段SCADA系统与自动发电控制、潮流分析系统等子系统结合起来构成EMS系统（能量管理系统）。但SCADA系统仍是采用集中式计算机架构，也不具有幵放性，造成系统维护、升级和联网困难。第三阶段在上世纪90年代末，SCADA系统开始采用开放式系统架构和分布式计算机网络技术。在这一时期计算机技术发展迅速，许多先进技术都融入进SCADA/EMS系统中。SCADA系统的开放式系统架构比较容易和第三方设备（如GPS时钟、WEB发布服务器等）连接，促使SCADA/EMS技术迅猛发展。第四阶段则是现在这一时期，该时期的SCADA/EMS系统仍然基于开放分布式体系结构，釆用安全加密技术、JAVA以及面向对象技术等新兴技术，并与生产管理、信息管理系统结合，最终实现监控、管理智能化发展。目前广泛使用的电力调度监控系统普遍应用第四阶段系统技术，采用开放式系统架构和分布式计算机网络技术，并积极使用新兴技术，将SCADA/EMS系统应用从简单参与运行监控，提升到实现高级运行管理和实现运行分析型调度的技术支持系统层面。国外的电力调度监控系统发展较早，自50年代就幵始起步，80年代盛行。国外的电力调度监控系统的普遍特点是硬件配置高，网络能力强，并构成大计算机网络进行数据交互，具有高级应用分析功能。目前已经超越调度监控系统(SCADA)和能量管理系统（EMS)阶段发展到集成管理系统（IMS)范畴。
第二章电力调度监控系统采用的相关技术
电力调度监控系统设计主要采用网络技术、基于CORBA规范的中间件技术、公用信息模型（CIM)技术以及C++和Oracle技术，下面就这几种技术分别进行介绍。
2.1网络技术
电力调度监控系统组网中用到局域网（LAN)、VLAN等技术，下面进行详细介绍。
2.1.1 局域网(LAN)
局域网（Local Area Network，LAN)是指在一个有限的地理范围内（通常是一个单位或几个有联系的部门集合体），将各种网络设备（例如：电脑、打印机、服务器等）联接在一起构成的计算机通信网络I9]。它可以通过高一级的计算机通信网络或网络专线，与其他相关的局域网、数据中心进行联接，构成一个更大范围的数据通信网络（广域网）。但是局域网从严格定义上来说是一个封闭的网络，它所包含的各种网络设备是自成一体的，不与外界公共网络（如因特网）相连接。它可以实现规定范围内的高速率、高可靠性、低延迟时间的数据资源共享和信息通信功能。局域网具有多种网络拓扑结构，主要包括星形结构、环形结构、总线形结构、树形结构四种。下面进行介绍说明，星形结构网络是将各种网络设备以星形方式连接起来构成的网络，该网络的中心节点是核心，网络中的其他节点设备通过网络介质与中心节点进行连接。网络内的所有的数据传输都要通过中心节点进行转发。这种网络拓扑结构传输速度快，网络结构简单、便于控制和管理。但是中心节点一旦出现故障就会导致整个网络瘫痪，网络可靠性较低。星形结构网络如图2-1所示：环形结构网络是将各个节点设备通过一条通信链路首尾连接起来构成的一个闭合环形网络。该网络结构简单，避免了信道选择问题，但是两个节点间的路径太长，造成系统响应速度慢，信息传输效率低。而且任何一个节点故障都将导致整个网络雍痪，网络可靠性低。
第三章电力调度监控系统方案设计........ 13
3.1电力调度监控系统设计要求....... 13
3.1.1电力调度监控系统整体设计要求....... 13
3.1.2电力调度监控系统软件功能模块....... 14
3.2电力调度监控系统整体设计方案....... 14
3.3电力调度监控系统网络架构....... 15
3.4电力调度监控系统硬件配置....... 15
3.5电力调度监控系统安全防护....... 18
3.6电力调度监控系统软件模块设计....... 20
第四章电力调度监控系统应用实现....... 30
4.1电力调度监控系统硬件安装调试....... 30
4.2电力调度监控系统软件功能实现....... 31
第五章总结与展望....... 42
5.1总结....... 42
5.2展望....... 42
结论
电力在当今工业生产和日常生活中占有重要的地位，人们渐渐对电力形成依赖性，很难适应没有电力的生活。为保证电网可靠供电，采用一套符合实际需要、满足技术要求的电力调度监控系统就显得至关重要。本文通过对国内外电力调度监控系统的应用现状进行分析，结合日照地区的实际应用需求，从可靠性、安全性、开放性和实用性四个方面出发，完成了电力调度监控系统的设计。论文研究的主要结论如下：
1、电力调度监控系统整体釆用开放分布式结构和双网、双服务器主备冗余设计，符合第四代电力调度监控系统整体设计标准。
2、监控系统遵循IEC 61970系列国际标准，采用网络技术、基于CORRBA的中间件技术等先进技术，实现了标准化和跨平台，达到预期目标。
3、监控系统的Unix/Windows跨平台设计和硬件防火墙的部署，符合国家二次系统安全防护的要求，抵御外界入侵能力进一步加强。
4、监控系统的软件功能模块设计符合第四代电力调度监控系统技术标准，系统功能全面，能够实现全网遥测、遥信、遥控、事故追忆（PDR)、趋势曲线、历史数据处理、事件顺序记录（SOE)、图形显示、自动报表和统计等功能。尤其是“保护动作一览”功能便于调度监控人员使用，应用效果良好。
本系统实施后在R照地区进行了试运行，负责58座变电站（其中220kV变电站10座，110kV变电站15座，35kV变电站33座）的实时监控工作，经试运行验证该系统功能满足技术要求、便于实际监控需要，符合日照电力调度工作实际，提升日照电网调度自动化水平，使供电可靠性有了很大的提高，达到了预期目的。
参考文献
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