探討智能電網(wǎng)調(diào)控一體化設(shè)計(jì)

馬中瓊

摘 要：介紹了智能電網(wǎng)調(diào)控一體化系統(tǒng)的功能要求，并在此基礎(chǔ)上對(duì)其設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，以期能夠?qū)χ悄茈娋W(wǎng)的安全、穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有所幫助。

關(guān)鍵詞：智能化；電網(wǎng)；調(diào)控；系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TM734 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）06-0047-02

1 智能電網(wǎng)調(diào)控一體化系統(tǒng)的功能要求

1.1 可靠性要求

為了確保智能電網(wǎng)的正常運(yùn)行，調(diào)控一體化系統(tǒng)必須具有較高的可靠性。具體要求如下：①調(diào)控一體化系統(tǒng)的所有服務(wù)器都必須采用冗余配置，這樣做，如果其中某臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)故障，它的功能可以由其他備用設(shè)備自動(dòng)代替。同時(shí)，一體化系統(tǒng)內(nèi)的重要設(shè)備、軟件功能和數(shù)據(jù)等均應(yīng)當(dāng)具有冗余備份，能夠?yàn)橄到y(tǒng)故障隔離和排除提供可靠的技術(shù)手段。②一體化系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的集中管理，從而確保數(shù)據(jù)的一致性。③一體化系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備以下安全模式：用戶權(quán)限機(jī)制、節(jié)點(diǎn)權(quán)限機(jī)制、數(shù)據(jù)和應(yīng)用權(quán)限。

1.2 實(shí)時(shí)性要求

關(guān)于實(shí)時(shí)性的要求有以下兩點(diǎn)：①一體化系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)要確保廠站端遙測(cè)、遙信等數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，并且可以快速傳遞給實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，保證運(yùn)行、調(diào)度人員能夠及時(shí)了解并掌握電網(wǎng)的運(yùn)行狀況，同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)為相關(guān)的應(yīng)用軟件提供可靠性較高的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息；②系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)能夠保證遙控和遙調(diào)等控制指令及時(shí)、快速地下達(dá)至廠站端，從而為電網(wǎng)調(diào)度工作的開展提供控制手段。

1.3 開放性要求

開放性只要體現(xiàn)在以下兩方面：①一體化系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)采用開放式的框架結(jié)構(gòu)體系。這樣做除了可以提供開放式的環(huán)境之外，還能夠支持多種硬件平臺(tái)的使用。②一體化系統(tǒng)應(yīng)支持相關(guān)應(yīng)用軟件的開發(fā)和第三方軟件的接入。同時(shí)，在數(shù)據(jù)庫(kù)、進(jìn)程管理和多機(jī)通訊等方面，應(yīng)當(dāng)提供相應(yīng)的應(yīng)用程序接口，為第三方應(yīng)用提供服務(wù)。

2 智能電網(wǎng)調(diào)控一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究

2.1 調(diào)控一體化系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)采用的是基于組件和面向服務(wù)端的體系架構(gòu)。它可以為電力系統(tǒng)的各種應(yīng)用提供相關(guān)服務(wù)，不但能夠集成系統(tǒng)應(yīng)用，還便于新業(yè)務(wù)功能的擴(kuò)充，動(dòng)態(tài)可伸縮性較好，易于實(shí)現(xiàn)各類應(yīng)用軟件的即插即用，有效降低了系統(tǒng)開發(fā)成本，大幅度節(jié)約了前期投資。

2.1.1 系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)

一體化系統(tǒng)主要是由操作系統(tǒng)、通信協(xié)議、支撐平臺(tái)和應(yīng)用軟件等幾個(gè)層次構(gòu)成。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，遵循“標(biāo)準(zhǔn)化、分布式、開放性”的原則，滿足了智能電網(wǎng)對(duì)實(shí)時(shí)性的高要求。一體化系統(tǒng)共分為8個(gè)層級(jí)，分別為硬件設(shè)備層、操作系統(tǒng)層、通信層、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)、RTE內(nèi)部軟總線、公共服務(wù)層、應(yīng)用功能層和人機(jī)接口層。

2.1.2 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)分為以下兩層：①基本應(yīng)用軟件。該層的應(yīng)用軟件主要負(fù)責(zé)完成實(shí)時(shí)監(jiān)控功能，具體包括數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視應(yīng)用、SCADA/AVC、微機(jī)保護(hù)信息管理和設(shè)備層建模等。在該軟件層中，SCADA的應(yīng)用能夠提供較為完善的多源數(shù)據(jù)處理和歷史數(shù)據(jù)回放等功能，符合智能電網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控對(duì)數(shù)據(jù)信息的要求。②高級(jí)應(yīng)用軟件。該層具體包括網(wǎng)絡(luò)分析軟件、在線輔助決策軟件和運(yùn)行評(píng)價(jià)管理軟件等應(yīng)用軟件。為了實(shí)現(xiàn)完整的電網(wǎng)監(jiān)視和安全調(diào)度等功能，軟件采用IEC61970接口技術(shù)。

2.2 一體化系統(tǒng)的主要功能

2.2.1 實(shí)時(shí)監(jiān)控及智能告警

智能電網(wǎng)最基本的要求之一就是動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳送和分析，同時(shí)，快速獲取電網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)是調(diào)度管理人員掌握電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行狀況的前提和基礎(chǔ)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，該系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)考慮了以下應(yīng)用：①電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。通過(guò)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行和二次設(shè)備狀態(tài)等信息的全方位監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)運(yùn)行狀況監(jiān)視全景化。②變電站集中監(jiān)控。該功能實(shí)現(xiàn)了面向無(wú)人值守變電站的集中監(jiān)控，具體包括故障信號(hào)顯示、信息分流、遠(yuǎn)程控制與調(diào)節(jié)、防誤閉鎖、操作預(yù)演等。③AVC.自動(dòng)電壓控制的基本原則是無(wú)功功率就地平衡。它通過(guò)采集電網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，在保證電網(wǎng)安全、可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)上，對(duì)無(wú)功電壓設(shè)備進(jìn)行在線優(yōu)化控制，有效確保了電網(wǎng)的電壓質(zhì)量，進(jìn)一步降低了網(wǎng)損。④智能告警。該功能可以實(shí)現(xiàn)告警信息的在線處理，并支持各類告警信息匯集，具備將大量信息分類、管理的能力，借助屏幕顯示可提供全方位的綜合告警提示。

2.2.2 網(wǎng)絡(luò)分析

該功能主要是利用電網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)和其他軟件提供的相關(guān)結(jié)果數(shù)據(jù)，對(duì)電網(wǎng)當(dāng)前的運(yùn)行狀況進(jìn)行分析和評(píng)估，具體包括如下功能：①狀態(tài)估計(jì)。其主要負(fù)責(zé)求解量測(cè)的估計(jì)值，并以此為依據(jù)對(duì)不良數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，從而為其他應(yīng)用功能提供準(zhǔn)確的電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)。②潮流分析。根據(jù)使用者的具體要求在電網(wǎng)模型上設(shè)置投運(yùn)數(shù)據(jù)，由此對(duì)潮流進(jìn)行計(jì)算。使用者可結(jié)合計(jì)算結(jié)果對(duì)電網(wǎng)潮流分布的變化情況進(jìn)行分析，以便作出及時(shí)調(diào)整。③安全分析。按照調(diào)度員的要求，可對(duì)各種故障組合進(jìn)行自定義，并且能夠準(zhǔn)確顯示出相關(guān)的故障結(jié)果，從而將故障的危害程度提示給調(diào)度員，為故障處理提供參考依據(jù)。

2.2.3 智能分析及輔助決策

這是在原有調(diào)控功能的基礎(chǔ)上進(jìn)行的擴(kuò)展，具體是利用電網(wǎng)運(yùn)行信息幫助調(diào)度員進(jìn)行分析、決策，這樣能夠有效提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性。

2.3 應(yīng)用效果

該系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后在某電業(yè)局進(jìn)行了試運(yùn)行，自投入運(yùn)行至今，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，為調(diào)度員提供了實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，不但有效提高了工作效率，還進(jìn)一步確保了電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，隨著我國(guó)智能電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，不但對(duì)調(diào)度控制提出了更高的要求，同時(shí)也為調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展指明了方向，構(gòu)建完善的調(diào)控一體化系統(tǒng)已成為應(yīng)對(duì)電網(wǎng)發(fā)展的最佳方案之一。在構(gòu)建調(diào)控一體化系統(tǒng)的過(guò)程中，最基本的要求就是系統(tǒng)自身運(yùn)行的可靠性，只有保證一體化系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，才能使其作用得以最大程度的發(fā)揮，為智能電網(wǎng)的運(yùn)行提供保障。

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〔編輯：白潔〕