電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)研究

殷 剛，郭紅玉

（朔州職業(yè)技術(shù)學院，山西 朔州 036002）

0 引言

建設(shè)堅強智能電網(wǎng)、構(gòu)建節(jié)能環(huán)保用電、實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動化是現(xiàn)代電力行業(yè)發(fā)展的方向。電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)不僅是電網(wǎng)控制的核心，而且是確保電網(wǎng)系統(tǒng)安全、可靠和經(jīng)濟運行的重要手段之一。

電網(wǎng)調(diào)度自動化即信息集中處理的自動化系統(tǒng)，它是通過設(shè)置在各變電站和發(fā)電廠的遠動終端來采集電網(wǎng)運行的實時信息，通過信道傳輸至設(shè)置在調(diào)度中心的主站系統(tǒng)供調(diào)度員使用，且主站可根據(jù)收集到的電網(wǎng)信息，對電網(wǎng)運行狀態(tài)進行安全分析、負荷預測以及經(jīng)濟調(diào)度控制等。

世界各國電網(wǎng)的調(diào)度管理模式大概有3種類型：統(tǒng)一電網(wǎng)、統(tǒng)一調(diào)度；聯(lián)合電網(wǎng)、統(tǒng)一調(diào)度；聯(lián)合電網(wǎng)、聯(lián)合調(diào)度。不同的模式有不同的適用范圍，管理機制也不盡相同。我國電網(wǎng)和西歐各國的國家電網(wǎng)堅持統(tǒng)一電網(wǎng)、統(tǒng)一調(diào)度的模式；美國PJM電網(wǎng)實行聯(lián)合電網(wǎng)、統(tǒng)一調(diào)度的模式；而美國的WSCC實行聯(lián)合電網(wǎng)、聯(lián)合調(diào)度的模式，聯(lián)合電網(wǎng)、聯(lián)合調(diào)度的最大缺點是抗干擾能力弱，整個電網(wǎng)容易受到局部電網(wǎng)的干擾。

1 電網(wǎng)調(diào)度自動化的發(fā)展

我國電網(wǎng)調(diào)度自動化的發(fā)展大概經(jīng)歷了3個階段：

（1）遠程控制階段。在電力系統(tǒng)運行初期，由于通信設(shè)備的限制，調(diào)度人員需要花很長的時間才能掌握有限的信息。信息來源靠一些初級的自動化設(shè)備、電話通知和運行人員的經(jīng)驗，這樣就導致其實時性差、故障可能得不到及時處理。

（2）SCADA階段。電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)是以SCADA（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)）為發(fā)展平臺，將遠動化和數(shù)字化相結(jié)合，通過SCADA實現(xiàn)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集、傳輸、監(jiān)視、控制等一系列技術(shù)。隨著遠動技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，使電力系統(tǒng)的實時信息直接進入調(diào)度控制中心成為可能，調(diào)度人員可根據(jù)這些信息迅速掌握電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)和處理事故。

（3）能量管理系統(tǒng)EMS階段。EMS（能量管理系統(tǒng)）是先進的自動化系統(tǒng)，它使運行人員從過去以監(jiān)視記錄為主的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檩^多地進行分析、判斷和決策，而日常的記錄事務(wù)則由計算機取代。由于計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及和市場化的需要，開發(fā)、互聯(lián)、標準化已成為電力工業(yè)中業(yè)務(wù)系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)在電力系統(tǒng)中的應用日益廣泛，已成為不可或缺的基礎(chǔ)設(shè)施。我國國家電力信息網(wǎng)作為電力工業(yè)市場化運作所必需的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施已建設(shè)成為基于IP交換技術(shù)的四級網(wǎng)絡(luò)。

2 電網(wǎng)調(diào)度自動化的關(guān)鍵技術(shù)

電力系統(tǒng)中的重要組成部分是變電站。變電站綜合自動化系統(tǒng)實現(xiàn)了多種技術(shù)的融合，兼顧計算機、電子、通信和信息處理功能，并能夠監(jiān)控信號的變化，進而對相應的變化信號反饋，達到監(jiān)控和調(diào)度功能。

變電站監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為集中式、分布式和分布分層（散）式模式。集中式具有實時性、體積小、造價低的優(yōu)點，但是功能集中、故障整體影響性強、可靠性不高，這些都制約著其發(fā)展。分布分層（散）式具有工作面積小、可靠性高、成本低等優(yōu)點。

目前變電站中分層分布式結(jié)構(gòu)應用較為廣泛，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)的獲取、處理、監(jiān)控、通訊和人機交互等。

3 公用信息模型（CIM）

公用信息模型是電力企業(yè)應用集成的重要工具，它包括公用類、屬性、關(guān)系等，其類及對象是抽象的，它是邏輯數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的靈魂，可以定義信息交換模型［1］。在電力行業(yè)，公用信息模型（CIM）定義了電力工業(yè)標準對象模型，用于電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)工程、規(guī)劃、管理、運行和商務(wù)等應用的開發(fā)和集成，它提供了描述電力對象及其關(guān)系的標準，在實踐中，CIM還定義了一些便于使用的子系統(tǒng)和包［2］。

與程序和數(shù)據(jù)完全分開的面向應用不同，面向?qū)ο蠹夹g(shù)將數(shù)據(jù)分為公用數(shù)據(jù)和私用數(shù)據(jù)，并將私用數(shù)據(jù)和方法封裝在一起。CCAPI（控制中心應用編程接口）由3部分組成：描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的公用數(shù)據(jù)模型（CIM）；允許程序之間通信的信息總線接口（MBI）；提供CIM數(shù)據(jù)交換標準的公用數(shù)據(jù)交換接口（CDA）。CCAPI標準的貫徹，便于用戶比較、選擇、更新、擴充所需的應用軟件和系統(tǒng)，避免了系統(tǒng)的依賴性，促進了SCADA/EMS技術(shù)的有序競爭和發(fā)展［3］。

4 電網(wǎng)調(diào)度自動化發(fā)展方向

電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)應朝著智能化、可視化、模塊化與分布式、綜合自動化方面發(fā)展，具有面向?qū)ο笮院蜔o人值守的管理模式［4］。概括其發(fā)展方向如下：

（1）系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)交換、信息共享。

（2）系統(tǒng)能夠支持新的應用功能的擴展，實現(xiàn)系統(tǒng)集成化。

（3）系統(tǒng)具有兼容性，能將不同廠家的產(chǎn)品兼容使用。

5 小結(jié)

隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，信息化與自動化相互滲透加強，電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)會越來越完善，這將對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠運行起到積極的作用。

［1］辛耀中.新世界電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)發(fā)展趨勢［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2001（12）：1-10.

［2］張廣杰.實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動化的關(guān)鍵技術(shù)探討［J］.科技信息，2008（26）：309.

［3］王明俊.我國電網(wǎng)調(diào)度自動化的發(fā)展——從SCADA到EMS［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2004（2）：43-46.

［4］聶莉.基于配電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)淺析［J］.中國新技術(shù)產(chǎn)品，2012（23）：146-147.