淺談電力系統(tǒng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的發(fā)展

張恒一張亮

1.上海電力學院電氣工程學院 200090 2.河南省睢縣供電有限責任公司 476900

淺談電力系統(tǒng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的發(fā)展

張恒一1張亮2

1.上海電力學院電氣工程學院 200090 2.河南省睢縣供電有限責任公司 476900

隨著我國經(jīng)濟社會的發(fā)展，人們對電能的需求量愈來愈大，對電能的可靠性、電能質(zhì)量要求越來越高，不僅促進了電力系統(tǒng)的發(fā)展，也促進了電網(wǎng)調(diào)度管理水平的發(fā)展。

電力系統(tǒng)；調(diào)度自動化系統(tǒng)；發(fā)展歷程

一、電力系統(tǒng)調(diào)度自動化系統(tǒng)概述

電力系統(tǒng)是一個由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電組成的龐大而復(fù)雜的整體。電力系統(tǒng)調(diào)度自動化在電力系統(tǒng)中處于重要地位，對電力系統(tǒng)的安全運行起著不可或缺的作用。電力系統(tǒng)調(diào)度自動化系統(tǒng)由三部分組成：廠站端、控制中心主站系統(tǒng)和信息通道，其主要功能可概述為：從廠站端（發(fā)電廠、變電站）采集的實時數(shù)據(jù)信息通過信息數(shù)據(jù)通道傳送至控制中心主站，主站的調(diào)度工作人員由處理后的數(shù)據(jù)判斷電力系統(tǒng)的實時運行狀態(tài)，當發(fā)生事故時，調(diào)度人員能迅速采取措施，發(fā)出相應(yīng)命令，經(jīng)信息通道到達廠站端后由自動裝置執(zhí)行，防止事故擴大。

二、電力系統(tǒng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的發(fā)展

（一）早期階段

在電力系統(tǒng)發(fā)展的早期階段，信息采集技術(shù)還沒有很大發(fā)展，調(diào)度人員無法得知遠方廠站的實時信息，只能靠電話、運行經(jīng)驗進行電網(wǎng)的調(diào)度和管理。由于時效性差，易導(dǎo)致事故的擴大，造成不必要的經(jīng)濟損失。

（二）遠動技術(shù)的應(yīng)用

我國最早的遙測裝置是電子管和繼電器邏輯的遙測、遙信、遙控裝置，由于設(shè)備容量小、精度低，不能滿足電網(wǎng)發(fā)展的需要。隨著電子元器件和數(shù)字邏輯技術(shù)的發(fā)展，我國在20世紀60年代中期的晶體管數(shù)字綜合遠動裝置采用了模/數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)，實現(xiàn)了數(shù)字遙測，遙測精度大為提高；采用了時分多路復(fù)用技術(shù)，遙測的路數(shù)也增多了；采用了抗干擾編碼技術(shù)，使傳輸?shù)目煽啃砸驳玫搅颂岣摺？傊跀?shù)字綜合遠動裝置中，將數(shù)據(jù)通信、計算機技術(shù)引進遠動技術(shù)領(lǐng)域，使遠動技術(shù)在原理上有了一個飛躍，這些技術(shù)原理即使在現(xiàn)在的微機遠動中仍被繼續(xù)采用。隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，在數(shù)字綜合遠動裝置中也采用了集成電路技術(shù)，但從晶體管到集成電路數(shù)字綜合遠動裝置只是器件上的更新替代，原理上沒有發(fā)生實質(zhì)性的變化。遠動和通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，結(jié)束了電力系統(tǒng)僅靠電話進行調(diào)度的歷史，系統(tǒng)運行的實時信息進入調(diào)度室，使得調(diào)度人員能夠?qū)崟r、迅速地掌握系統(tǒng)運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)和處理事故，防止事故擴大。在20世紀60年代，電力系統(tǒng)開始使用數(shù)字式的遠動設(shè)備，提高了數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)木?、速度和可靠性。在這一時期，這些遠動裝置和通信設(shè)施構(gòu)成的調(diào)度自動化系統(tǒng)，主要功能是監(jiān)視電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)、進行遠距離的斷路器開斷操作以及進行數(shù)據(jù)的記錄和統(tǒng)計等。

（三）以計算機為基礎(chǔ)的調(diào)度自動化技術(shù)的應(yīng)用

將微機技術(shù)應(yīng)用于遠動技術(shù)后，遠動技術(shù)發(fā)生了重大變化，原來許多不易實現(xiàn)的功能，采用微機技術(shù)后便迎刃而解。與常規(guī)遠動相比，微機遠動功能強、體積小、可靠性高。如在微機遠動終端上，可以方便完成1：N的接收以及轉(zhuǎn)發(fā)功能。隨著60年代后期多起大面積的停電事故在其他國家發(fā)生，客觀上要求我國調(diào)度自動化系統(tǒng)，不僅能實時掌握電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)，也能夠?qū)ο到y(tǒng)正常和事故情況下做出控制和決策，加強對電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的分析、控制。在這種情況下，形成了所謂能量管理系統(tǒng)（EMS），此系統(tǒng)包括SCADA、自動發(fā)電控制與經(jīng)濟運行、網(wǎng)絡(luò)分析、調(diào)度管理和計劃功能。借助這種自動化系統(tǒng)，調(diào)度運行人員的主要職能從之前的監(jiān)視記錄轉(zhuǎn)變成目前的對系統(tǒng)狀態(tài)分析、判斷和決策?，F(xiàn)在常講的電力系統(tǒng)調(diào)度自動化系統(tǒng)基本上基于這時的概念展開并有所發(fā)展。

（四）調(diào)度自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的建立

隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，電力工業(yè)中信息網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢是開放的、互聯(lián)的、共享的。90年代開始，我國部分地區(qū)投入運行了開放式的調(diào)度自動化系統(tǒng)，并收到了良好的效果。1997年中國電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的開通，實現(xiàn)了國、網(wǎng)、省調(diào)的一級網(wǎng)的互連，1998年中國電力信息網(wǎng)開通，進一步推動了各級調(diào)度自動化之間的信息交換?，F(xiàn)在國調(diào)的數(shù)據(jù)網(wǎng)已經(jīng)與因特網(wǎng)連接，并與各網(wǎng)調(diào)、大多數(shù)的省調(diào)之間開通了email等多項服務(wù)。

（五）調(diào)度自動化系統(tǒng)的目前存在的問題

1、信息通道問題

從近年全國電力系統(tǒng)調(diào)度自動化運行的情況分析，通道原因引起的遠動障礙占59.74%，可見，通道的不足和可靠性不高已經(jīng)成為了影響遠動功能的主要問題。不少的系統(tǒng)存在著通道利用率低或過高的現(xiàn)象，造成了通道的浪費或可靠性降低。

2、設(shè)備的采購和利用問題

近年來，一些系統(tǒng)片面追求調(diào)度設(shè)備的先進性，而忽略了其經(jīng)濟性和實用性。不少用戶不顧采購的必要性，片面追求更新?lián)Q代，造成了經(jīng)濟效益的降低。另一方面，目前存在著遠動設(shè)備的不少功能利用不足的現(xiàn)象，甚至有些基本的功能也沒有得到充分的發(fā)揮。例如遙信、遙調(diào)功能的使用不是很普遍，不少系統(tǒng)都是象征性的使用，影響了設(shè)備功能的充分發(fā)揮。

3、人員的管理問題

電力系統(tǒng)調(diào)度自動化系統(tǒng)在人員管理方面存在著一些問題：運行維護的水平仍需提高，缺少運行維護的技術(shù)人員，會影響到調(diào)度系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性，影響系統(tǒng)功能的發(fā)揮；沒有足夠重視專業(yè)技術(shù)人員的學習培訓，存在著過分依賴廠家的現(xiàn)象，重使用、輕維護，同樣會影響系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

三、電力系統(tǒng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

隨著特高壓和全國大電網(wǎng)互聯(lián)的發(fā)展，調(diào)度自動化系統(tǒng)應(yīng)該是向著：數(shù)字化、集成化、智能化、標準化、網(wǎng)格化和市場化的趨勢發(fā)展。數(shù)字化是指電力信息的數(shù)據(jù)化，將采集的模擬信息數(shù)字化，便于傳輸、儲存和處理，是目前和未來的發(fā)展基礎(chǔ)。集成化和網(wǎng)格化是指不同的調(diào)度中心之間信息的整合共享、分類存取，這將使得整個大電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享使用更加方便，從而構(gòu)建更加堅強的大電網(wǎng)。智能化是構(gòu)建智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，實現(xiàn)對電網(wǎng)的智能控制，是將來的發(fā)展方向。標準化是調(diào)度系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)，包括執(zhí)行標準和制定新的標準。市場化則是整個電力工業(yè)將來的發(fā)展趨勢，是電力體制改革的必然選擇。

四.結(jié)語

隨著科技的不斷進步，先進技術(shù)會越來越多的應(yīng)用到調(diào)度自動化系統(tǒng)中，進一步推動其完善和發(fā)展；另一方面，經(jīng)濟社會的發(fā)展和人們對電能要求的不斷提高，也會促進調(diào)度自動化系統(tǒng)向更加安全、可靠的方向發(fā)展，保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。