淺析縣級電網(wǎng)的電力自動(dòng)化現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

【摘 要】本文針對于縣級電網(wǎng)的調(diào)配一體化技術(shù)進(jìn)行論述，由一個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)調(diào)度和配網(wǎng)功能，成功地實(shí)現(xiàn)了縣級電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化和配電自動(dòng)化的統(tǒng)一，比較適合目前縣級電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化及配電自動(dòng)化現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢，并有一定的前瞻性。

【關(guān)鍵詞】縣級電網(wǎng)；電力自動(dòng)化；系統(tǒng)概念；特色

1 縣級電網(wǎng)一體化系統(tǒng)的概念

縣級電網(wǎng)調(diào)配一體化系統(tǒng)是將調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)和配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)通過統(tǒng)一的平臺進(jìn)行整合，集成于一個(gè)開放式的開發(fā)環(huán)境中，在保證系統(tǒng)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)一體化。

系統(tǒng)管理管轄范圍內(nèi)的所有變電站和配電線路，對站內(nèi)、站外實(shí)時(shí)信息統(tǒng)一監(jiān)控，對站內(nèi)、站外設(shè)備信息統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的統(tǒng)一管理。

新一代調(diào)配一體化系統(tǒng)是基于IEC 61970和IEC 61968國際標(biāo)準(zhǔn)的、考慮變電站調(diào)度和配網(wǎng)線路自動(dòng)化的日常功能并充分考慮配調(diào)日常工作實(shí)用性的、完全跨平臺的新一代調(diào)配一體化系統(tǒng)，對變電站和配電網(wǎng)進(jìn)行在線和離線的智能化監(jiān)控與管理，強(qiáng)調(diào)調(diào)度和配網(wǎng)自動(dòng)化，真正提高供電可靠性、供電質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量，提高配網(wǎng)調(diào)度日常工作效率，提高供電企業(yè)自身的經(jīng)濟(jì)效益和管理水平。

新一代調(diào)配一體化系統(tǒng)從供電企業(yè)的日常應(yīng)用出發(fā)，實(shí)現(xiàn)的不再是單一的配電自動(dòng)化功能，而是實(shí)現(xiàn)調(diào)度、饋線自動(dòng)化、管理和服務(wù)等全方位功能的綜合應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)SCADA/DA、GIS、配電運(yùn)行管理的全面自動(dòng)化。

2 縣級電網(wǎng)運(yùn)用一體化調(diào)配系統(tǒng)的優(yōu)勢

2.1 功能合理、管理和使用方便

避免了兩套系統(tǒng)的SCADA功能重復(fù)、維護(hù)量大、前置系統(tǒng)通信接線復(fù)雜的情況；系統(tǒng)界面風(fēng)格統(tǒng)一，系統(tǒng)整體可靠性高；便于實(shí)施二次安全防護(hù)體系；系統(tǒng)具備豐富的功能和良好的擴(kuò)展性和易用性，并在體系結(jié)構(gòu)和通信接口等多方面符合國際標(biāo)準(zhǔn)。形成實(shí)用性強(qiáng)、功能協(xié)調(diào)完善、高效、靈活、結(jié)構(gòu)緊密的統(tǒng)一信息平臺體系；電網(wǎng)調(diào)配運(yùn)行管理更加科學(xué)、高效，自動(dòng)化應(yīng)用水平將顯著提高，促進(jìn)電力企業(yè)科技應(yīng)用和現(xiàn)代化管理發(fā)展。

2.2 提高電網(wǎng)安全運(yùn)行水平和供電可靠性

一體化系統(tǒng)的實(shí)用化運(yùn)行能夠使調(diào)度員更及時(shí)地發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障隱患并采取相應(yīng)的有效措施，降低事故發(fā)生率，保證電網(wǎng)安全運(yùn)行。一旦電網(wǎng)發(fā)生事故，值班員可以迅速通過調(diào)、配一體化系統(tǒng)啟動(dòng)故障處理預(yù)案，避免事故擴(kuò)大化，縮短停電時(shí)間。調(diào)度員可以及時(shí)全面地了解電網(wǎng)當(dāng)前運(yùn)行工況，在電網(wǎng)事故中能及時(shí)斷開故障點(diǎn)并隔離故障區(qū)域，從而快速避免事故的擴(kuò)大化。

2.3 優(yōu)化調(diào)度管理

調(diào)、配一體化系統(tǒng)為調(diào)度運(yùn)行人員提供了先進(jìn)的調(diào)度和控制技術(shù)手段，使其能夠全方位掌控電網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)、優(yōu)化調(diào)度方案、控制潮流、調(diào)節(jié)電壓無功運(yùn)行水平、提高電能質(zhì)量、降低線損。

2.4 便于數(shù)據(jù)交互、共享

徹底消除多島效應(yīng)所帶來的負(fù)面影響，使大量電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)時(shí)信息和生產(chǎn)管理信息資源達(dá)到最大化和最優(yōu)方式的共享。一體化系統(tǒng)采用同一底層數(shù)據(jù)庫，共享一套數(shù)據(jù)，從根本上做到數(shù)據(jù)的一致性，用戶所做的數(shù)據(jù)維護(hù)工作均為一次性定義，減少了維護(hù)難度和工作量。

2.5 節(jié)省投資

1）系統(tǒng)本身投資減少。分散建設(shè)自動(dòng)化系統(tǒng)存在成本高、協(xié)調(diào)運(yùn)行困難等弊端，而且系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)行必須完成相互間的通信接口等附加工作。一體化系統(tǒng)對于主站只需要一套計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并且數(shù)據(jù)直接交互，提高了性價(jià)比，解決了分散系統(tǒng)的其他弊端。

2）系統(tǒng)維護(hù)投資減少。系統(tǒng)維護(hù)和運(yùn)行人員可以簡化，節(jié)省人員成本，在減少自動(dòng)化系統(tǒng)本身運(yùn)行維護(hù)成本方面，一體化系統(tǒng)效益也優(yōu)于分散互聯(lián)系統(tǒng)。

2.6 管理體制簡單、工作效率高

調(diào)度體制、變電體制和企業(yè)管理機(jī)制的變革需要新的技術(shù)平臺支撐，彰顯技術(shù)和管理優(yōu)勢。同時(shí)技術(shù)進(jìn)步又極大推動(dòng)企業(yè)科技進(jìn)步和更高管理目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。中小地區(qū)調(diào)度中心，特別是縣級調(diào)、控中心采用調(diào)配一體化技術(shù)，可以在經(jīng)濟(jì)性、先進(jìn)性、運(yùn)行管理維護(hù)和綜合應(yīng)用方面取得明顯優(yōu)勢，性價(jià)比、技術(shù)水平、實(shí)用化功能更高、更強(qiáng)。

3 縣級電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的一體化特色

3.1 系統(tǒng)平臺一體化

系統(tǒng)遵循最新的國際標(biāo)準(zhǔn)，采用最新的計(jì)算機(jī)技術(shù)，支持電力系統(tǒng)二次一體化的開發(fā)平臺，多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)共同基于統(tǒng)一應(yīng)用平臺，為電力企業(yè)提供跨專業(yè)的全面的自動(dòng)化解決方案。

一體化平臺實(shí)現(xiàn)調(diào)配系統(tǒng)的一體化建模，把變電站一次設(shè)備和配電一次設(shè)備建模統(tǒng)一起來，把配網(wǎng)調(diào)度專業(yè)與保護(hù)及其他專業(yè)有機(jī)地結(jié)合起來，避免維護(hù)人員重復(fù)工作，信息更豐富、更及時(shí)，與遠(yuǎn)動(dòng)信息的結(jié)合更好，告警更準(zhǔn)確。

3.2 數(shù)據(jù)采集處理一體化

系統(tǒng)可以很方便地接入綜自、變電站RTU、配電子站、配電終端等數(shù)據(jù)，也可以方便接收其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

一體化的前置系統(tǒng)統(tǒng)一采集調(diào)配數(shù)據(jù)：變電站數(shù)據(jù)、配網(wǎng)數(shù)據(jù)、臺變數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集，主站統(tǒng)一獲取變電站和配電網(wǎng)的實(shí)時(shí)信息，從整體上對變、配電進(jìn)行監(jiān)視和控制。一體化系統(tǒng)基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺，底層數(shù)據(jù)唯一，共享一套數(shù)據(jù)，從根本上做到數(shù)據(jù)的一致性，減少維護(hù)難度和工作量。

3.3 圖形一體化

所有的圖形編輯方式和在線操作方式完全一樣，所有設(shè)備的監(jiān)控、管理都可以在各類圖形上進(jìn)行，進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)度和工作管理，大大提高調(diào)度和工作管理的方便性，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行的一體化管理。

基于統(tǒng)一圖形平臺和數(shù)據(jù)平臺，一體化實(shí)現(xiàn)站內(nèi)站外不同場合的圖形應(yīng)用，使得系統(tǒng)圖形和數(shù)據(jù)可以從底層實(shí)現(xiàn)各應(yīng)用間的關(guān)聯(lián)和交互，使系統(tǒng)維護(hù)的唯一性得到保證；接線圖與地理信息圖統(tǒng)一維護(hù)；圖形維護(hù)入口唯一，只需要維護(hù)一次，在調(diào)配系統(tǒng)中就可以自動(dòng)同步。

3.4 設(shè)備管理一體化

實(shí)現(xiàn)設(shè)備屬性維護(hù)的一體化管理，以配網(wǎng)地理信息為基礎(chǔ)，基于統(tǒng)一平臺實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理，從底層數(shù)據(jù)層保證了調(diào)度和配網(wǎng)設(shè)備參數(shù)維護(hù)和管理的一致性，按統(tǒng)一編碼格式進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。設(shè)備數(shù)據(jù)統(tǒng)一維護(hù)，只需要維護(hù)一次，就可以自動(dòng)與調(diào)配系統(tǒng)同步。

實(shí)現(xiàn)和GIS圖形、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)相結(jié)合的設(shè)備管理，和實(shí)時(shí)系統(tǒng)完全融合的設(shè)備管理功能使用戶可以管理所有調(diào)度、配網(wǎng)相關(guān)設(shè)備及相關(guān)數(shù)據(jù)，包括：變電站、配網(wǎng)、臺變等多種設(shè)備，覆蓋面廣，并且設(shè)備管理方式實(shí)現(xiàn)定制化，適應(yīng)性強(qiáng)。和GIS圖形緊密結(jié)合，提供各種圖數(shù)互查方式，匯集了大多數(shù)用戶可能進(jìn)行的操作方式，極大地方便了查詢統(tǒng)計(jì)操作。

3.5 調(diào)配功能一體化

1）一體化的SCADA功能。基于調(diào)配集統(tǒng)一模型進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視和控制，操作方式統(tǒng)一處理；基于圖模庫的聯(lián)合事故追憶，從變電站到饋線的聯(lián)合事故重演，完全重演事故發(fā)生時(shí)的場景。包括：當(dāng)時(shí)的圖形、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)等；一體化的智能告警技術(shù)。

2）一體化的動(dòng)態(tài)拓?fù)渲淖冸娬镜金伨€統(tǒng)一進(jìn)行拓?fù)渲?，同步?jì)算并刷新；開關(guān)、刀閘變位和人工分合都能觸發(fā)拓?fù)渲２煌伾珔^(qū)分不同電壓等級、不同數(shù)據(jù)狀態(tài)；顏色可自定義，狀態(tài)優(yōu)先級可調(diào)整。

3）一體化電網(wǎng)分析。基于IEC61970 CIM模型和IEC 61968 CIM擴(kuò)展模型對輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一電網(wǎng)建模，基于該一體化模型，對輸配電一體化電網(wǎng)進(jìn)行各種電網(wǎng)分析，包括：網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、狀態(tài)估計(jì)、調(diào)度員潮流等。

4）主站的一體化DA功能。主要功能是實(shí)現(xiàn)饋線段的故障檢測、定位、隔離與恢復(fù)。對一次設(shè)備要求比較高，可以先選擇幾條線路進(jìn)行試點(diǎn)運(yùn)行。智能化實(shí)時(shí)拓?fù)溆?jì)算，速度快、通用性強(qiáng)，適用于任何形式的配電網(wǎng)絡(luò)接線方式，自動(dòng)識別各種故障，獲得最優(yōu)故障處理方案和最高的安全保證，并進(jìn)行快速隔離和恢復(fù)，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)饋線段的故障檢測、定位、隔離與恢復(fù)。

5）一體化基于GIS的運(yùn)行管理功能。自動(dòng)化系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的GIS和SCADA系統(tǒng)都沒有完全涵蓋調(diào)配人員的日常工作，調(diào)配人員很大一部分工作是調(diào)度和配網(wǎng)的管理工作，包括：線損管理、巡視管理、計(jì)劃檢修、調(diào)度計(jì)劃制定、事故處理、智能操作票、操作日志、交接班等。運(yùn)行管理功能就是在SCA-DA實(shí)時(shí)平臺上，基于GIS圖形，一體化實(shí)現(xiàn)調(diào)度和配網(wǎng)的各種管理功能，從調(diào)配最終應(yīng)用考慮，實(shí)用性強(qiáng)，可以真正提高調(diào)配工作效率。

6）一體化的Web瀏覽。在瀏覽器上對調(diào)度、配網(wǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行一體化瀏覽和查詢，圖形、曲線、報(bào)表、模型、權(quán)限等與調(diào)度臺統(tǒng)一維護(hù)，實(shí)現(xiàn)二維表、餅圖、棒圖等復(fù)雜控件的SVG顯示和操作；安全配置符合二次安全防護(hù)的要求。

3.6 標(biāo)準(zhǔn)一體化

制定標(biāo)準(zhǔn)的接口規(guī)范，以滿足不同地區(qū)由不同廠家建設(shè)的系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享要求；系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)調(diào)度和配網(wǎng)一體化的標(biāo)準(zhǔn)接口，便于不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享，便于各地區(qū)的系統(tǒng)推廣。

4 結(jié)束語

隨著電網(wǎng)的發(fā)展，分項(xiàng)技術(shù)日益成熟，調(diào)配一體化技術(shù)在縣級電網(wǎng)的應(yīng)用也越來越多，結(jié)合縣級電網(wǎng)運(yùn)用一體化調(diào)配系統(tǒng)的優(yōu)勢和電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的一體化特色分析，同時(shí)通過部分兄弟企業(yè)的時(shí)間表明，縣級電網(wǎng)電力自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)給企業(yè)帶來較好的經(jīng)濟(jì)效益。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉健，等，編著.配電自動(dòng)化系統(tǒng)[M].中國水利水電出版社，2003.

[責(zé)任編輯：丁艷]