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联想服务器打造国家电网调度中心WAMS系统
佚名
【期刊名称】《电力系统装备》
【年(卷),期】2010(000)011
【摘要】@@ 近日,国家电网调度中心WAMS系统(广域测量系统)正式建成并投入运行.WAMS的应用属于国家电网安全Ⅰ区的应用,是电网安全保护的核心,该系统连续监视电网运行性能,并根据数据对电网进行分析,将信息实时提供给调度员,为调度员做决策提供依据.该试点项目的成功运行,为下一步在各省网推广起到积极的作用.
【总页数】1页(P95)
【正文语种】中文
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0 引言进入二十一世纪以来，电网能否安全稳定运行是电网生产运行管理部门中非常关心的问题。
近几年，同步相量测量单元逐渐出现并得到应用，同时相关单位建立起广域测量系统目录WAMS，通过此实现动态监测电网，对电网的安全稳定运行分析，进一步在WANS 的基础上实现对电网运行方式的预安排，从而有效地提高系统的安全稳定运行水平，增强电网的防御能力，以下对WAMS 在电网调度运行中的方案设计进行分析。
1 WAMS 及其在电网中的应用WAMS 是电网广域监测系统采用同步相角测量技术，通过逐步布局全网关键测点的同步相角测量单元(PMU)，实现对全网同步相角及电网主要数据的实时高速率采集。
其前置单元相量测量装置PMU 能够以数百Hz 的速率采集电流、电压信息，通过计算获得测点的功率、相位、功角等信息，并以每秒几十帧的频率向主站发送。
PMU 通过全球定位系统(GPS)对时，能够保证全网数据的同步性，时标信息与数据同时存储并发送到主站。
因此，WAMS 能够使调度人员实时监视到电网的动态过程。
由于WAMS 这种应用方式，该系统也被称为电网实时动态监测系统，通过其实现预警和辅助决策功能，对电网实时动态监测系统进行定义，该系统是人们的生活变得更加的便利，WAMS 系统在很多的高级计算和在线分析中都得到了很好的运用，例如在线热稳定计算分析、在线暂态电压安全计算分析、在线静态安全分析、在线低频振荡分析、在线暂态功角稳定计算分析以及与之相适应的预防控制辅基于WAMS 的电网调度运行方式设计冯 麟 刘 磊 国网山东省电力公司微山县供电公司 277600助决策，所以该系统是智能电网调度运行中一个非常重要的成分。
2 电网调度运行方式为了更加有效的实现电网的应用功能，可以利用WAMS 高级计算功能，对电网的运行方式进行有效的调度与设计，从而保障电网调度能够更加合理的进行安排。
在基础数据统一的前提下，根据当前的电网结构和负荷预测系统，计算出点负荷预测，并绘制出一周之内的负荷预测内容。
电网广域实时监测系统（WAMS）概述基于Rt-PI实时数据库平台的新一代广域电网监测系统（Wide Area Monitoring System，简称WAMS）是一种基于同步相量测量技术和现代通信技术、网络技术的，对地域广阔的电网运行状态进行监测和分析的，为电网实时运行、控制及保护服务的综合应用系统。
广域电网监测系统可以实时地反映全系统的动态行为和过程，为电力系统的稳定与控制提供了新的视觉和手段，是构筑电力系统安全保护系统的基础。
产品组成与特点基于Rt-PI实时数据库平台系统的WAMS系统组成：基于GPS技术的PMU(Phasor Measurement Unit)子站；基于Rt-PI实时数据库平台的WAMS主站系统；PMU子站与WAMS主站之间的通信网络；基于Rt-PI平台的WAMS架构图基于Rt-PI实时数据库平台系统的WAMS系统特点：数据自动同步，保证数据有效性；实时/历史数据库同一，可以一致地、连续地、安全地在线存储长期海量数据，满足数据时效性和电网高级应用的需要；有效地降低对网络带宽的要求，大大节省WAMS主站系统的存储空间；具有先进性、标准化、开放性，安全可靠、维护方便。
产品功能基于Rt-PI实时数据库平台系统的WAMS系统功能：WAMS主站功能数据集成功能数据展现功能应用分析功能高级优化功能预警保护功能全局控制功能PMU子站功能同步采样和相量计算；发电机内电势测量；实时数据上传；稳态循环记录相量数据；动态短时记录模拟量采样数据；支持模拟量触发、开关量触发、联网触发、手动触发等多种扰动记录触发方式；一发多收，可同时向多个主站传送数据等。
主要技术指标成功案例电网新一代WAMS系统实现了：数据完整性可用性；数据同步一致性；建立数据快速存贮、访问、查询与提取平台；建立起电网动态信息“双处理模式”环境；实时统计质量控制（Real Time Statistical Quality Control，即RtSQC）技术；提供WAMS在线应用环境；提供在线/离线FFT分析、Prony分析；扰动事件信息实时提取、并自动生成事件报告等。
电力系统实时安全监控新技术在电力系统中，SCADA系统应用最为广泛，技术发展也最为成熟。
它作为能量管理系统（EMS系统）的一个最主要的子系统，有着信息完整、提高效率、正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势，现已经成为电力调度不可缺少的工具。
它对提高电网运行的可靠性、安全性与经济效益，减轻调度员的负担，实现电力调度自动化与现代化，提高调度的效率和水平中方面有着不可替代的作用。
SCADA系统，即数据采集与监视控制系统。
SCADA系统是以计算机为基础的DCS与电力自动化监控系统；它应用领域很广，可以应用于电力、冶金、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。
在电力系统中，SCADA系统应用最为广泛，技术发展也最为成熟。
它在远动系统中占重要地位,可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、丈量、参数调节以及各类信号报警等各项功能,即我们所知的＂四远＂功能.RTU(远程终端单元),FTU(馈线终端单元)是它的重要组成部分．在现今的变电站综合自动化建设中起了相当重要的作用．SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。
它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、丈量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。
由于各个应用领域对SCADA的要求不同，所以不同应用领域的SCADA系统发展也不完全相同。
在电力系统中，SCADA系统应用最为广泛，技术发展也最为成熟。
它作为能量治理系统（EMS系统）的一个最主要的子系统，有着信息完整、进步效率、正确把握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等上风，现已经成为电力调度不可缺少的工具。
它对进步电网运行的可靠性、安全性与经济效益，减轻调度员的负担，实现电力调度自动化与现代化，进步调度的效率和水平中方面有着不可替换的作用SCADA系统自诞生之日起就与计算机技术的发展紧密相关。
国电WAMS系统
近日，国家电网调度中心WAMS（广域测量系统）系统正式建成并投入运行。
WAMS的应用属于国家电网安全Ⅰ区的应用，是电网安全保护的核心，该系统连续监视电网运行性能，并根据数据对电网进行分析，将信息实时提供给调度员，为调度员做决策提供依据。
该试点项目的成功运行，为下一步在各省网推广起到积极的作用。
国家电网调度中心WAMS系统的核心数据库服务器采用联想自主研发的SureHA双机高可用集群软件进行保护，通过双机系统内的2台服务器计算网络采用双网卡绑定技术，保证系统内即使3条网络通信链路损坏，系统仍然在线。
本期项目中的服务器硬件采用联想最新推出的高端机架式服务器R680 G7，存储硬件采用业内性能同比最优的AMS2100光纤存储器。
联想的产品和解决方案为国家电网调度中心构建了一个坚实可信赖的WAMS应用平台。
项目背景
电网广域监测系统(Wide Area Measurement System简称“WAMS”系统),采用同步相角测量技术，通过逐步布局全网关键测点的同步相角测量单元（PMU），实现对全网同步相角及电网主要数据的实时高速率采集。
采集数据通过电力调度数据网络实时传送到广域监测主站系统，从而提供对电网正常运行与事故扰动情况下的实时监测与分析计算，并及时获得并掌握电网运行的动态过程。
WAMS作为电网动态测量系统，兼顾了SCADA系统和故障录波系统的功能。
其前置单元相量测量装置PMU 能够以数百Hz的速率采集电流、电压信息，通过计算获得测点的功率、相位、功角等信息，并以每秒几十帧的频率向主站发送。
PMU通过全球定位系统（GPS）对时，能够保证全网数据的同步性，时标信息与数据同时存储并发送到主站。
因此，WAMS能够使调度人员实时监视到电网的动态过程。
WAMS的主要功能包括：
系统运行状态估计与稳态分析
全网动态过程记录、事故分析与事故“重演”
电网动态模型辨识和模型校正
暂态稳定预测与控制
电压、频率稳定监视与控制
低频振荡分析及抑制
继电保护、故障定位及线路参数测量
全局（或者全网）反馈控制与系统保护
需求分析
WAMS系统架构及应用分析：
通信子系统。
该系统负责采集各厂站PMU子站的动态数据，以及通过各类国际标准通信协议实现与能量管理系统（EMS）、故障信息
管理系统以及其他电网动态监测控制系统之间的互联。
数据处理子系统。
该系统负责电网动态监测控制系统中除各种安全稳定性分析和各种控制决策应用以外的所有应用功能的数据处理历史数据存储服务器。
电网动态监测控制系统主站采集的所有电网动态数据均按一定周期存储于2台历史数据服务器中，为保证存储的可靠性，历史数据服务器的磁盘采用无缝切换的磁盘阵列。
系统架构图
系统架构图
此次搭建的平台是国家电网调度中心为其直属单位搭建的新一代能量管理系统D5000的WAMS子系统，用来采集分析来自于三峡等厂站的动态数据。
联想根据用户的WAMS应用系统对硬件平台的要求，推荐如下的硬件平台方案：通信应用服务器、实时数据库服务器和历史数据服务器各采用2台联想最新推出基于英特尔全新的Nehalem-EX至强7500处理器平台的R680 G7机架服务器，数据库存储采用联想AMS2100全光纤磁盘阵列柜。
核心数据库服务器采用联想自主研发的SureHA双机高可用集群软件进行保护。
系统架构如下：
联想为本项目设计的方案拥有以下特点：
整套系统装载了cgsc 3000系统平台，在其上再安装北京四方继保公司的WAMS系统。
双网卡绑定：所有服务器的eth0 和eth1进行了双网卡绑定，以达到冗余热备和增加带宽的目的。
历史数据库子系统采用联想SureHA100G2软件搭建了基于磁盘阵列的共享型双机高可用系统，能够对服务器硬件故障切换、OS之上的进程中断切换以及数据库业务中断切换；通信子系统和实时数据库子系统采用cgsc 3000系统的平台数据共享功能实现双机热备，所有系统的数据以历史数据库的数据为准。
SureHA切换路径为绑定后的虚拟地址，而不是物理地址，优势是能够在一套HA中最多3条IP链路中断，而业务系统仍然不中断。
多条线路作为侦听的心跳线，第一级HeartBeat为eth3的直连线，第二级HeartBeat为连接到千兆以太网交换机的线路，保证故障切换的准确性和及时性。
方案优势
高可用性
全方位实时故障检测及报警：
OS故障、网络故障、硬件故障、服务器宕机
磁盘故障、软件异常（包括应用和服务进程）、异常高负荷及因维护性而导致的停机等
更丰富的故障报警功能
丰富的心跳监测方式
便捷的部署及管理：
中文图形界面，支持远程跨平台管理;
智能策略复制功能，多节点、多地域快速部署；
全面支持虚拟化的高可用方案
高可靠性
更快速的故障切换及恢复，保证业务连续性；
用户关键应用的深层监视（数据库、互联网服务器、应用服务器、文件服务器）；
高灵活性
根据用户需求，构建不同级别高可用解决方案：
共享型、镜像、共享+镜像、容灾型
基于用户资源，构建多种高可用模式
多台服务器间的一备一、一备N、N备一、N备N等多种工作模式
服务器节点最多可扩展到32个
高安全性
基于远程镜像的异地应用容灾，不仅能够异地镜像业务数据，还可对软硬件资源进行监视
独创的容灾型可以实现同步/异步镜像，当主节点发生故障时，能够在镜像节点恢复业务
用户收益
此试点项目的顺利实施，为国家电网调度中心搭建了一套高效、可靠的WAMS 平台，联想将和国调中心一起，将试点项目的软硬件平台一起打造成国调中心WAMS平台方案，并在各级电力公司推广，共同为推动中国电力行业的自动化建设贡献力量！。
