電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

葉紅豆

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活用電的不斷增長，人們對供電的電能質(zhì)量和可靠性的要求不斷提高，在此形勢下供電企業(yè)發(fā)展電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化顯得尤為重要。本文重點(diǎn)探討了電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的任務(wù)、功能和基本結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化功能結(jié)構(gòu)

Abstract: with the development of our national economy and living power is growing, people to the power supply the power quality and reliability of the constantly increasing demand, in this situation, the power supply enterprise development dispatching automation of electric power system is particularly important. This paper discusses the task of dispatching automation of electric power system, function and basic structure.

Key words: electric power dispatching automation system function structure

中圖分類號：F407.61文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：

一、電力系統(tǒng)自動(dòng)化和電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化

電力系統(tǒng)自動(dòng)化是指應(yīng)用各種具有自動(dòng)檢測、決策和控制功能的裝置、通過信號系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)對電力系統(tǒng)各元件、局部系統(tǒng)或全系統(tǒng)進(jìn)行就地或遠(yuǎn)方的自動(dòng)監(jiān)視、調(diào)節(jié)和控制，以保證電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行和具有合格的電量質(zhì)量。電力系統(tǒng)自動(dòng)化已經(jīng)成為電力系統(tǒng)最核心內(nèi)容。而電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化是電力系統(tǒng)自動(dòng)化的一部分，分為發(fā)電和輸電調(diào)度自動(dòng)化（通常稱電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化）和配電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化（通常稱配網(wǎng)自動(dòng)化）。

二、電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)

電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)就是在電力系統(tǒng)調(diào)度中心對電力系統(tǒng)實(shí)施的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)方監(jiān)視與控制。遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)包括控制站、被控站和遠(yuǎn)動(dòng)通道。狹義遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)只包括兩端遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備和遠(yuǎn)動(dòng)通道；而廣義的遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)包括控制站的人機(jī)設(shè)備和被控站的過程設(shè)備在內(nèi)。電力系統(tǒng)的安全監(jiān)控功能由各級調(diào)度共同承擔(dān)，而自動(dòng)發(fā)電控制與經(jīng)濟(jì)調(diào)度則由大區(qū)網(wǎng)調(diào)或省調(diào)負(fù)責(zé)，網(wǎng)調(diào)和省調(diào)還應(yīng)具有安全分析和校正控制等功能。

三 、電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的功能

（一）電力系統(tǒng)監(jiān)視與控制

通過電力系統(tǒng)監(jiān)視與控制為自動(dòng)發(fā)電控制、經(jīng)濟(jì)調(diào)度、安全分析等高層次功能提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。其中監(jiān)視主要是對電力系統(tǒng)運(yùn)行信息的采集、處理、顯示、告警和打印，以及對電力系統(tǒng)異?；蚴鹿实淖詣?dòng)識(shí)別，向調(diào)度員反映電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)和電氣參數(shù)。而控制主要是指通過人機(jī)聯(lián)系設(shè)備執(zhí)行對斷路器、隔離開關(guān)、靜電電容器組、變壓器分接頭等設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)方操作的開環(huán)控制。

（二）電力系統(tǒng)安全分析

電力系統(tǒng)安全分析主要內(nèi)容是利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對電力系統(tǒng)發(fā)生一條線路、或一臺(tái)發(fā)電機(jī)、變壓器跳閘的假想事故進(jìn)行在線模擬計(jì)算，以便隨時(shí)發(fā)現(xiàn)每一種假想事故是否可以造成設(shè)備過負(fù)荷、以及頻率和電壓超出允許范圍等不安全情況，是一系列以單一設(shè)備故障為目標(biāo)而進(jìn)行的在線潮流計(jì)算。

（三）電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度

電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度是在滿足安全、電能質(zhì)量和備用容量要求的前提下，基于系統(tǒng)有功功率平衡的約束條件和考慮網(wǎng)絡(luò)損失的影響，以最低的發(fā)電(運(yùn)行)成本或燃料費(fèi)用，達(dá)到機(jī)組間發(fā)電負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配且保證對用戶可靠供電的一種調(diào)度方法。在調(diào)度過程中按照電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的約束條件，在給定的電力系統(tǒng)運(yùn)行方式中，在保證系統(tǒng)頻率質(zhì)量的條件下，以全系統(tǒng)的運(yùn)行成本最低為原則，將系統(tǒng)的有功負(fù)荷分配到各可控的發(fā)電機(jī)組。經(jīng)濟(jì)調(diào)度一般只按靜態(tài)優(yōu)化來考慮，不計(jì)算其動(dòng)態(tài)過程。

四、電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)在國外的應(yīng)用

國外的電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)均是采用了RISc工作者，UNIX操作系統(tǒng)和國際公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)，主要有以下幾種：

（一）西門子SPECTRUM系統(tǒng)。該系統(tǒng)是由德國西門子公司基于32比特SUN點(diǎn)的SPACE或IBMMRS6000工作站硬件平臺(tái)，引入軟總線概念，服務(wù)器之間及內(nèi)部各進(jìn)程與實(shí)用程序問的信息交換實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化開發(fā)的。采用了分布式組件、面向?qū)ο蟮燃夹g(shù)，廣泛應(yīng)用于配電公司、城市電力公司和工業(yè)用戶。

（二）CAE系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用64比特ALPHAI作站、客戶I服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)和雙以太網(wǎng)構(gòu)成的EMS硬件平臺(tái)，選用分布式應(yīng)用環(huán)境開發(fā)研制的，集DAC、SYS、uI、APP、COM于一體。該系統(tǒng)功能分布于各節(jié)點(diǎn)，能有效地減少網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流，防止通信瓶頸問題。

（三）VALMET系統(tǒng)。該系統(tǒng)適用于多種硬件平臺(tái)，可連接SUN、IBM、PHA工作站。該系統(tǒng)包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和應(yīng)用軟件三個(gè)服務(wù)器。

（四）SPIDER系統(tǒng)。該系統(tǒng)是由ABB公司開發(fā)的，采用分布式數(shù)據(jù)庫和模塊化結(jié)構(gòu)，可根據(jù)用戶實(shí)際需求配置系統(tǒng)。它具有雙位的遙信處理功能，使?fàn)顟B(tài)信號穩(wěn)定性好，并有一套完整的維護(hù)工具。

五、電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的基本特征

電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)具有以下基本特征：

(一)該技術(shù)應(yīng)該能夠及時(shí)并準(zhǔn)確地采集、檢測和處理電，網(wǎng)中各元件、局部或整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息；

(二)能根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)和系統(tǒng)各元件的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等指標(biāo)要求，為調(diào)度人員做出準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)和控制的決策提供依據(jù)；

(三)能實(shí)現(xiàn)整個(gè)電力系統(tǒng)的綜合協(xié)調(diào)，使電力系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，并提供優(yōu)質(zhì)的供電；

(四)電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)能提高工作效率，降低電力系統(tǒng)事故發(fā)生概率，延長設(shè)備使用壽命，能夠保障電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，尤其是能避免整個(gè)電力系統(tǒng)的崩潰和大面積停電等連鎖性事故發(fā)生。

六、電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等技術(shù)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)調(diào)動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)朝著模塊化、面向?qū)ο?、開放化、只能化合可視化等方面發(fā)展。

（一）模塊化與分布式。電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的重要思想就是模塊化和分布式。組件技術(shù)是一種標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的基礎(chǔ)，能夠?qū)崿F(xiàn)真正的分布式體系結(jié)構(gòu)，基于平臺(tái)層解決數(shù)據(jù)交換的異構(gòu)問題，是一種重要的電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)。

（二）面向?qū)ο蠹夹g(shù)。電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的目的就是為了能夠及時(shí)準(zhǔn)確地獲得電力系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息。面向?qū)ο蠹夹g(shù)是一種能很好的解決這個(gè)問題的技術(shù)先進(jìn)且能很好地遵循ClM的技術(shù)，但它的實(shí)現(xiàn)有一定的難度。

（三）電力系統(tǒng)調(diào)度綜合自動(dòng)化。全面建立調(diào)度數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，提高電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的綜合管理水平，使電力系統(tǒng)運(yùn)行達(dá)到最優(yōu)化，避免電力系統(tǒng)崩潰或大面積停電事故，提高電力系統(tǒng)的安全性和可靠性；建立并完善電氣事故處理體系，使事故停電時(shí)間降到最短，降低各種不必要的影響。

（四）無人化值守管理模式。建立無人值班綜合監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、安全性分析、狀態(tài)估計(jì)、負(fù)荷預(yù)測及遠(yuǎn)程調(diào)控等，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)報(bào)警，以便調(diào)度人員及時(shí)處理事故，從而保證電力系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)無人值守調(diào)度管理方式，減少值守人員，提高工作效率。

（五）智能化。智能化調(diào)度是未來電力系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。智能調(diào)度技術(shù)采用調(diào)度數(shù)據(jù)集成技術(shù)，能夠及時(shí)、有效地獲取電力系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)正常運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)測和優(yōu)化、預(yù)警和預(yù)防智能化控制、故障的智能判辨、故障的智能分析、故障的智能恢復(fù)等，最大限度實(shí)現(xiàn)全面、精細(xì)、及時(shí)、最優(yōu)的電力系統(tǒng)運(yùn)行與管理，以達(dá)到電力系統(tǒng)的調(diào)度、運(yùn)行和管理的智能化。

結(jié)語

本文首先簡要地?cái)⑹隽穗娏ο到y(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的重要性及電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員掌握相關(guān)技術(shù)的必要性。根據(jù)幾種電力系統(tǒng)調(diào)動(dòng)自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用，概述了電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)在國內(nèi)外的應(yīng)用狀況。從電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的基本特征出發(fā)，對幾種電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行了簡要的探討。最后，對今后電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。