電網(wǎng)自動(dòng)化控制的技術(shù)關(guān)鍵

何新華

（河南省鄲城縣電業(yè)局 河南 鄲城 477150）

0 引言

進(jìn)入21世紀(jì)，微電子技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)也隨著這些技術(shù)得到巨大的發(fā)展。特別是近幾年，自動(dòng)化已經(jīng)成為了熱門話題，電力工業(yè)各部門高度重視，以應(yīng)用到電力系統(tǒng)當(dāng)中去，并漸漸成為我國(guó)電力工業(yè)做技術(shù)進(jìn)步的重點(diǎn)方向之一。隨著我國(guó)電力工業(yè)和電力系統(tǒng)的發(fā)展，對(duì)變電站的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求越來越高，實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動(dòng)化，可提高電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，減少基建投資，并為推廣變電站無人值班提供了手段；隨著電網(wǎng)復(fù)雜程度的增加，各級(jí)調(diào)度中心要求更多的信息，以便及時(shí)掌握電網(wǎng)及變電站的運(yùn)行情況。同時(shí)，為提高變電站的可控性，要求采用更多的遠(yuǎn)方集中控制、集中操作和反事故措施等；我們可以利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)等，提供先進(jìn)的技術(shù)裝備，可改變傳統(tǒng)的二次設(shè)備模式，實(shí)現(xiàn)信息共享，簡(jiǎn)化系統(tǒng)，減少電纜，減少占地面積；并且對(duì)變電站進(jìn)行全面的技術(shù)改造。推進(jìn)變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)可以輕松實(shí)現(xiàn)以上設(shè)想，提高變電站工作的效率，所以電站自動(dòng)化技術(shù)得到了日新月異的發(fā)展。對(duì)于電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)，自動(dòng)化是相對(duì)于整個(gè)變電站的二次設(shè)備來說的，包括各種微機(jī)繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)重合閘裝置、低頻自動(dòng)減負(fù)荷裝置、備用電源自投裝置、以及遠(yuǎn)動(dòng)裝置等，它們利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)全變電站的主要設(shè)備和輸、配電線路的自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量、自動(dòng)控制和微機(jī)保護(hù)，以及與調(diào)度通信等綜合性的自動(dòng)化系統(tǒng)，它集保護(hù)、測(cè)量、控制、調(diào)節(jié)、通信、調(diào)度于一體。下面，我們就針對(duì)電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的分析與概括，并對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行概括性的陳述。

1 電網(wǎng)自動(dòng)化的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

現(xiàn)代電網(wǎng)自動(dòng)化所涉及的內(nèi)容范圍比較廣泛，系統(tǒng)比較復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)起來有一定的難度。鑒于此，我們將電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)分為以下幾個(gè)步驟和主要內(nèi)容。

1.1 電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)中運(yùn)行監(jiān)視的實(shí)現(xiàn)

為了安全、經(jīng)濟(jì)調(diào)度和控制提供依據(jù)，必須對(duì)電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)以保證安全運(yùn)行為中心的運(yùn)行監(jiān)視，就是安全監(jiān)控。安全監(jiān)控室調(diào)度中心掌握電網(wǎng)正常運(yùn)行工況、異常及事故狀態(tài)的重要手段，已確保各個(gè)環(huán)節(jié)滿足有關(guān)法規(guī)、規(guī)程的要求和調(diào)度的需求。

網(wǎng)調(diào)、省調(diào)要監(jiān)視電網(wǎng)的頻率、電壓、潮流、發(fā)電與負(fù)荷容量、電量、水情河水位等參數(shù)；監(jiān)視斷路器、隔離開關(guān)、帶負(fù)荷調(diào)壓變壓器調(diào)壓分接頭以及發(fā)電機(jī)組等設(shè)備的自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的工作位置狀態(tài)，主要保護(hù)河岸全自動(dòng)裝置的動(dòng)作狀態(tài)等信息。地、縣調(diào)和集控站運(yùn)行監(jiān)視的內(nèi)容相對(duì)少一些，但對(duì)于大型的地調(diào)，所需的信息量仍然較多。運(yùn)行監(jiān)視的內(nèi)容通過屏幕顯示、動(dòng)態(tài)調(diào)度模擬屏、打印、拷貝、記錄及繪圖等多種手段。

1.2 電網(wǎng)自動(dòng)化的經(jīng)濟(jì)調(diào)度技術(shù)實(shí)現(xiàn)

電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度的目的是，在滿足運(yùn)行安全和供電質(zhì)量要求的條件下，合理地利用現(xiàn)有能源和設(shè)備，以最少的燃料成本，盡可能提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)保證安全發(fā)供電。因此，網(wǎng)調(diào)和省調(diào)要在按規(guī)定保證電網(wǎng)的頻率和電壓質(zhì)量的前提下，使發(fā)電煤耗、水耗及網(wǎng)損最小，即發(fā)電成本最低，同時(shí)又能保證一定的備用容量，因而網(wǎng)調(diào)和省調(diào)要進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)負(fù)荷與最佳負(fù)荷分配，制定發(fā)電機(jī)華語負(fù)荷曲線提供依據(jù)；實(shí)現(xiàn)水庫(kù)經(jīng)濟(jì)調(diào)度與最優(yōu)潮流分配，為在最佳水能水量綜合利用的條件下，使水耗與網(wǎng)損最小。

對(duì)于地調(diào)，則以實(shí)現(xiàn)負(fù)荷管理及其經(jīng)濟(jì)分配為基本內(nèi)容，還要定時(shí)進(jìn)行電壓水平和無功功率分配的優(yōu)化運(yùn)算，用以提高電壓質(zhì)量、降低網(wǎng)損，在尖峰負(fù)荷時(shí)要平衡饋線負(fù)荷以降低線損，在有條件的地區(qū)電網(wǎng)內(nèi)，還要實(shí)現(xiàn)降壓變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)小型梯級(jí)水電廠的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等內(nèi)容。經(jīng)濟(jì)調(diào)度的各種內(nèi)容，需要同運(yùn)行監(jiān)視、自動(dòng)控制、安全分析密切結(jié)合才能付諸實(shí)施。

1.3 電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的安全分析

進(jìn)行安全分析是對(duì)電網(wǎng)在正常和異常運(yùn)行的狀態(tài)進(jìn)行分析及對(duì)事故發(fā)生前的狀態(tài)預(yù)測(cè)和事故發(fā)生后的狀態(tài)分析，是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要內(nèi)容。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生事故后，在實(shí)現(xiàn)事故順序記錄、事故追憶等功能的基礎(chǔ)上，通過分析，跟蹤事故的發(fā)展、參數(shù)的變化，保護(hù)和自動(dòng)裝置及斷路器的動(dòng)作情況，從而提出事故處理的對(duì)策，以達(dá)到縮短事故處理時(shí)間，防止事故擴(kuò)大的目的。在地區(qū)電網(wǎng)發(fā)生事故時(shí)，還可以通過對(duì)配電網(wǎng)的故障分析和實(shí)現(xiàn)在線預(yù)操作，及時(shí)處理事故，改善地區(qū)電網(wǎng)的安全運(yùn)行水平。此外，通過調(diào)度員的培訓(xùn)模擬，進(jìn)行事故預(yù)想與事故演習(xí)，有效地提高調(diào)度人員運(yùn)用調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)處理事故的臨戰(zhàn)能力。

1.4 自動(dòng)控制

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)控制是在運(yùn)行監(jiān)視的基礎(chǔ)上，對(duì)電網(wǎng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行實(shí)施調(diào)節(jié)或控制?？刂菩盘?hào)自上而下發(fā)送給廠、所或下級(jí)調(diào)度。這類控制范圍很廣，但主要是對(duì)斷路器及其它發(fā)送發(fā)變電設(shè)備，例如，發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)、帶負(fù)荷調(diào)壓變壓器、電力補(bǔ)償設(shè)備等，通過調(diào)度人員實(shí)現(xiàn)遙控、遙調(diào)或自動(dòng)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的閉環(huán)控制或調(diào)節(jié)。

2 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的作用

電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)包括遠(yuǎn)動(dòng)裝置和調(diào)度主站系統(tǒng)，是用來監(jiān)控整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的。為使調(diào)度人員統(tǒng)觀全局，運(yùn)籌全網(wǎng)，有效地指揮電網(wǎng)安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化已成為調(diào)度現(xiàn)代電網(wǎng)的重要手段，其作用主要有以下三個(gè)方面：

1）對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行狀態(tài)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，通過調(diào)度人員監(jiān)視和控制電網(wǎng)的周波、電壓、潮流、負(fù)荷與出力；主設(shè)備的位置狀況及水、熱能等方面的工況指標(biāo)，使之符合規(guī)定，保證電能質(zhì)量和用戶計(jì)劃用電、用水和用汽的要求。

2）對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)調(diào)度。在對(duì)電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)控的基礎(chǔ)上，通過調(diào)度自動(dòng)化的手段實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度，以達(dá)到降低損耗、節(jié)省能源，多發(fā)電、多供電的目的。

3）對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)安全分析和事故處理。導(dǎo)致電網(wǎng)發(fā)生故障或異常運(yùn)行的因素非常復(fù)雜，且過程十分迅速，如不能及時(shí)預(yù)測(cè)、判斷或處理不當(dāng)，不但可能危及人身和設(shè)備安全，甚至?xí)闺娋W(wǎng)瓦解崩潰，造成大面積停電，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來嚴(yán)重?fù)p失。為此，必須增強(qiáng)調(diào)度自動(dòng)化手段，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的安全分析，提供事故處理對(duì)策和相應(yīng)的監(jiān)控手段，防止事故發(fā)生以便及時(shí)處理事故，避免或減少事故造成的重大損失。

3 總結(jié)與展望

隨著技術(shù)的發(fā)展，電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)將在電網(wǎng)的智能化上起到越來越重要的作用。為電網(wǎng)更好的服務(wù)于生產(chǎn)生活提供技術(shù)支持。隨著我家十二五期間對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的投入加大，電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)也將會(huì)得到很好的支持并會(huì)有很好的發(fā)展。針對(duì)上述電網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)的幾個(gè)基本內(nèi)容和步驟之間是緊密相關(guān)的，不論哪一級(jí)調(diào)度中心都必須以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的全面運(yùn)行監(jiān)視為前提，根據(jù)各自的特點(diǎn)和需要，積極充實(shí)完善，以達(dá)到實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度的目的。從而更好地實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的智能化。