電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化智能報(bào)警探討

陳雪梅

【摘 要】近年來，隨著國家電網(wǎng)的日益發(fā)展壯大，積累了充分的電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。但經(jīng)過分析這些經(jīng)驗(yàn)和資料來看，電力系統(tǒng)因其自身特性而很容易發(fā)生電網(wǎng)事故，這些事故都會(huì)影響到電網(wǎng)的安全運(yùn)行，從而對(duì)電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的要求就上升了一個(gè)層次。文章通過分析電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化智能報(bào)警系統(tǒng)的工作原理，指出其重要性，闡述了該報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)置要求、原則，最后結(jié)合實(shí)際案例對(duì)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化智能報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展提出了一些建議。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)調(diào)度；自動(dòng)化；智能報(bào)警系統(tǒng)

電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是指包括運(yùn)行軟件在內(nèi)的直接為電網(wǎng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)監(jiān)控與收集系統(tǒng)。隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)水平的不斷提高，變電站電力調(diào)度綜合自動(dòng)化系統(tǒng)和無人值班制度得到了大力推廣，與此同時(shí)，對(duì)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)監(jiān)控得到的信息的需求量也越來越大。電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境和控制管理不斷發(fā)展變化，要在確保正常運(yùn)行的同時(shí)，做好電力調(diào)度系統(tǒng)的安全警報(bào)也至關(guān)重要。

1.建立電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化智能報(bào)警系統(tǒng)的重要性

目前，全國各地變電站的無人值班制度和綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的改進(jìn)工作正在進(jìn)行中，迅速加大了信息的獲取量，其中以微機(jī)保護(hù)的綜合運(yùn)用、變電站遙控信息的變化尤為顯著。各種設(shè)備的具體位置信號(hào)、保護(hù)信號(hào)、壓板信息等的無人值班室接收的遙控信息量達(dá)到上千條，甚至更多。因此，對(duì)電力調(diào)度系統(tǒng)安全運(yùn)行的監(jiān)控要求也更為精準(zhǔn)，異常事故警報(bào)信息量也會(huì)有一定程度的提升。另一方面，電網(wǎng)容量的急劇上升，對(duì)電網(wǎng)調(diào)度的安全性、穩(wěn)定性等性能的要求也更高，這是為了方便操作人員能夠更快更準(zhǔn)地對(duì)實(shí)時(shí)異常事故信息進(jìn)行分析。

在規(guī)模較大的電力系統(tǒng)運(yùn)行中，調(diào)度操作人員需要對(duì)數(shù)量龐大的正在運(yùn)行的設(shè)備各項(xiàng)實(shí)時(shí)參數(shù)，內(nèi)容繁雜，需要高度集中精力，及時(shí)掌控電網(wǎng)異常情況。盡管這樣謹(jǐn)慎，只憑眼睛監(jiān)控仍無法避免疏忽遺漏，只有建立設(shè)備異常智能警報(bào)系統(tǒng)才能及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，迅速采取有效措施以防止安全事故的發(fā)生，并且，智能報(bào)警系統(tǒng)還能分擔(dān)調(diào)度員的重任，讓他們有更多的時(shí)間和精力去分析處理發(fā)生故障的設(shè)備、儀器。線路從過負(fù)荷到造成線路跳閘斷開，整個(gè)過程需要一定的時(shí)間和積累足夠的負(fù)荷增長(zhǎng)（環(huán)形電網(wǎng)線路未滿足N-1原則的情況下，因某條線路跳閘引起其他線路超過載荷而斷開的情況除外），而線路的后備保護(hù)設(shè)置一般為該線路最大載荷電流的1.43倍及以上。因此，在電網(wǎng)線路、運(yùn)行設(shè)備達(dá)到滿載時(shí)跳閘也需要一定的時(shí)間，若此時(shí)智能報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警及時(shí)提醒調(diào)度控制人員采取相關(guān)措施，就能夠有效避免線路安全事故的發(fā)生及擴(kuò)大。

2.自動(dòng)化智能報(bào)警系統(tǒng)的基本設(shè)置原則

智能報(bào)警系統(tǒng)一般按照分級(jí)分層預(yù)警的原則來設(shè)置：報(bào)警系統(tǒng)可劃分成三種預(yù)警系統(tǒng)，即正常操作預(yù)警系統(tǒng)、設(shè)備異常預(yù)警系統(tǒng)和事故告知預(yù)警系統(tǒng)。這三種預(yù)警系統(tǒng)都能夠以聲音和變色字閃爍的方式發(fā)出報(bào)警信息，以便調(diào)度人員清楚分辨預(yù)警類型，而采取相應(yīng)措施。

2.1正常操作預(yù)警系統(tǒng)

現(xiàn)階段，電網(wǎng)調(diào)度中心的自動(dòng)化報(bào)警系統(tǒng)只能夠簡(jiǎn)單地顯示線路開關(guān)的跳閘報(bào)警，無法辨別開關(guān)變位的原因是正常操作或線路故障，為此對(duì)預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。正常操作預(yù)警信息經(jīng)確認(rèn)后即可繼續(xù)運(yùn)行，且發(fā)出次要警告音，若是線路故障導(dǎo)致開關(guān)變位，預(yù)警系統(tǒng)就發(fā)出重要保護(hù)警告音，且警告信息一直閃爍。

2.2設(shè)備異常預(yù)警系統(tǒng)

設(shè)備內(nèi)部主變壓器電流和功率超過線路載荷時(shí)預(yù)警的設(shè)置原則為：根據(jù)主變壓器正常運(yùn)行參數(shù)設(shè)定一個(gè)安全值（一般為總負(fù)荷的90%～95%）。當(dāng)遙控監(jiān)測(cè)值超過該界限時(shí)，設(shè)備異常智能預(yù)警系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)彈出警告信息窗口，運(yùn)行參數(shù)的文字顯示顏色開始閃爍變化。設(shè)備電壓達(dá)到限制的預(yù)警設(shè)置原則是當(dāng)電壓超過臨界值時(shí)，電壓棒圖迅速開始變色，對(duì)調(diào)度人員提出預(yù)警。當(dāng)系統(tǒng)無功功率不能滿足運(yùn)行要求，且以電動(dòng)機(jī)符合為主時(shí)，通常會(huì)造成電壓過低，電動(dòng)機(jī)負(fù)荷會(huì)占用大部分的無功功率以緩解運(yùn)行障礙，導(dǎo)致無功功率更加不足，如果不能遏制任其進(jìn)入惡性循環(huán)，電網(wǎng)很容易崩潰。因此，為盡量避免在推廣電壓無功綜合控制裝置的同時(shí)產(chǎn)生的裝置運(yùn)行脫軌現(xiàn)象，要加強(qiáng)電網(wǎng)的電壓無功監(jiān)控，電壓智能預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)置非常必要。

2.3事故告知預(yù)警系統(tǒng)

發(fā)生電網(wǎng)事故時(shí)，線路開關(guān)自動(dòng)變位或跳閘，預(yù)警系統(tǒng)迅速顯示事故發(fā)生的準(zhǔn)確時(shí)間、位置以及線路附件的保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，發(fā)出事故警報(bào)音，設(shè)備連接打印機(jī)也會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，記錄并打印出報(bào)警信息。

3.結(jié)合案例分析目前電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化報(bào)警系統(tǒng)的改進(jìn)前景

在1995年，廣東省北部發(fā)生的“12·15”停電事故，影響范圍甚大，調(diào)查事故原因是韶關(guān)發(fā)電廠發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障，無法及時(shí)供應(yīng)電力需求，主要原因源于分線路與主線路的連接缺乏電網(wǎng)自動(dòng)化監(jiān)控，且預(yù)防和處理事故的措施較為落后。事故發(fā)生后，省電力局針對(duì)事故原因推出了一系列有效措施，對(duì)電網(wǎng)及電網(wǎng)電壓分布均進(jìn)行了自動(dòng)化監(jiān)控，加強(qiáng)了事故預(yù)防能力。

后來在1999年，電網(wǎng)調(diào)度人員通過電壓棒圖的監(jiān)控及時(shí)發(fā)現(xiàn)了廣州供電分公司茶山變電站中要求運(yùn)行電壓為110kV的母線實(shí)際電壓僅為101kV，加禾變電站也出現(xiàn)同樣的狀況，應(yīng)為110kV的1號(hào)、2號(hào)母線也只有91.4kV、90.7kV，已接近茶山區(qū)電網(wǎng)設(shè)定的最低負(fù)荷限定值。但幸虧有調(diào)度人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障信息，采取有效的處理措施調(diào)整線路負(fù)荷，及時(shí)向省中請(qǐng)求支援，增加電網(wǎng)的無功功率的輸送，最終有效解決了事故隱患。

盡管電力調(diào)度系統(tǒng)自動(dòng)化報(bào)警裝置有閃停功能，出現(xiàn)重大故障時(shí)能夠發(fā)出警告音、彈出警告信息畫面，在一定程度上可以加強(qiáng)電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的監(jiān)控，但在警報(bào)信息的篩選、詳細(xì)監(jiān)控局部系統(tǒng)運(yùn)行狀況以及制止事故發(fā)生的措施等方面仍存在缺陷，需要進(jìn)一步完善。

電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是指直接為電網(wǎng)運(yùn)行服務(wù)的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，包括在此系統(tǒng)運(yùn)行的應(yīng)用軟件。它基于計(jì)算機(jī)、通信、及控制技術(shù)，在線為各級(jí)電力調(diào)度機(jī)構(gòu)生產(chǎn)運(yùn)行人員提供電力系統(tǒng)運(yùn)行信息、分析決策工具和控制手段。

改造完成，該系統(tǒng)采用是Client/Server主從分布式體系結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)遵循一體化設(shè)計(jì)思想，在統(tǒng)一的實(shí)時(shí)信息服務(wù)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，可靈活擴(kuò)展、集成和整合SCADA、PAS、DMS于一體的能力，各種應(yīng)用功能的實(shí)現(xiàn)和使用具備統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫模型、人機(jī)交換界面，有效的保證了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性和可靠性。

系統(tǒng)除具備常規(guī)的SCADA功能，即：數(shù)據(jù)采集功能、控制、計(jì)算、事件記錄及處理、人機(jī)界面、報(bào)警處理、趨勢(shì)記錄、拓?fù)渲?、歷史數(shù)據(jù)管理、報(bào)表打印、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、模擬屏控制、系統(tǒng)時(shí)鐘等功能外，還具備一些面向電網(wǎng)分析和控制的高級(jí)應(yīng)用功能（PAS），如：網(wǎng)絡(luò)建模、狀態(tài)估計(jì)、調(diào)度員潮流、負(fù)荷預(yù)報(bào)等。該系統(tǒng)功能強(qiáng)，使用方便靈活，畫面清晰度高，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，遙測(cè)準(zhǔn)確，遙信變位及事件記錄反應(yīng)正確及時(shí)，能夠全面反映電網(wǎng)的運(yùn)行情況，為調(diào)度員做好安全、經(jīng)濟(jì)的調(diào)度提供了可靠的依據(jù)。

綜上所述，電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化智能報(bào)警系統(tǒng)的創(chuàng)建與改進(jìn)，不僅提醒了調(diào)度人員設(shè)備的異常信息，還能夠杜絕導(dǎo)致電網(wǎng)崩潰的安全隱患，大大減少了事故處理時(shí)間，做到“早預(yù)防、早解決”，為人們的日常生活帶來了極大的方便。為此，變電站要不斷加強(qiáng)智能預(yù)警系統(tǒng)，以提高工作效率，是電網(wǎng)能夠經(jīng)濟(jì)、安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

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