電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化應(yīng)用與優(yōu)化

廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司賀州供電局 羅騰鴻

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化應(yīng)用與優(yōu)化

廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司賀州供電局 羅騰鴻

隨著中國經(jīng)濟(jì)快速有效持續(xù)的發(fā)展，一些大中型城市的用電量也逐步攀升，傳統(tǒng)的電網(wǎng)模式已經(jīng)難以滿足目前的生產(chǎn)生活的需要，必須將電網(wǎng)發(fā)展成為輸電，變電等多種混合一體的完整功能和用途綜合能力做出相應(yīng)的提高以達(dá)到需求。隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展，一定程度上也刺激了電網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展，引進(jìn)新的管理理念，建設(shè)科技技術(shù)含量更高的設(shè)備，改進(jìn)功能實(shí)用性的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，不僅對(duì)人們的生產(chǎn)生活有著很重要的意義，同時(shí)也會(huì)在一定程度上促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展提供有力的條件。

電網(wǎng)；調(diào)度自動(dòng)化；應(yīng)用；優(yōu)化

引言

國內(nèi)的電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)比較緩慢，從最初的相對(duì)簡(jiǎn)單的微機(jī)管理發(fā)展到使用多個(gè)變電站相對(duì)獨(dú)立工作自動(dòng)化系統(tǒng)和電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，尤其是最近幾年科學(xué)技術(shù)的不斷革新和發(fā)展，同時(shí)也促進(jìn)帶動(dòng)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化數(shù)據(jù)處理，傳輸技術(shù)，采集技術(shù)等不同的技術(shù)達(dá)到了一個(gè)全新的領(lǐng)域。

一、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)基礎(chǔ)解析

調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是為電網(wǎng)的正常運(yùn)行提供數(shù)據(jù)采集及電網(wǎng)正常運(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控服務(wù)，能夠有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)各級(jí)電網(wǎng)運(yùn)行人員的有效支撐，為運(yùn)行人員正確操作提供支持，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行人員的有效決策，確保整個(gè)電力系統(tǒng)操作正常。調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是整個(gè)電網(wǎng)的焦點(diǎn)，自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要有調(diào)控中心、主站、站端以及信息通道傳輸?shù)炔糠纸M成。依據(jù)整個(gè)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)信息傳輸功能的分歧，將調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)分為采集子體系、傳輸子體系、人機(jī)聯(lián)系子體系及信息處理子體系等多個(gè)體系。

二、電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的基本應(yīng)用剖析

1.SCADA系統(tǒng)的應(yīng)用功能

SCADA系統(tǒng)主要是在統(tǒng)一的支撐平臺(tái)下電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)具體應(yīng)用，也是EMS系統(tǒng)中最為基本的一個(gè)應(yīng)用，其主要實(shí)現(xiàn)了對(duì)電網(wǎng)高性能、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)監(jiān)控功能。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，能夠完成電網(wǎng)電壓等級(jí)的設(shè)定、調(diào)度口令命令以及系統(tǒng)工作站的安全管理等功能。電網(wǎng)中任何對(duì)設(shè)備的操作都能準(zhǔn)確在SCADA系統(tǒng)中進(jìn)行記錄，并且能夠?qū)⒂涗涍M(jìn)行打印。在對(duì)電網(wǎng)任何設(shè)備進(jìn)行操作前系統(tǒng)都會(huì)進(jìn)行安全性和相關(guān)命令口令的檢查，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)處理和調(diào)節(jié)，并能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜褪鹿首窇浀裙δ?。通過SCADA系統(tǒng)還能夠?qū)﹄娋W(wǎng)實(shí)現(xiàn)“四遙”功能，其主要依靠在各個(gè)變電站和發(fā)電廠中所放置的RTU和監(jiān)控設(shè)備完成。在調(diào)度主站端的SCADA系統(tǒng)能夠完成對(duì)數(shù)據(jù)通道相關(guān)數(shù)據(jù)的收集，實(shí)現(xiàn)RTU或電網(wǎng)電氣量信息的查看，并利用主站端的SCADA功能實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)電廠及變電站進(jìn)行數(shù)據(jù)控制。站端的綜自設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)主站命令的有效接收，并結(jié)合自身的功能來完成站端設(shè)備的控制。

2.AVC系統(tǒng)的應(yīng)用功能

（1）全網(wǎng)無功優(yōu)化

當(dāng)?shù)貐^(qū)電網(wǎng)內(nèi)各級(jí)變電站電壓處在合格范圍內(nèi)時(shí)，控制本級(jí)電網(wǎng)內(nèi)無功功率流向合理，達(dá)到無功功率分層就地平衡,提高受電功率因數(shù)。同電壓等級(jí)同變電站不同容量電容器組根據(jù)計(jì)算決策誰優(yōu)先投入，不同變電站電容器組根據(jù)計(jì)算決策誰優(yōu)先投入。

（2）全網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)

當(dāng)無功功率流向合理，某變電站10kV側(cè)母線電壓超上限或下限運(yùn)行，處在不合理范圍時(shí)，分析同電源、同電壓等級(jí)變電站和上級(jí)變電站電壓情況，決定是調(diào)節(jié)本變電站有載主變分接開關(guān)還是調(diào)節(jié)上級(jí)電源變電站有載主變分接開關(guān)，做到多級(jí)電壓協(xié)調(diào)控制，達(dá)到以最少的分接開關(guān)動(dòng)作次數(shù)，使最大范圍的電壓合格，避免了多個(gè)變電站間頻繁調(diào)節(jié)主變分接開關(guān)引起的電壓調(diào)節(jié)振蕩。

（3）無功電壓綜合控制

當(dāng)變電站10kV母線電壓超上限時(shí)，先降低主變分接開關(guān)檔位，如達(dá)不到要求，再切除電容器；當(dāng)變電站10kV母線電壓超下限時(shí)，先投入電容器，達(dá)不到要求時(shí)，再提高主變分接開關(guān)檔位，盡可能提高電容器投入利用率。如果本級(jí)變電站無調(diào)節(jié)手段，則考慮調(diào)節(jié)上級(jí)變電站設(shè)備。

（4）安全控制策略

每個(gè)設(shè)備可以單獨(dú)設(shè)置動(dòng)作間隔時(shí)限，通過潮流計(jì)算和靈敏度矩陣計(jì)算來對(duì)設(shè)備動(dòng)作進(jìn)行可靠預(yù)算；建立了較完善的動(dòng)作閉鎖機(jī)制防止系統(tǒng)誤發(fā)令，并可以過濾掉尖峰脈沖數(shù)據(jù)等干擾數(shù)據(jù)。

3.PAS高級(jí)軟件應(yīng)用功能

PAS高級(jí)軟件主要能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行情況的監(jiān)視，并能夠提供預(yù)防、優(yōu)化和對(duì)電網(wǎng)緊急情況下的控制功能，對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的功能進(jìn)行有效分析，主要實(shí)現(xiàn)以下功能：

（1）電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)?/p>

電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋵?duì)整個(gè)電網(wǎng)絡(luò)分析具有重要作用，通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ偷挠行Х治瞿軌虼_保各種軟件的正確應(yīng)用。

（2）電網(wǎng)狀態(tài)的正確估計(jì)

電網(wǎng)狀態(tài)的估計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)信息模塊的重建，尤其是以EMS相關(guān)分析軟件為基礎(chǔ)的。

（3）調(diào)度員潮流分析

調(diào)度員潮流分析也許可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度結(jié)果的良好的解析，調(diào)度員可以利用該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)假象條件下的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)的有效模仿，這種模擬實(shí)現(xiàn)調(diào)度方式計(jì)劃的實(shí)施。

（4）安全分析

經(jīng)過國家安全系統(tǒng)的分析和評(píng)估，可以保證電網(wǎng)的安全并且對(duì)突發(fā)時(shí)件及時(shí)處理。

三、電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)高端功效優(yōu)化剖析

1.DTS高級(jí)應(yīng)用功能

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)作為一套仿真系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)實(shí)際數(shù)學(xué)模型的分析和建立，對(duì)調(diào)度操作及各種故障的情況進(jìn)行再現(xiàn)，并將這些信息發(fā)送到電力調(diào)控中心的主站內(nèi)，為調(diào)度員進(jìn)行模擬提供絕對(duì)逼真的環(huán)境，進(jìn)而達(dá)到在不影響實(shí)際情況的前提下使調(diào)度員產(chǎn)生身臨其境的感覺。

（1）仿真子系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電網(wǎng)真實(shí)情況的全面虛擬實(shí)踐，其主要包括一次系統(tǒng)的模仿和二次安全自動(dòng)裝置的模仿，還可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)的及時(shí)采集。

（2）EMS仿真子系統(tǒng)能夠有效實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的有效處理和控制，確保仿真數(shù)據(jù)與真實(shí)電網(wǎng)的一致性，調(diào)度自動(dòng)化學(xué)員可以通過EMS完成相關(guān)應(yīng)用軟件功能。

（3）電力系統(tǒng)中的調(diào)度員培訓(xùn)仿真問題，包括仿真系統(tǒng)的斷面分析、供給對(duì)教案工具的管理和DTS系統(tǒng)的保護(hù)。

2.潮流計(jì)算高級(jí)功效運(yùn)用

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中潮流計(jì)算是起一個(gè)較為主要的高級(jí)應(yīng)用功能，通過潮流計(jì)算能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行，并給出在當(dāng)時(shí)運(yùn)行條件下的潮流計(jì)算結(jié)果，最后再通過改變運(yùn)行條件的方式對(duì)電網(wǎng)調(diào)度中的潮流計(jì)算進(jìn)行有效分析，保證在各種運(yùn)行條件及方式下電網(wǎng)潮流均能夠正確、精準(zhǔn)的進(jìn)行核對(duì)、校正。不僅如此，潮流計(jì)算功能還能夠在網(wǎng)絡(luò)解列狀態(tài)下對(duì)各類網(wǎng)絡(luò)潮流進(jìn)行計(jì)算，確保在調(diào)節(jié)電機(jī)復(fù)核的過程中起功率缺額能夠達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，從而使得相關(guān)機(jī)組能夠?qū)崿F(xiàn)有效的調(diào)控，最后利用系統(tǒng)圖將網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算結(jié)果加以展示。此外，在條件允許的情況下，還可以通過設(shè)置相關(guān)報(bào)警、越限的范式將元件以變色形式予以展示，從而提醒電網(wǎng)運(yùn)行人員何種電力元件正處于危險(xiǎn)運(yùn)行的狀態(tài)。

圖1 潮流計(jì)算示意圖

3.短路電流計(jì)算高級(jí)應(yīng)用功能

眾所周知，電力系統(tǒng)通常都具有短路電流計(jì)算這一高級(jí)應(yīng)用功能，它能夠有效實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備等值阻抗、阻抗核對(duì)、校正及其在各類運(yùn)行條件下短路電流的計(jì)算、統(tǒng)計(jì)功能。不僅如此，通過短路電流計(jì)算還能夠同給定的參考數(shù)值進(jìn)行比對(duì)，在不同的區(qū)間內(nèi)能夠?qū)﹄娏υO(shè)備阻抗進(jìn)行針對(duì)性修正、修復(fù)措施，從而確保計(jì)算結(jié)果的精準(zhǔn)性。

圖2 短路時(shí)電流分布

四、結(jié)語

總而言之，隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國電力事業(yè)取得了極大的成就與進(jìn)步。電網(wǎng)新技術(shù)的廣泛使用，我國電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)也逐漸實(shí)現(xiàn)了各類高級(jí)功能的應(yīng)用。但從整體上來看，我國電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)已經(jīng)朝著數(shù)字化、系統(tǒng)化、智能化與網(wǎng)絡(luò)化的趨勢(shì)發(fā)展，功能將越來越完善、效率與質(zhì)量越來越高，這對(duì)于確保電網(wǎng)高效、正常運(yùn)行無疑具有極為重要的作用。

[1]李俊偉.EMS調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)在地區(qū)電網(wǎng)中安全調(diào)度應(yīng)用的探討[J].黑龍江科技信息,2010(35).

[2]曾俊欽.論分布式電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行管理系統(tǒng)[J].電源技術(shù)應(yīng)用,2013(03).