淺談電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的應(yīng)用

【摘 要】目前電力調(diào)度自動化系統(tǒng)在電力系統(tǒng)的運(yùn)行生產(chǎn)中，起著舉足輕重的作用，正確地對電網(wǎng)的調(diào)度自動化系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用，將使電能的生產(chǎn)、傳送、分配和使用獲得最大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，并為電力系統(tǒng)的發(fā)展提供重要的數(shù)據(jù)和依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】調(diào)度自動化 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 應(yīng)用

目前，隨著電網(wǎng)的發(fā)展和自動化程度的提高，調(diào)度自動化系統(tǒng)已成為調(diào)度員實(shí)施生產(chǎn)指揮和控制電網(wǎng)運(yùn)行必不可少的工具。一旦電網(wǎng)發(fā)生故障，調(diào)度就要按地區(qū)電網(wǎng)實(shí)際情況并參考處理預(yù)案，迅速、準(zhǔn)確地控制故障范圍，保證電網(wǎng)正常運(yùn)行，并避免對電力用戶供電造成影響；遇到嚴(yán)重事故時，為保證主網(wǎng)安全和大多數(shù)用戶的正常供電，調(diào)度將根據(jù)具體情況采取緊急措施，改變發(fā)輸電系統(tǒng)的運(yùn)行方式，或臨時中斷對部分用戶的供電。故障消除后，調(diào)度要迅速、有序地盡快恢復(fù)供電，盡量減少用戶停電時間。

一、電網(wǎng)一次系統(tǒng)現(xiàn)狀

廣東電網(wǎng)湛江雷州供電局現(xiàn)有35kV及以上變電站18座，其中110kV變電站8座，35kV變電站10座。2013年底全社會用電總量5.237億KWh，其中省網(wǎng)供電量5.076億KWh，全社會最高負(fù)荷148MW，省網(wǎng)供電最大負(fù)荷18MW。

（一）電網(wǎng)調(diào)度管理

目前雷州市調(diào)度管理為多級調(diào)度管理關(guān)系，為省、地、縣（市）三級調(diào)度管理，其中部分110kV線路、開關(guān)設(shè)備由地調(diào)負(fù)責(zé)調(diào)度管理，其余的110kV、35kV線路、刀閘等設(shè)備由雷州負(fù)責(zé)調(diào)度管理。

（二）調(diào)度自動化系統(tǒng)現(xiàn)狀

1.主站自動化現(xiàn)狀

雷州供電局電力調(diào)度自動化系統(tǒng)采用了積成電子股份有限公司電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)iES500 Extreme系統(tǒng)高級應(yīng)用監(jiān)控軟件，基于Internet/Intranet技術(shù)，以SCADA功能為基礎(chǔ)，DA/DMS、AM/FM/GIS、MIS及其他子系統(tǒng)為擴(kuò)展功能的、具有一體化平臺的網(wǎng)絡(luò)化、多功能系統(tǒng)。利用現(xiàn)代信息技術(shù)、電子技術(shù)、遠(yuǎn)動和遠(yuǎn)程通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與電力設(shè)備相結(jié)系統(tǒng)合，實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度自動化。

2.廠站自動化現(xiàn)狀

廠站基本情況如表一所示，其中35kV變電站全部不具備光纖通信功能，均需要進(jìn)行相關(guān)的改造工作。

二、電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的主要功能

電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的主要功能包括：數(shù)據(jù)采集、信息處理、統(tǒng)計(jì)計(jì)算、遙控、報警處理、安全管理、實(shí)時數(shù)據(jù)庫管理、歷史庫管理、歷史趨勢、報表生成與打印、畫面編輯與顯示、Web瀏覽、事件順序記錄、事故追憶、調(diào)度員培訓(xùn)模擬等。重要節(jié)點(diǎn)采用雙機(jī)熱備用，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。當(dāng)任一臺服務(wù)器出現(xiàn)問題時，所有運(yùn)行在該服務(wù)器上的數(shù)據(jù)自動平滑地切換到另一臺服務(wù)器上，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。系統(tǒng)有健全的權(quán)限管理功能。能快速、平穩(wěn)地自動或人工切除系統(tǒng)本身的故障，切除故障時不會影響系統(tǒng)其他正常節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行。調(diào)度主站是整個調(diào)度自動化監(jiān)控和管理系統(tǒng)的核心，從整體上實(shí)現(xiàn)調(diào)度自動化的監(jiān)視和控制，分析電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，協(xié)調(diào)變電站內(nèi)RTU之間的關(guān)系，對整個網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效的管理使整個系統(tǒng)處于最優(yōu)的運(yùn)行狀態(tài)。

三、電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及性能

系統(tǒng)的硬件方面優(yōu)先采用最新的、高可靠性的微型計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)，作為系統(tǒng)工作站、服務(wù)器的硬件平臺。系統(tǒng)軟件方面采用調(diào)度自動化系統(tǒng)的操作系統(tǒng)采用新一代的Microsoft Windows NT/2000；數(shù)據(jù)庫采用高性能的商用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，如MS SQL Server，Oracle，Sybase等，使系統(tǒng)軟件配置標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范；系統(tǒng)的輸出形式采用Microsoft Office 的Excel 等優(yōu)秀工具軟件，使報表系統(tǒng)更加方便易用；軟件結(jié)構(gòu)采用網(wǎng)絡(luò)分布式的客戶/服務(wù)器模式。

表一：各個廠站現(xiàn)狀

系統(tǒng)配置圖

（一）分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要完成以下功能：

（1）數(shù)據(jù)采集和處理 可采集有功功率、無功功率、電流、電壓以及溫度、頻率、壓力等模擬量和斷路器狀態(tài)、RTU狀態(tài)、事故總信號、保護(hù)及自動裝置動作信號等狀態(tài)量。采集到的實(shí)時數(shù)據(jù)立即分類、處理、記錄、歸檔。

（2）畫面顯示 顯示電網(wǎng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖、廠站一次接線圖、負(fù)荷曲線圖、運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備參數(shù)以及各種數(shù)據(jù)棒圖和事件順序記錄，可將畫面分為地理層、主網(wǎng)層、變電站層、設(shè)備層等，可在線修改畫面、報表、數(shù)據(jù)庫、而不影響系統(tǒng)運(yùn)行。

（3）計(jì)算統(tǒng)計(jì) 計(jì)算累積量、負(fù)荷率、合格率及有功、無功電量，統(tǒng)計(jì)某一段時間內(nèi)的最大值、最小值、平均值等。用戶還可以自定義公式，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、計(jì)算。

（4）事故追憶和故障報警 當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生事故時，自動將故障前5個測量值和故障后5個測量值存入歷史數(shù)據(jù)庫，供事故分析用。故障或運(yùn)行異常時，自動發(fā)出圖形或語言報警信號。

（5）報表和打印 可以自定義報表格式，制定各種形式的報表、圖形。報表、圖形顯示實(shí)時和歷史數(shù)據(jù)，制表操作完全在線，不影響系統(tǒng)運(yùn)行。根據(jù)設(shè)定，可定時或隨時打印各類報表，如日、月、年負(fù)荷報表、運(yùn)行參數(shù)曲線、操作記錄等。

（6）網(wǎng)絡(luò)互聯(lián) 與MIS網(wǎng)、上級調(diào)度系統(tǒng)公用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)以及變電站綜合自動化系統(tǒng)等互聯(lián)通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

（7）遙控、遙調(diào)和系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備自動對時。

（8）可擴(kuò)展性 各種應(yīng)用軟件如短路電流計(jì)算、運(yùn)行設(shè)備管理等可擴(kuò)展使用，同時接入的RTU數(shù)量也可不斷擴(kuò)充。

（二）系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）系統(tǒng)的重要單元或單元的重要部件應(yīng)為冗余配置，保證整個系統(tǒng)功能的可靠性不受單個故障的影響。

（2）系統(tǒng)應(yīng)能夠隔離故障，切除故障應(yīng)不影響其他各節(jié)點(diǎn)的正常運(yùn)行，并保證故障恢復(fù)過程快速而平穩(wěn)

（3）硬件設(shè)備的可靠性：系統(tǒng)所選設(shè)備應(yīng)是符合現(xiàn)代工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并具有相當(dāng)?shù)纳a(chǎn)歷史，在國內(nèi)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域上有一定比例的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。所有設(shè)備具有可靠的質(zhì)量保證和完善售后服務(wù)保證。

（4）軟件的可靠性：軟件的開發(fā)應(yīng)遵循軟件工程的方法，經(jīng)過充分測試，程序運(yùn)行穩(wěn)定可靠，系統(tǒng)軟件平臺應(yīng)選擇可靠和安全的版本。

（5）系統(tǒng)集成的可靠性：不同廠家的軟、硬件產(chǎn)品應(yīng)遵循共同的國際或國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，以保證不同產(chǎn)品組合一起能可靠地協(xié)調(diào)工作。

四、電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)

調(diào)度端與遠(yuǎn)動終端、上下級調(diào)度端間的通信規(guī)約應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，采用同一種遠(yuǎn)動規(guī)約。

（1）支持包括部頒CDT等多種規(guī)約，對多主站可以用不同的規(guī)約通信；

（2）站間時間順序記錄（SOE）分辨小于等于10ms，系統(tǒng)時間同步精度為1ms；

（3）狀態(tài)量采集周期≤2s，可由用戶定義；

（4）模擬量采集周期≤4s，可由用戶定義；

（5）遙控從裝置接收到命令到開始執(zhí)行時間小于1s；

（6）命令從主站（包括現(xiàn)場）發(fā)出到實(shí)地控制單元的時間小于2s；

（7）遙測精度：電壓、電流、功率因數(shù)、有功功率、無功功率為0.2級、幾內(nèi)亞量為0.5級、頻率為0.1級；

（8）平均無故障間隔時間（MTBF）≥10000小時；

（9）輸入、輸出信號要求；

1）模擬輸入：4～20mA，±5V。

2）遙信輸入：無源觸點(diǎn)方式。

3）模擬量輸出：4～20mA，0～10V。

4）遙控輸出：無源觸點(diǎn)方式。觸點(diǎn)容量為直流220V、5V或24V、1A。

5）遠(yuǎn)動信息海明距離：不小于4；

（10）遙測變送器的模擬量輸出宜采用恒流輸出；

（11）遠(yuǎn)動終端應(yīng)有抗電磁干擾能力，其信號輸入應(yīng)有可靠的電氣隔離，絕緣水平行使國家的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；

（12）遠(yuǎn)動與遙測變送器通信設(shè)備之間的電纜應(yīng)采用多芯雙絞屏蔽電纜；

（13）遠(yuǎn)動設(shè)備應(yīng)配備不間斷電源，在交流電消失后，不間斷電源維持供電時間宜不小于20mim

（14）其它要求應(yīng)符合GB/T13729-92遠(yuǎn)動終端通用技術(shù)條件的要求。

五、電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的實(shí)時性

系統(tǒng)應(yīng)對事件提供快速響應(yīng)，必須滿足以下指標(biāo)：

（1）遙測量超越定值變化（越閾值）傳輸?shù)街髡緯r間，可在循環(huán)傳送方式下，重要遙測量更新不超過3秒；

（2）遙信變位從廠站端監(jiān)控系統(tǒng)（RTU）至前置機(jī)（系統(tǒng)）傳送時間小于3秒；從前置機(jī)（系統(tǒng)）檢測到遙信變化信息至工作站告警信息推出的時間間隔不超過1秒；

（3）遙控/遙調(diào)從選擇到執(zhí)行或撤消命令下發(fā)的時間小于2秒；

（4）系統(tǒng)實(shí)時數(shù)據(jù)掃描時間周期為1～10秒間可調(diào)；

（5）外部網(wǎng)絡(luò)通信的實(shí)時數(shù)據(jù)傳送和接收采集周期為1～20秒間可調(diào)；

（6）90%以上實(shí)時監(jiān)視畫面調(diào)出響應(yīng)時間不大于2秒；

（7）畫面實(shí)時數(shù)據(jù)更新周期1～10秒間可調(diào)；

（8）模擬盤數(shù)據(jù)量刷新周期不大于3秒；

（9）系統(tǒng)時間與標(biāo)準(zhǔn)時間的誤差小于1秒；

（10）系統(tǒng)頻率采集周期為1秒，外部采集設(shè)備必須滿足這一要求；

六、對電力調(diào)度自動化未來發(fā)展的展望

調(diào)度是電網(wǎng)運(yùn)行的中樞，調(diào)度自動化系統(tǒng)作為電網(wǎng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，已經(jīng)取得了長足進(jìn)步，但當(dāng)電網(wǎng)處于非正常狀態(tài)時，仍需依賴人工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷和處理。狹義的智能調(diào)度指調(diào)度人員的輔助決策；在智能電網(wǎng)的背景下，廣義的智能調(diào)度包括調(diào)度各應(yīng)用業(yè)務(wù)的智能化。

智能調(diào)度是未來電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢。智能調(diào)度技術(shù)采用調(diào)度數(shù)據(jù)集成技術(shù)，有效整合并綜合利用電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)、動態(tài)和暫態(tài)運(yùn)行信息，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的監(jiān)測與優(yōu)化、預(yù)警和動態(tài)預(yù)防控制、事故的智能辨識、事故后的故障分析處理和系統(tǒng)恢復(fù)，緊急狀態(tài)下的協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)調(diào)度、運(yùn)行和管理的智能化、電網(wǎng)調(diào)度可視化等高級應(yīng)用功能，并兼?zhèn)湔＿\(yùn)行操作指導(dǎo)和事故狀態(tài)的控制恢復(fù)，包括電力市場運(yùn)營、電能質(zhì)量在內(nèi)的電網(wǎng)調(diào)整的優(yōu)化和協(xié)調(diào)。

參考文獻(xiàn)：

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