電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)化方法

摘 要：作為國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要支撐，電力在人民生產(chǎn)生活中扮演著重要的角色。電力調(diào)度是電力供應(yīng)過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在保障良好的供電狀況方面舉足輕重，因此發(fā)展更優(yōu)的電力調(diào)度系統(tǒng)非常必要。隨著信息化程度的日益提高，自動(dòng)化的電力調(diào)度系統(tǒng)成為主流的發(fā)展方向，但是當(dāng)前其在實(shí)際應(yīng)用中也存在著一些問(wèn)題。為了能夠使電網(wǎng)調(diào)度人員快速準(zhǔn)確地知道電網(wǎng)的運(yùn)行狀況，同時(shí)做出合理的調(diào)度策略，文章在實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的的基礎(chǔ)上提出系統(tǒng)科學(xué)的電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)優(yōu)化方法。

關(guān)鍵詞：電力調(diào)度；自動(dòng)化；優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TM734 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）30-0098-02

1 電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的組成及功能

一般電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)主要由遠(yuǎn)動(dòng)子系統(tǒng)、主計(jì)算機(jī)以及人機(jī)聯(lián)系子系統(tǒng)構(gòu)成，自上而下實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度的自動(dòng)化過(guò)程。

調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)由系統(tǒng)監(jiān)控和能量管理兩部分組成。監(jiān)控系統(tǒng)完成信息的采集、傳輸和控制，通過(guò)人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的在線安全監(jiān)視，并有越限告警、記錄、打印制表、事故追憶、系統(tǒng)自身監(jiān)視等功能；對(duì)系統(tǒng)中的重要開(kāi)關(guān)進(jìn)行遙控、對(duì)有載調(diào)壓變壓器、調(diào)相機(jī)、電容器等設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)或投切，并完成記錄、統(tǒng)計(jì)、制表等日常工作；隨著調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步，把原本各自獨(dú)立的頻率及有功自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）和電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度（Economic Dispatching）融合在一起，擴(kuò)展升級(jí)為AGC/ED功能。隨著電力系統(tǒng)的擴(kuò)大和接線的日益復(fù)雜化，僅僅監(jiān)視運(yùn)行工況是不夠的，近年來(lái)在網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的支持下發(fā)展成包括數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（SCADA）、AGC/ED和電力系統(tǒng)高級(jí)應(yīng)用軟件PAS以及電網(wǎng)調(diào)度員培訓(xùn)系統(tǒng)DTS的能量管理系統(tǒng)。

2 電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用情況及存在的問(wèn)題

目前我國(guó)主要投入使用的電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)有許繼PANS-2000，東方電子DF8900和南瑞OPEN-3000等。這些系統(tǒng)在某些方面存在差異，但是基本構(gòu)架自下而上都可分為廠站端及信息系統(tǒng)、主站系統(tǒng)以及控制中心三部分。其職責(zé)不僅在于保障電力供應(yīng)的安全穩(wěn)定、提高運(yùn)行效率，而且在發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)該及時(shí)發(fā)現(xiàn)并提供報(bào)警信息，并且應(yīng)對(duì)故障信息等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與儲(chǔ)存，實(shí)現(xiàn)整個(gè)調(diào)度過(guò)程的自動(dòng)化以及智能化。

整體來(lái)看，目前電力系統(tǒng)使用的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)良好，但是仍然存在一些可改進(jìn)優(yōu)化的地方。

①在信息采集以及傳輸方面，當(dāng)前系統(tǒng)的速度以及可靠性有待提升。

②在績(jī)效考核方面，對(duì)于系統(tǒng)的應(yīng)用效果缺乏科學(xué)有據(jù)的考量，這對(duì)于考核工作人員的工作效果以及電力調(diào)度系統(tǒng)本身都有不利影響。

③電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用過(guò)程中需要保證監(jiān)控以及采集等諸多系統(tǒng)的正常運(yùn)行，制定科學(xué)完善的日常維護(hù)方案非常必要。

3 電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)化

針對(duì)上述問(wèn)題，結(jié)合實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)以及最新技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)，電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)化方法應(yīng)該從以下幾個(gè)方面著手。

3.1 采用SCADA系統(tǒng)提高系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度

SCADA系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的電力自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)。通過(guò)選取以太網(wǎng)構(gòu)造、主機(jī)工作點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器以及前置機(jī)等以太網(wǎng)的組件，可以將系統(tǒng)自帶的網(wǎng)卡接口和網(wǎng)絡(luò)集線器連接在一起，從此可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整機(jī)性能的大幅提升。經(jīng)過(guò)以下操作，即可將雙機(jī)切換的柜臺(tái)一一對(duì)應(yīng)起來(lái)：

①聯(lián)結(jié)。采用合理有機(jī)的組合將系統(tǒng)中全部可能用到的網(wǎng)絡(luò)組合，就可以充分體現(xiàn)出整體網(wǎng)絡(luò)的功能。比如把單網(wǎng)、雙網(wǎng)以及高低速網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)合，但是要注意的是根據(jù)實(shí)際配置進(jìn)行合理聯(lián)結(jié)。

②互通。通過(guò)將系統(tǒng)中連接口不同的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行互相接通，可以使系統(tǒng)在操控方面更加容易。

③組建。建立上下級(jí)綜合調(diào)度的廣域網(wǎng)，從而使系統(tǒng)可以表現(xiàn)出更好的遠(yuǎn)程控制以及信息傳輸效果。

3.2 健全團(tuán)隊(duì)建設(shè)

調(diào)度工作人員自身的專業(yè)水平以及工作素養(yǎng)和電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用效果密切相關(guān)，所以加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)建設(shè)必須成為電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)優(yōu)化工作的首要任務(wù)。在工作過(guò)程中，需要建立起電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)人員和運(yùn)行調(diào)度人員的溝通機(jī)制，通過(guò)開(kāi)展相關(guān)工作的培訓(xùn)，確保后續(xù)運(yùn)行和維護(hù)工作順利開(kāi)展。只有建立起科學(xué)有效的溝通環(huán)境，才能使得相應(yīng)的優(yōu)化意見(jiàn)以及完善措施精準(zhǔn)傳達(dá)。同時(shí)，需要加強(qiáng)對(duì)調(diào)度運(yùn)行人員的培訓(xùn)管理，確保在對(duì)調(diào)度系統(tǒng)熟練使用的基礎(chǔ)上深入了解其功能，這樣有利于工作人員發(fā)現(xiàn)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)在功能方面的不足以及可以改進(jìn)的方面，實(shí)現(xiàn)人員以及調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的不斷升級(jí)優(yōu)化。

3.3 網(wǎng)絡(luò)通信結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級(jí)

采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)通信結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的主動(dòng)傳輸是電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)優(yōu)化的一個(gè)方面。以下幾種改變形式均可用于系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)庫(kù)的更新：

①利用信息通道采集數(shù)據(jù)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的改變。

②通過(guò)運(yùn)行后臺(tái)程序的方式來(lái)改變實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。

③采用系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳輸方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)時(shí)改變。

引入客戶/服務(wù)器的查詢方式實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)歷史數(shù)據(jù)的傳輸和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的狀態(tài)復(fù)原。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)以及查看，客戶/服務(wù)器方式應(yīng)運(yùn)而生。在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)客戶希望查詢電氣量的歷史曲線或SOE等操作時(shí)，客戶向系統(tǒng)發(fā)出查詢指令，然后系統(tǒng)接受指令并將其轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)的SQL語(yǔ)句，緊接著向數(shù)據(jù)服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求操作，從數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)出符合查詢條件的歷史數(shù)據(jù)，再通過(guò)通信系統(tǒng)傳送給客戶，最后展現(xiàn)給用戶的就是清晰直觀的圖表形式歷史曲線。通過(guò)引入網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，可以大大提升容錯(cuò)系統(tǒng)模型的便捷性。容錯(cuò)系統(tǒng)通過(guò)RTU連接方式與系統(tǒng)其他的自動(dòng)化采集設(shè)備相連接。如果主系統(tǒng)出現(xiàn)突然狀況，備用系統(tǒng)就可以以自動(dòng)或者半自動(dòng)的方式獲取控制權(quán)，這樣就可以確保自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)的高可靠性。

3.4 深入進(jìn)行數(shù)據(jù)分析

協(xié)助支持決策是電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)重要任務(wù)，而數(shù)據(jù)分析是實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的前提。數(shù)據(jù)分析是在調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)采集的大量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上提煉重要信息，其重要性表現(xiàn)在：

①歷史工作數(shù)據(jù)是反映整個(gè)電力調(diào)度系統(tǒng)狀態(tài)的第一手資料，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可以幫助工作人員深入了解系統(tǒng)工作狀態(tài)，進(jìn)而據(jù)此開(kāi)展有效的調(diào)度操作，大大提升電力調(diào)度工作的效率。

②通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)前系統(tǒng)中存在的問(wèn)題，在此基礎(chǔ)上可以制定出改進(jìn)措施。在實(shí)際工作中，必須加強(qiáng)數(shù)據(jù)采集、保存的可靠性，建立完備的數(shù)據(jù)信息庫(kù)。在進(jìn)行后續(xù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)于分析時(shí)，應(yīng)該通過(guò)最有效的分析工具，提煉出準(zhǔn)確可靠的特征信息以供電力調(diào)度決策者使用。與此同時(shí)，也應(yīng)該進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘工作，數(shù)據(jù)挖掘更加側(cè)重于分析之后的進(jìn)一步應(yīng)用，更好地實(shí)現(xiàn)決策支持。對(duì)于數(shù)據(jù)挖掘工作，要充分意識(shí)到它是為電力調(diào)度服務(wù)的，因此在挖掘過(guò)程中要考慮到電力的特點(diǎn)，結(jié)合最優(yōu)的算法，切實(shí)在電力調(diào)度工作站展現(xiàn)作用。

3.5 網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)的擴(kuò)充優(yōu)化

電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架有待進(jìn)一步優(yōu)化，可以建立可移動(dòng)的工作點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)更加靈活的系統(tǒng)工作方式。在調(diào)度人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)數(shù)據(jù)信息的時(shí)候，通過(guò)把移動(dòng)工作點(diǎn)和后臺(tái)服務(wù)器連接來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)核對(duì)，可以大大提高采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和效率。另外，可以在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的基礎(chǔ)上建立一定數(shù)量的遠(yuǎn)程工作點(diǎn)。系統(tǒng)中所有的計(jì)算機(jī)在正常運(yùn)行狀態(tài)下都需要通過(guò)自身網(wǎng)卡相連接，使用普通網(wǎng)線作為傳送信息的通道雖然可以達(dá)到良好的效果，但是信息的保真度、安全性以及準(zhǔn)確度上會(huì)受到損害。當(dāng)在系統(tǒng)遠(yuǎn)端建立一些遠(yuǎn)程工作點(diǎn)，可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置不同工作點(diǎn)的狀態(tài)，從而很好地解決現(xiàn)存的問(wèn)題。

3.6 采用冗余容錯(cuò)結(jié)構(gòu)

容錯(cuò)結(jié)構(gòu)是指系統(tǒng)發(fā)生故障、失效時(shí)采取手段使其影響最小，能夠正常或以降低性能為代價(jià)繼續(xù)完成任務(wù)的工作方式。電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)采用雙網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)結(jié)構(gòu)，在正常運(yùn)行時(shí)利用雙通道實(shí)現(xiàn)主網(wǎng)和備用網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同工作。采用雙網(wǎng)絡(luò)冗余容錯(cuò)結(jié)構(gòu)，可以保障系統(tǒng)的工作可靠性。系統(tǒng)的雙通道工作方式具體表現(xiàn)為：電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)通過(guò)雙通道與各種采集設(shè)備相連接；電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)主備通道的自由切換。當(dāng)電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)檢測(cè)到主通道存在較高的誤碼率時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)備用通道從而完成數(shù)據(jù)采集，與此同時(shí)，系統(tǒng)主通道則停止數(shù)據(jù)的采集工作。

4 結(jié) 語(yǔ)

發(fā)展最優(yōu)的電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是解決電力調(diào)度問(wèn)現(xiàn)存問(wèn)題的必然方向，文章從系統(tǒng)功能分析與實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)的問(wèn)題出發(fā)，從數(shù)據(jù)采集、運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)通信結(jié)構(gòu)優(yōu)化、數(shù)據(jù)分析以及網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架擴(kuò)充、容錯(cuò)結(jié)構(gòu)等方面提出進(jìn)一步優(yōu)化方法。電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)作為一種自動(dòng)化系統(tǒng)，其優(yōu)化同樣是不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、不斷更新進(jìn)化的過(guò)程，這就需要電網(wǎng)調(diào)度人員在日常工作中注重問(wèn)題的收集與分析記錄，有針對(duì)性地提出改進(jìn)措施，最終實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度工作質(zhì)量的逐步提升。

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