調度和變電站自動化系統現狀和問題
調度和變電站自動化系統貫通設計的自然屏障在于其地理位置間隔，實質即廣域通信問題。目前大多數變電站還是通過2M或2×2M鏈路接入調度數據網匯聚點。這一基礎條件可能逐步提升，但與局域網通信條件是無法相比的。
當前兩端廣域貫通的現狀和關鍵問題如下：
(1)模型不同。調度端使用的是IEC 61970中規范的公共信息模型(CIM)，以此為基礎，近年來國內推廣應用的是更為的CIM/E模型[14-16]。目前調度模型主要包含調度應用所需要的部分變電站一次設備模型(單相)。變電站端使用的是IEC 61850模型，其配置描述(SCD)模型文件更為詳細，以二次設備模型為主，對一次設備采用三相模型，包含大量目前調度端應用尚未使用的信息。為統一兩端的模型表達，當前已開展了大量研究，研究思路主要包括直接統一模型、模型映射、代理轉化、通過統一語義模型支持雙向轉化等[17]，這些研究都有一定的應用，但都沒有全面解決模型一致性問題。
(2)數據差異。數據和模型緊密關聯，每一個數據都對應到模型上一個具體對象的屬性或變量。不論CIM模型還是SCD模型文件，都是復雜的網狀或樹狀結構。當前數據庫還是以關系型為主，層次式、網狀或者面向對象數據庫技術還不是主流，所以在兩端自動化系統實現中主要還是以二維關系表的方式存儲數據，模型則隱含在數據表結構的設計中。主流的調度和變電站自動化系統只是以不同的二維表按自己的模型和規則存儲數據。對于數據庫中數據與模型的關聯關系，有的自動化系統由應用軟件編寫在程序中，有的直接在數據表中設置單獨域存儲該數據在模型中的路徑。這樣，就造成了同一個對象數據，在兩端的自動化系統中，分別對應不同的模型位置和數據表位置。
(3)圖形差異。變電站站內監控圖形更詳細和豐富一些，通常調度端只要每個站的主接線圖和部分工況圖，而且圖上的監控對象也較少，但一個調度可能負責幾十上百個變電站的監控，其所牽涉到的數據來源更加復雜。雖然也存在著一些相關自動化系統圖形標準，如可縮放矢量圖形(SVG)、CIM/G[18]等，但圖形差異的關鍵在于，圖形要反映的電網實際情況是需要關聯數據并不斷刷新的。這些導致調度和變電站端不得不重復作圖，并且要維護與各自數據、模型的一致，特別是調度端需要監控眾多變電站，情況更加復雜。
(4)通信規約需求多樣。在IEC 61850廣泛應用之前，調度和變電站端之間主流是使用IEC 60870 102/103/104等規約，按點傳數據(此類規約中組號、功能號、信息號的分法實質還是數據編號)，在兩端需要分別做協議中數據點與本身數據庫、模型的對應轉化。這些規約的特點在于傳輸效率較高，但不夠靈活、安全。其實智能變電站明確要求“與主站通信時強調模型信息也要傳輸”[11]。IEC 61850通過抽象通信服務接口(ACSI)提供了數據與模型緊密關聯的通信方式，但前提是雙方具有相同的模型(否則就需要某種IEC 61850模型代理服務)。這種通信方式克服了按點傳輸數據的缺點，但也提高了通信帶寬要求。
(5)調度系統的規模和復雜性限制。在調控一體化、地縣一體化建設中，不僅國/分電網調控系統，甚至一些大型地區的電網調控系統其“四遙”信號規模也已達到別[7]。調度系統所面對的電網模型越來越復雜，其相關維護工作量巨大，面對提高全局決策和新能源消納能力、進行大范圍資源優化配置等要求，傳統集中式調度已經達到或接近了當前集中式處理方式的極限，不得不開展類似分布式處理、云計算等技術的應用研究[7-8,19]。迫切需要加強兩端貫通研究，通過自動化手段降低調度端的工作負載。
