電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

胡鵑

引言

隨著電力體制的不斷深化改革，電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對(duì)于電力運(yùn)行技術(shù)也提出了更高的要求，電力系統(tǒng)自動(dòng)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化成主流趨勢(shì)。電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是整個(gè)電網(wǎng)的核心部分，指在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)控制的最優(yōu)化并合理調(diào)整方案。為保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)揮著重要的作用，為滿足電網(wǎng)運(yùn)行需求，電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)也在進(jìn)行不斷優(yōu)化調(diào)整。

1.電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)及其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

在滿足當(dāng)前國(guó)際與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，是基于成熟的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)及通信手段發(fā)展而成的電，存儲(chǔ)等，為保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供技術(shù)支持。系統(tǒng)中，重要節(jié)點(diǎn)上采用雙機(jī)備用模式，其中某臺(tái)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題，該機(jī)上的所有數(shù)據(jù)都會(huì)平穩(wěn)自動(dòng)過(guò)渡到另外一臺(tái)正常工作的計(jì)算機(jī)服務(wù)器上，使系統(tǒng)在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)仍可以不影響整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行，從而確保了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。與此同時(shí)，系統(tǒng)還具備完善的權(quán)限管理功能，能有效平穩(wěn)的對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行處理，且不會(huì)影響其它節(jié)點(diǎn)運(yùn)行。作為系統(tǒng)的核心部分，調(diào)度主站擔(dān)負(fù)著重要的職責(zé)，一方面要對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與分析，從整體上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)化監(jiān)視與控制;另一方面根據(jù)監(jiān)測(cè)分析結(jié)果，提供準(zhǔn)確的電力系統(tǒng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)信息，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行中存在的異常情況，根據(jù)所采集到的數(shù)據(jù)資料，制定有效的方案，保證電網(wǎng)調(diào)度的有效性。

2.電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)主要由二部分構(gòu)成，即分為數(shù)據(jù)管理層、能量管理層，其運(yùn)行方式可分為實(shí)時(shí)態(tài)和研究態(tài)兩種。具體情況如下：1）數(shù)據(jù)管理層：收集系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，達(dá)到對(duì)運(yùn)行系統(tǒng)的監(jiān)控。并對(duì)獲取的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行反饋，便于SCADA顯示系統(tǒng)下一步工作。通過(guò)利用和分析SCADA系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，獲取電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，通過(guò)動(dòng)態(tài)防御、預(yù)警進(jìn)行有效控制，提高電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的自我恢復(fù)、事故分辨以及故障處理等能力，以此保證系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)、安全的運(yùn)行。2）能量管理層：其主要是針對(duì)發(fā)電控制，為保證系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，通過(guò)合理調(diào)整和控制運(yùn)行系統(tǒng)頻率、時(shí)差等，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化。

2.2系統(tǒng)軟硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)。1）硬件平臺(tái)：包括服務(wù)器、PC及基于CISC芯片的各種硬件等。選擇系統(tǒng)硬件平臺(tái)時(shí)，要在滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)各功能基礎(chǔ)上，兼顧實(shí)時(shí)性、先進(jìn)性、安全性、可靠性等原則及要求。2）操作系統(tǒng)：較為常用的主要為Solaris10或者AIX操作系統(tǒng)。3）網(wǎng)絡(luò)環(huán)境：遵循ISOOSI七層網(wǎng)絡(luò)參考模型的TCP/IP。4）數(shù)據(jù)庫(kù)：一般采用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)。5）開發(fā)語(yǔ)言：包括C、C++和Java等。

2.3系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)。隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展，電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)逐步實(shí)現(xiàn)“三遙”（即遙測(cè)、遙信、遙控）狀態(tài)，但對(duì)于系統(tǒng)硬件及運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)尙還未能完全實(shí)現(xiàn)，這就給電力系統(tǒng)運(yùn)行留下隱患。針對(duì)此問(wèn)題，開發(fā)新的系統(tǒng)參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)軟件并運(yùn)用于其中，該軟件對(duì)系統(tǒng)硬件及參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，采集、處理、梳理，并且制定與輸入各種規(guī)約，實(shí)現(xiàn)各種控制命令的接收和處理，大大提升了系統(tǒng)運(yùn)行安全性。1）設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)。利用軟件對(duì)系統(tǒng)硬件及參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，可為每項(xiàng)參數(shù)設(shè)定相應(yīng)閾值，當(dāng)運(yùn)行參數(shù)超出這一值時(shí)發(fā)出警報(bào)信號(hào)。當(dāng)報(bào)警信息出現(xiàn)時(shí)，將彈出報(bào)警窗口并發(fā)出報(bào)警聲音/信號(hào)，直至被系統(tǒng)或工作人員確定為止。對(duì)于每次報(bào)警信息要打印輸出，存儲(chǔ)到系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中。2）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的輸出與顯示3）由于其支持標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)連接，具有擴(kuò)展接口功能，可以在檢測(cè)系統(tǒng)讀取設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)寫入系統(tǒng)之中，包括設(shè)備狀態(tài)及服務(wù)器狀態(tài)等數(shù)據(jù)，并與節(jié)點(diǎn)信息擴(kuò)展表作對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)系統(tǒng)添加了新的硬件設(shè)備，只需將新設(shè)備名稱錄入到節(jié)點(diǎn)信息擴(kuò)展表中，以實(shí)現(xiàn)對(duì)新設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示功能，也是系統(tǒng)最重要的功能之一。當(dāng)系統(tǒng)接收到監(jiān)測(cè)軟件獲取的各項(xiàng)數(shù)據(jù)后，會(huì)在監(jiān)控畫面中顯示這些數(shù)據(jù)，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示功能讓調(diào)度員可以直接了解每臺(tái)服務(wù)器 運(yùn)行狀態(tài)，給系統(tǒng)管理和維護(hù)提供了很好的數(shù)據(jù)支撐。在線監(jiān)測(cè)在調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展應(yīng)用，使得系統(tǒng)各項(xiàng)功能得到完善，在采集數(shù)據(jù)和分析處理信息方面的完善，給電力行業(yè)提供正確的數(shù)據(jù)支持，為之發(fā)展發(fā)展提供更好、更全面的服務(wù)，保障電企可持續(xù)發(fā)展。其中，歷史負(fù)荷曲線能夠直觀的讓工作人員了解到電力電量是否平衡和運(yùn)行方式是否安全，以此判斷調(diào)度運(yùn)行是否正常。此外，通過(guò)歷史曲線還能查看指定時(shí)段的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)歷史曲線值大小及波動(dòng)范圍，對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行多時(shí)段對(duì)比，判斷其運(yùn)行正常與否，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)與處理系統(tǒng)故障，有助于提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。4）實(shí)時(shí)安全監(jiān)控。調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)變電站運(yùn)行參數(shù)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并根據(jù)監(jiān)控得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行量化分析，最終計(jì)算出變電站穩(wěn)定運(yùn)行裕度，為調(diào)度員判斷變電站運(yùn)行態(tài)勢(shì)奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。在線監(jiān)測(cè)軟件還能對(duì)機(jī)房溫度、濕度、煙霧、噪聲、空氣潔凈度及供電電壓電流等各項(xiàng)參數(shù)的遠(yuǎn)（近）程監(jiān)測(cè)。并根據(jù)變電站設(shè)備運(yùn)行情況，可以有效判斷出機(jī)房當(dāng)前的相對(duì)濕度、溫度及運(yùn)行噪音等，以此判斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)是否穩(wěn)定。若上述因素發(fā)生異常，軟件會(huì)向系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)信號(hào)，直至被系統(tǒng)或工作人員確定為止。一般來(lái)說(shuō)，設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)對(duì)機(jī)房要求為：機(jī)房相對(duì)濕度保持在85%以下，溫度控制在25℃以下。自動(dòng)化在線監(jiān)測(cè)軟件的應(yīng)用，對(duì)于提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與可靠性具有重要意義，它填補(bǔ)了原有系統(tǒng)在硬件參數(shù)監(jiān)控上的空白，有效實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)硬件及運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

2.4系統(tǒng)的特色應(yīng)用。1）電子化值班。電子化值班，是指利用手機(jī)短信服務(wù)實(shí)時(shí)獲取電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的一項(xiàng)功能，電子化值班的運(yùn)用，使得工作人員的工作減少，基本上實(shí)現(xiàn)運(yùn)行人元和自動(dòng)化人員移動(dòng)化辦公。在調(diào)度機(jī)房中配置一臺(tái)手機(jī)設(shè)備，經(jīng)授權(quán)客戶可了解和查看電量、總加等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生異?；蚬收蠒r(shí)，也能在第一時(shí)間將該信息發(fā)送至負(fù)責(zé)人的手機(jī)上，以便及時(shí)采取有效措施進(jìn)行處理。2）豐富的電力應(yīng)用軟件包。在系統(tǒng)分層軟件構(gòu)建設(shè)計(jì)中，采用面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)及相關(guān)技術(shù)，構(gòu)建統(tǒng)一的應(yīng)用平臺(tái)，使SCADA、PAS、DTS（調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)）、OPT（智能操作票管理系統(tǒng)）、VQC等應(yīng)用能實(shí)現(xiàn)無(wú)縫繼承，從而大大提升系統(tǒng)擴(kuò)展性及穩(wěn)定性;基于面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)，使系統(tǒng)呈現(xiàn)構(gòu)件化與模塊化，大幅減少系統(tǒng)中的公共代碼，有效提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。

3.結(jié)束語(yǔ)

電力調(diào)度作為電力供應(yīng)中的重要環(huán)節(jié)，保障了電網(wǎng)安全的運(yùn)行。文章結(jié)合電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，就硬件故障發(fā)現(xiàn)不及時(shí)、硬件及參數(shù)監(jiān)測(cè)難等問(wèn)題，提出相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，在滿足電網(wǎng)不斷發(fā)展需求的同時(shí)，大大提高了系統(tǒng)運(yùn)行效率與可靠性。