試析電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的功能與結(jié)構(gòu)

【摘要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活用電的不斷增長(zhǎng)，人們對(duì)供電的電能質(zhì)量和可靠性的要求不斷提高，在此形勢(shì)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。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；調(diào)度自動(dòng)化；功能；結(jié)構(gòu)

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(cè)、決策和控制功能的裝置、通過信號(hào)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)對(duì)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。

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(duì)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)。

三、電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的任務(wù)

實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、處理和控制；對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行在線的安全監(jiān)視；具有參數(shù)越限和開關(guān)變位告警、顯示、記錄、打印制表、事件順序記錄、事故追憶、統(tǒng)計(jì)計(jì)算及歷史數(shù)據(jù)存貯等功能；對(duì)電力系統(tǒng)中的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)方操作和調(diào)節(jié)。

四、電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的功能

（1）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(duì)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(duì)電力系統(tǒng)異常或事故的自動(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)。（2）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(duì)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。（3）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(duì)用戶可靠供電的一種調(diào)度方法。（4）自動(dòng)發(fā)電控制。自動(dòng)發(fā)電控制利用調(diào)度監(jiān)控計(jì)算機(jī)、通道、遠(yuǎn)方終端、執(zhí)行（分配）裝置、發(fā)電機(jī)組自動(dòng)化裝置等組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)、調(diào)整電力系統(tǒng)的頻率，以控制發(fā)電機(jī)出力?？刂品绞揭话悴捎寐?lián)絡(luò)線凈交換功率偏差和頻率偏差控制方式(TBC)。這種控制方式的優(yōu)點(diǎn)是：各控制地區(qū)根據(jù)其區(qū)域控制誤差(ACE)控制地區(qū)內(nèi)的調(diào)整電廠，自行平衡其負(fù)荷波動(dòng)。按靜態(tài)來說，基本上不波及其他區(qū)域；按動(dòng)態(tài)來說，又能支援鄰區(qū)電力系統(tǒng)。

五、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

（1）信息采集與控制子系統(tǒng)。信息采集與控制子系統(tǒng)主要是對(duì)采集到的信息進(jìn)行處理、加工。一是計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)配置主要分為分層式和分布式。其中分層式包括前置機(jī)，主要負(fù)責(zé)各廠站遠(yuǎn)動(dòng)終端的通信并取得信息；主控機(jī)，擔(dān)任SCADA任務(wù)；后臺(tái)機(jī)，擔(dān)任安全分析和經(jīng)濟(jì)計(jì)算等任務(wù)。而分布式配置是把各種功能分散到多臺(tái)計(jì)算機(jī)中去，由局域網(wǎng)LAN將各臺(tái)計(jì)算機(jī)連接起來，各臺(tái)計(jì)算機(jī)之間通過LAN交換數(shù)據(jù)，備用機(jī)同樣連在局域網(wǎng)絡(luò)上，并可隨時(shí)承擔(dān)同類故障機(jī)或預(yù)定的其它故障機(jī)的任務(wù)。二是計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件、支持軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)、語言編譯和其它服務(wù)程序；支持軟件主要有數(shù)據(jù)庫(kù)管理、網(wǎng)絡(luò)通信、人機(jī)聯(lián)系管理、備用計(jì)算機(jī)切換管理等服務(wù)性軟件；應(yīng)用軟件是最終實(shí)現(xiàn)調(diào)度自動(dòng)化各種功能的軟件，包括SCADA軟件，自動(dòng)發(fā)電控制和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行軟件，安全分析和對(duì)策軟件等。（2）人機(jī)聯(lián)系子系統(tǒng)。人機(jī)聯(lián)系子系統(tǒng)主要是完成顯示、人機(jī)交互、記錄和報(bào)警等任務(wù)。主要設(shè)備有彩色屏幕顯示器、動(dòng)態(tài)模擬屏、打印機(jī)、記錄儀表和拷貝機(jī)以及音響報(bào)警器等。動(dòng)態(tài)模擬屏顯示所轄調(diào)度區(qū)域電力系統(tǒng)的全貌和最關(guān)鍵的開關(guān)狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)，是監(jiān)視電力系統(tǒng)運(yùn)行的傳統(tǒng)手段?，F(xiàn)在，由計(jì)算機(jī)和模擬屏接口把燈光、報(bào)警、數(shù)字顯示信號(hào)送到模擬屏上顯示。（3）信息采集與命令執(zhí)行子系統(tǒng)。信息采集與命令執(zhí)行子系統(tǒng)由分布在電力系統(tǒng)中各廠站的遠(yuǎn)動(dòng)終端RTU和調(diào)度中心的前置處理機(jī)組成。RTU是遠(yuǎn)離調(diào)度端對(duì)發(fā)電廠或者變電所現(xiàn)場(chǎng)信息實(shí)現(xiàn)檢測(cè)和控制的裝置。RTU由微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)廠站端的信息采集并通過信息傳輸通道發(fā)送到調(diào)度中心，同時(shí)也執(zhí)行調(diào)度中心計(jì)算機(jī)下達(dá)的遙控遙調(diào)命令。

參 考文獻(xiàn)

[1]王曉梅．電力系統(tǒng)縣級(jí)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的研究[J]．華北電力技術(shù)．2005

[2]章?。娏w統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)現(xiàn)狀研究與發(fā)展[J]．北京電力高等莊客學(xué)校學(xué)報(bào)．2010