關于電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)相關問題的探討

李振斌 李榮華 曹新穎

摘 要：電網(wǎng)調度是為了保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行、對外可靠供電、各類電力生產(chǎn)工作有序進行而采用的一種有效的管理手段。隨著現(xiàn)代社會的迅猛發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，電網(wǎng)調度對于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行具有越來越重要的作用，這其中，電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)作為電網(wǎng)調度最關鍵部分，能使調度人員統(tǒng)觀全網(wǎng)，有效的指揮電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟運行，在電網(wǎng)調度和電網(wǎng)運行中有著很重要的作用。伴隨著電網(wǎng)調度技術的不斷發(fā)展，實現(xiàn)電網(wǎng)調度自動化已成為調度現(xiàn)代電網(wǎng)的重要手段。

關鍵詞：電網(wǎng)調度；自動化系統(tǒng)；安全；技術；運行

前言

電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)是基于計算機、通信、控制等技術的自動化系統(tǒng)的總稱，是在線為各級電網(wǎng)調度機構生產(chǎn)運行人員提供實時電力系統(tǒng)運行信息的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，它為電網(wǎng)調度運行人員提供了分析決策工具和控制手段，其安全、穩(wěn)定、可靠的運行對于保證電網(wǎng)安全運行，提高供電可靠率，保障電能質量具有十分重要的意義。

1 電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)的作用和功能

1.1 電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)的作用

電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的主要作用是用于監(jiān)視、控制整個電網(wǎng)運行狀態(tài)的。在正常狀態(tài)下，電網(wǎng)調度人員通過制定運行計劃、運用計算機監(jiān)控系統(tǒng)實時的收集和處理各種電力系統(tǒng)的運行信息，通過在線安全監(jiān)視和安全分析，使系統(tǒng)處于最優(yōu)的運行狀態(tài)。

1.1.1 對電網(wǎng)安全運行狀態(tài)進行監(jiān)視

在電網(wǎng)正常運行時，調度人員通過監(jiān)視和控制電網(wǎng)的周期波形、潮流、電壓、負荷和出力等各方面的工況指標，加上之前確定的各項預防性措施，對可能出現(xiàn)的緊急狀態(tài)提高處理能力，使之符合規(guī)定，從而保證電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運行，保證合格的電能質量。

1.1.2 對電網(wǎng)運行實現(xiàn)安全分析和事故的處理

導致電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生故障或不正常運行的原因有很多，因素也很復雜。電網(wǎng)的故障過程十分迅速，如果不能及時的進行預測、判斷或者處理不恰當，有可能會危及人身和設備的安全，甚至使整個電網(wǎng)系統(tǒng)的瓦解崩潰，造成大面積的停電事故，帶來嚴重的經(jīng)濟損失。由此看來，在整個電網(wǎng)運行系統(tǒng)中必須增強調度自動化手段，實現(xiàn)對電網(wǎng)運行的安全分析，提供事故處理對策和相應的監(jiān)控手段，防止事故的發(fā)生以便處理事故，避免事故造成重大的損失。

1.2 電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)的功能

調度自動化系統(tǒng)的功能主要可分為數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)監(jiān)控以及能量管理兩大部分。

1.2.1 數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視功能

數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視功能主要是完成信息采集、傳輸、監(jiān)視和控制，通過人機界面實現(xiàn)對系統(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)視等工作。另外還包括對系統(tǒng)中的重要開關進行遙控、對有載調壓變壓器、調相機、電容器等設備進行調節(jié)或投切，并完成記錄、統(tǒng)計、制表等日常工作。隨著調度自動化的發(fā)展，把原來獨立的頻率及有功自動調節(jié)系統(tǒng)以及自動發(fā)電控制和經(jīng)濟調度包括進來，最終擴展成為了AGC/ED功能。

1.2.2 能量管理功能

隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大和接線更加復雜，僅僅監(jiān)視電網(wǎng)運行工況是遠遠不夠的，近年來在網(wǎng)絡和通信技術的支持下發(fā)展成包括SCADA、AGC/ED、PAS、DTS的能量管理系統(tǒng)。伴隨著電網(wǎng)互聯(lián)和電力改革的步伐的加快，對電網(wǎng)運行調度和控制的要求提出了許多更高更新的要求，傳統(tǒng)的能量管理的概念、結構和功能都將發(fā)生很大的變化，在一定程度上也將推動電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)的變革。

2 電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)的構成分析

電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)主要由三部分構成，即主站系統(tǒng)、自動化系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)。電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)不僅運用了現(xiàn)代自動控制技術，還將計算機技術和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡通訊技術等多種高新技術融入其中。通過綜合利用現(xiàn)代自動控制技術、電子計算機技術和遠程通信技術，實現(xiàn)電力系統(tǒng)調度自動化。

電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)控制著整個電網(wǎng)的運行，是電網(wǎng)的控制核心，保障著電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，同時還能預防電網(wǎng)短路故障，對電網(wǎng)故障進行快速恢復。盡管在電網(wǎng)中，有繼電保護和自動裝置等就地裝置保護電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，但僅靠這些就地裝置不能保證萬無一失，電網(wǎng)需要有更加可靠地系統(tǒng)來保護電網(wǎng)的安全。電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)就是通過全局故障信息來預測，分析電網(wǎng)系統(tǒng)的運行情況，從而根據(jù)實際情況對系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種復雜的問題進行處理的，因此電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)有著很高的可靠性，在電力系統(tǒng)中有著不可取代的作用。

3 電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)的結構

電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)按其功能可以分為如下四個子系統(tǒng)：信息采集與命令執(zhí)行子系統(tǒng)、信息傳輸子系統(tǒng)、信息采集處理與控制子系統(tǒng)和人機交聯(lián)子系統(tǒng)。

3.1 信息采集與命令執(zhí)行子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)是指設置在發(fā)電廠和變電站中的子站設備、遙控執(zhí)行屏等等。子站設備可以實現(xiàn)“四遙”功能，包括：采集發(fā)送電力系統(tǒng)運行的實時數(shù)據(jù)和事故追憶報告，采集并發(fā)送電力系統(tǒng)繼電保護的相關動作信息、斷路器的狀態(tài)信息及事故順序報告，接受并執(zhí)行電網(wǎng)調度人員從主站發(fā)送的命令，完成對斷路器的分閘或合閘操作，接受并執(zhí)行電網(wǎng)調度人員或主站計算機發(fā)送的遙調命令，調整發(fā)電機功率。

3.2 信息傳輸子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)主要完成主站與子站設備之間的信息交換及各個調度中心之間的信息交換。信息傳輸子系統(tǒng)是一個非常重要的子系統(tǒng)，信號的傳輸質量往往會影響整個調度自動化系統(tǒng)的質量。

4 調度自動化系統(tǒng)的發(fā)展過程

20世紀30年代，電力系統(tǒng)就有了集中式自動調頻和機電型遠動裝置；20世紀60年代開始用計算機實現(xiàn)SCADA、AGC/EDC功能；我國調度自動化始于70年代。70年代基于專用計算機和專用操作系統(tǒng)的SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系統(tǒng)，如SD 176；20世紀80年代基于通用計算機的EMS（Energy Management System）系統(tǒng)，如四大網(wǎng)引進系統(tǒng)，VAX/VMS的SCADA/EMS系統(tǒng)；20世紀90年代基于RISC/UNIX的開放式分布式EMS/DMS（ Distribution Management System）系統(tǒng)，如：RD 800、OPEN 2000、SD 6000、CC 2000等；進入21世紀以來，遵循IEC 61970 CIM（Common Information model）/CIS（Component Interface Standard），以采用JAVA、因特網(wǎng)、面向對象技術、綜合考慮電力市場環(huán)境中安全運行及商業(yè)化運營要求等為特征的新一代EMS系統(tǒng)，如OPEN 2000E、TH21000等。

參考文獻

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[3]國家電力調度通信中心.智能電網(wǎng)調度技術支持系統(tǒng)建設框架[Z].2009.

作者簡介：李振斌（1982-），男，工程師，碩士，畢業(yè)于天津大學，長期從事電力系統(tǒng)運行與控制、電網(wǎng)調度計劃工作，現(xiàn)就職于國網(wǎng)天津市電力公司調度中心。