試論電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的現(xiàn)狀及發(fā)展

吳立鋒

[摘 要]闡述了我國(guó)電網(wǎng)的現(xiàn)狀、電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)營(yíng)所包含的內(nèi)容、所要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)以及電力系統(tǒng)自動(dòng)化的組成和目前所存在問題的解決方案，并對(duì)電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的未來進(jìn)行了展望。

[關(guān)鍵詞]電力系統(tǒng)；調(diào)度自動(dòng)化；發(fā)展

一、我國(guó)電網(wǎng)現(xiàn)狀簡(jiǎn)介

電力系統(tǒng)是由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電設(shè)備以及控制、保護(hù)和通信設(shè)備組成的一個(gè)整體。目前我國(guó)電網(wǎng)進(jìn)入了大電網(wǎng)、大電廠、大機(jī)組、超高壓輸電、高度自動(dòng)控制的新時(shí)代 。電力系統(tǒng)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，各電網(wǎng)中500kv（包括330kv）主網(wǎng)架逐步形成和壯大，220kv電網(wǎng)不斷完善和擴(kuò)充，750kv輸電工程（青海官亭—甘肅蘭州東）已投入試運(yùn)行，晉東南—南陽—荊門1000kv交流特高壓試驗(yàn)示范工程已啟動(dòng)?，F(xiàn)代電網(wǎng)的主要特征：堅(jiān)強(qiáng)的超高壓等級(jí)系統(tǒng)構(gòu)成主網(wǎng)架的大系統(tǒng)；各個(gè)電網(wǎng)之間具有較強(qiáng)的聯(lián)系；具有足夠的調(diào)峰容量，能夠?qū)崿F(xiàn)agc；具有較高的供電可靠性；具有高度自動(dòng)化的控制系統(tǒng)；具有高度自動(dòng)化的管理系統(tǒng)；具有高素質(zhì)的職工隊(duì)伍?，F(xiàn)代電網(wǎng)實(shí)行統(tǒng)一調(diào)度、分級(jí)管理、分層控制。

二、電力系統(tǒng)調(diào)度與運(yùn)營(yíng)包含的內(nèi)容和要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)

1.電力系統(tǒng)調(diào)度的任務(wù)

電力系統(tǒng)的調(diào)度就是對(duì)電力系統(tǒng)中所有的設(shè)備及其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)節(jié)，是一個(gè)指揮者。目前電力調(diào)度涵蓋的范圍較大，有自動(dòng)化系統(tǒng)、繼電保護(hù)等等。電力系統(tǒng)調(diào)度的任務(wù)主要是：盡設(shè)備最大能力滿足負(fù)荷需要，使整個(gè)電網(wǎng)安全可靠連續(xù)供電，保證電能質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)合理利用能源，保證發(fā)電、供電、用電各方合法利益。wWW.11665.cOm

2.調(diào)度自動(dòng)化的必要

電力系統(tǒng)是一個(gè)龐大而且復(fù)雜的系統(tǒng)，有幾十個(gè)到幾百個(gè)發(fā)電廠、變電所和成千上萬個(gè)電力用戶，通過多種電壓等級(jí)的電力線路，互相連接成網(wǎng)進(jìn)行生產(chǎn)運(yùn)行。電能的生產(chǎn)輸送過程是瞬間完成的，而且要滿足發(fā)電量和用戶用電量的平衡。現(xiàn)在電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)是電網(wǎng)日益龐大，運(yùn)行操作日益復(fù)雜，所以當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障后其影響也越來越大。另一方面，用戶對(duì)供電可靠性和供電質(zhì)量的要求日趨嚴(yán)格，這就對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度人員和電力系統(tǒng)調(diào)度的自動(dòng)化水平提出了更高的要求。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化具有較大的經(jīng)濟(jì)效益，可以提高電網(wǎng)的安全運(yùn)行水平。

3.電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的組成部分及其功能

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，其基本結(jié)構(gòu)包括控制中心主站系統(tǒng)、廠站端（rtu）和信息通道三大部分。根據(jù)功能的不同，可以將此系統(tǒng)劃分為信息采集和執(zhí)行子系統(tǒng)、信息傳輸子系統(tǒng)、信息處理子系統(tǒng)和人機(jī)聯(lián)系子系統(tǒng)。信息采集和執(zhí)行子系統(tǒng)的基本功能是在各發(fā)電廠、變電所采集各種表征電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)信息，此外還負(fù)責(zé)接收和執(zhí)行上級(jí)調(diào)度控制中心發(fā)出的操作、調(diào)度或控制命令。信息傳輸子系統(tǒng)為信息采集和執(zhí)行子系統(tǒng)與調(diào)度控制中心提供了信息交換的橋梁，其核心是數(shù)據(jù)通道，它經(jīng)調(diào)制解調(diào)器與rtu及主站前置機(jī)相連。信息處理子系統(tǒng)是整個(gè)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的核心，以計(jì)算機(jī)為主要組成部分。該子系統(tǒng)包含大量直接面向電網(wǎng)調(diào)度、運(yùn)行人員的計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件，完成從采集到信息的各種處理及分析計(jì)算，乃至實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備的自動(dòng)控制與操作。人機(jī)聯(lián)系子系統(tǒng)將傳輸?shù)秸{(diào)度控制中心的各類信息進(jìn)行加工處理，通過各種顯示設(shè)備、打印設(shè)備和其他輸出設(shè)備，為調(diào)度人員提供完整實(shí)用的電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)信息。調(diào)度人員發(fā)出的遙控、遙調(diào)指令也通過此系統(tǒng)輸入，傳送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

4.電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的應(yīng)用現(xiàn)狀

目前我國(guó)投運(yùn)的系統(tǒng)主要有cc-2000、sd-6000、open-2000。這些系統(tǒng)都采用risc工作站和國(guó)際公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)：操作系統(tǒng)接口用posix，數(shù)據(jù)庫(kù)接口用sql結(jié)構(gòu)化訪問語言，人機(jī)界面用osf/moyif、x-windows，網(wǎng)絡(luò)通信用tcp/ip、x.25。實(shí)踐應(yīng)用表明這些系統(tǒng)基本功能均達(dá)到國(guó)內(nèi)外同類系統(tǒng)的水平，且各有特點(diǎn)。

（1）cc-2000系統(tǒng)。采用開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，利用事件驅(qū)動(dòng)和封裝的思想為應(yīng)用軟件提供透明的接口。采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，并引進(jìn)了一個(gè)大對(duì)象的概念，以適應(yīng)封裝性、繼承性以及事件驅(qū)動(dòng)的要求。支撐系統(tǒng)專用性和通用性的有機(jī)結(jié)合，既適應(yīng)電力系統(tǒng)的需要，又兼顧其他行業(yè)實(shí)時(shí)應(yīng)用的要求。按照軟件工程的規(guī)律進(jìn)行開發(fā)，實(shí)現(xiàn)軟件工程產(chǎn)品化。技術(shù)鑒定認(rèn)為，按照開放式系統(tǒng)設(shè)計(jì)和采用面向?qū)ο蟮燃夹g(shù)，都屬于國(guó)際先進(jìn)或領(lǐng)先范疇?，F(xiàn)結(jié)合東北電網(wǎng)，由電科院、電自院、清華大學(xué)、東北電力集團(tuán)公司、北京科東公司在統(tǒng)一協(xié)調(diào)下，共同在cc-2000支持系統(tǒng)平臺(tái)上開發(fā)電網(wǎng)應(yīng)用軟件，從而實(shí)現(xiàn)完整的ems系統(tǒng)。

（2）sd-6000系統(tǒng)。由電自院南瑞系統(tǒng)控制公司和淄博電業(yè)局聯(lián)合開發(fā)具有統(tǒng)一平臺(tái)的開放式分布式能量管理系統(tǒng)。1994年投運(yùn)，1996年通過測(cè)試和鑒定。該系統(tǒng)集成了超大規(guī)模的調(diào)度投影屏、調(diào)度電話自動(dòng)撥號(hào)、氣象衛(wèi)星云圖等新技術(shù)。該系統(tǒng)特點(diǎn)是：具有開放式和分布式的支撐系統(tǒng)平臺(tái)。具有面向?qū)ο蟮娜藱C(jī)界面管理系統(tǒng)。其中較突出的是廠站單線圖、電網(wǎng)元件模型、電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)同期生成技術(shù)。ems支撐軟件與管理系統(tǒng)的商用數(shù)據(jù)庫(kù)采用sql標(biāo)準(zhǔn)接口，便于用戶自行開發(fā)和由第三方開發(fā)應(yīng)用軟件。sd-6000系統(tǒng)有較高的穩(wěn)定性和可靠性，前置機(jī)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)合理、實(shí)用。

（3）open-2000系統(tǒng)。open-2000系統(tǒng)是江蘇省立項(xiàng)的重大科技項(xiàng)目，是由南瑞電網(wǎng)控制公司開發(fā)的新一代ems系統(tǒng)。open-2000系統(tǒng)是南瑞電網(wǎng)控制公司于1998年開發(fā)成功的一套集scada、agc、pas、dts、dms、dmis于一體，適用于網(wǎng)、省調(diào)和大中型地調(diào)的新一代能量管理系統(tǒng)，是國(guó)內(nèi)外發(fā)展速度快、適用面廣、性能完善、成熟性好、可靠性高的能量管理系統(tǒng)，是國(guó)內(nèi)首套將iec870-6系列tase.2協(xié)議集成于軟件平臺(tái)的系統(tǒng)。open-2000系統(tǒng)采用100m平衡負(fù)荷的雙網(wǎng)機(jī)制，流量更大，可靠性更高。完全基于商用數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)的、具有客戶/服務(wù)器模式的全新能量管理系統(tǒng)。

三、電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化存在問題的解決方法

1.管理方面

統(tǒng)一思想，加強(qiáng)調(diào)度管理，提高認(rèn)識(shí)。必須杜絕人為的一切誤調(diào)度、誤操作事故以及不服從調(diào)度指令擅自投停運(yùn)設(shè)備。抓好防治誤操作的思想教育工作，增強(qiáng)廣大調(diào)度人員的安全意識(shí)、責(zé)任心和技術(shù)素質(zhì)，最大限度避免誤操作事故的發(fā)生。加大獎(jiǎng)懲力度，嚴(yán)格考核，加強(qiáng)安全監(jiān)督檢查。認(rèn)真落實(shí)各級(jí)安全生產(chǎn)責(zé)任制；嚴(yán)格執(zhí)行“兩票三制”制度，嚴(yán)把安全關(guān)。加強(qiáng)調(diào)度專業(yè)培訓(xùn)，提高調(diào)度員業(yè)務(wù)水平。

2.技術(shù)方面

積極開發(fā)更高級(jí)實(shí)用的裝置和軟件，努力提高自動(dòng)化水平和保證通信的清晰暢通，避免工作中出現(xiàn)因電話不清楚、自動(dòng)化畫面顯示不正確而造成的錯(cuò)誤。

四、對(duì)電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化未來發(fā)展的展望

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展以及電力系統(tǒng)控制技術(shù)的不斷進(jìn)步，在不遠(yuǎn)的將來，電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化將會(huì)取得飛速的發(fā)展。以這些科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步為依托，能更好地維持供需平衡，保證良好的電能質(zhì)量。