關(guān)于電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用研究

蘇雪科

（靈川供電公司 廣西桂林市靈川縣 541299）

關(guān)于電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用研究

蘇雪科

（靈川供電公司 廣西桂林市靈川縣 541299）

電力調(diào)度在電力系統(tǒng)中起著非常重要的作用。電力調(diào)度的自動(dòng)化管理是隨著科技不斷發(fā)展研究的成果，在電力調(diào)度的自動(dòng)化管理中，不僅應(yīng)用了許多新技術(shù)，還增添了電力系統(tǒng)的主要功能，使其在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)揮更多的作用。本文首先對(duì)電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化進(jìn)行了簡(jiǎn)單的概述，分析了其結(jié)構(gòu)與功能和使用優(yōu)勢(shì)，通過(guò)對(duì)電力調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用研究，指出了電力調(diào)度系統(tǒng)的自動(dòng)化未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。

電力調(diào)度；電力系統(tǒng)；自動(dòng)化技術(shù)

前言

電力工程主要由發(fā)電、輸電、配電及用電等幾個(gè)環(huán)節(jié)組成，電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化則是配電與用電之間的重要橋梁。2009年國(guó)家首次提出“智能電網(wǎng)”的發(fā)展計(jì)劃，計(jì)劃到2020年實(shí)現(xiàn)“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”。調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)起步于20世紀(jì)70年代，最初采用專(zhuān)用的系統(tǒng)，之后伴隨著互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的發(fā)展，逐步發(fā)展為現(xiàn)代的智能型調(diào)度自動(dòng)化。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)及科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，生態(tài)建設(shè)被納入我國(guó)發(fā)展建設(shè)的規(guī)劃中，生態(tài)建設(shè)的發(fā)展目標(biāo)要求我們進(jìn)一步推進(jìn)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的社會(huì)建設(shè)。電力系統(tǒng)的調(diào)度自動(dòng)化可以實(shí)現(xiàn)電力資源的經(jīng)濟(jì)調(diào)控，實(shí)時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的監(jiān)控與維護(hù)，實(shí)現(xiàn)了能源的節(jié)約發(fā)展。電力系統(tǒng)自動(dòng)化在電力運(yùn)行中非常的重要，對(duì)電力運(yùn)行的穩(wěn)定性及可靠性都有一定的保障，在科技的不斷發(fā)展下，電力調(diào)度自動(dòng)化管理更是不斷的發(fā)展起來(lái)，自動(dòng)化的管理不僅促進(jìn)了其在運(yùn)行中的安全穩(wěn)定運(yùn)行，還是直接服務(wù)于電網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控的重要系統(tǒng)。為電力人員在分析整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的情況提供了重要的數(shù)據(jù)。電力系統(tǒng)的調(diào)度管理保證了電力運(yùn)行的安全穩(wěn)定。

1 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化概述

圖1 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1，通過(guò)以上結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的冗余分布，增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性、可靠性。

調(diào)度端又稱(chēng)為主站端，是電力系統(tǒng)管理的重點(diǎn)，包括前置通信機(jī)、調(diào)度主機(jī)等，在各部門(mén)獨(dú)立配置功能工作站，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的共享，實(shí)時(shí)顯示電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)。由調(diào)度人員控制數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)刷新，通過(guò)前置機(jī)向廠站端傳送命令。在調(diào)度主站系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)雙網(wǎng)實(shí)現(xiàn)SCADA后臺(tái)應(yīng)用與EMS分析決策作用。DTS網(wǎng)為其內(nèi)部網(wǎng)，DTS網(wǎng)和實(shí)時(shí)雙網(wǎng)數(shù)據(jù)不存在干擾性，將WEB服務(wù)器配置到實(shí)時(shí)雙網(wǎng)上，可瀏覽實(shí)時(shí)雙網(wǎng)數(shù)據(jù)、畫(huà)面。從總體上看，我國(guó)的調(diào)度現(xiàn)狀為五級(jí)分層調(diào)度管理，即國(guó)家調(diào)度控制中心（國(guó)調(diào)）—大區(qū)電網(wǎng)調(diào)度控制中心（網(wǎng)調(diào)）—省電網(wǎng)調(diào)度控制中心（省調(diào)）—地市電網(wǎng)調(diào)度控制中心（地調(diào)）—縣級(jí)電網(wǎng)調(diào)度控制中心（縣調(diào)）。通過(guò)這五層調(diào)度控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的高效可靠運(yùn)行。其結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖2。

圖2 調(diào)度管理結(jié)構(gòu)示意圖

通信信道實(shí)現(xiàn)了變電站無(wú)人值守大范圍普及，利用信道可實(shí)現(xiàn)采集、發(fā)送系統(tǒng)信息。光纖通信具有大頻帶寬傳輸容量、較強(qiáng)抗干擾能力、傳輸損耗低長(zhǎng)距離及較高安全可靠性等優(yōu)勢(shì)，選取的通信主體為光纖通信，相比共用通信網(wǎng)專(zhuān)用交換通信網(wǎng)，其具有獨(dú)立性。

變電站/發(fā)電廠綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)調(diào)度自動(dòng)化和完善電網(wǎng)監(jiān)控的重要保障。執(zhí)行調(diào)度中心的控制與調(diào)節(jié)，其可靠性對(duì)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)影響大。

2 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

隨著人們生活水平的提高，對(duì)電能的需求提升，需要不斷提升電力系統(tǒng)的可靠性。當(dāng)前，據(jù)調(diào)查一般城市地區(qū)供電可靠率為99.96%，重要城市中心區(qū)供電可靠率達(dá)到了99.99%。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)在確保電網(wǎng)調(diào)度合理性、完整性與高效性上作出重要貢獻(xiàn)。其主要具有以下優(yōu)點(diǎn)（見(jiàn)圖3）：

圖3 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

①安全性，可滿(mǎn)足人們對(duì)長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)穩(wěn)定供電的需求，確保數(shù)據(jù)的完整性和統(tǒng)一性，避免出現(xiàn)人為錯(cuò)誤；②開(kāi)放性，便于系統(tǒng)的升級(jí)、維護(hù)與擴(kuò)充；③功能完備性，具備SCADA功能、配電管理、能量管理等功能；④先進(jìn)性，采用先進(jìn)、成熟的軟件方案與硬件設(shè)備；⑤實(shí)用性，可大幅度的提高工作效率；⑥實(shí)時(shí)性，最大限度地滿(mǎn)足調(diào)度的實(shí)時(shí)性；易用性，用戶(hù)界面簡(jiǎn)捷直觀，學(xué)習(xí)便利。

3 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的功能

3.1 自動(dòng)發(fā)電控制和經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制

自動(dòng)發(fā)電控制依托于調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的智能信息處理中心。信息處理中心通過(guò)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析，可以在一定范圍內(nèi)進(jìn)行自動(dòng)發(fā)電控制，在滿(mǎn)足用戶(hù)用電量的同時(shí)避免發(fā)電過(guò)量或發(fā)電不足，維持了供電的可靠行、節(jié)能性。同時(shí)，會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)分析進(jìn)行合理配置電力資源，進(jìn)行調(diào)度，同樣實(shí)現(xiàn)電力資源的有效節(jié)約，避免造成浪費(fèi)。

3.2 電網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與安全控制

這一功能主要是通過(guò)信息采集子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)對(duì)下級(jí)發(fā)電廠、變電站等系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，使其匯報(bào)給控制中心，以便控制中心進(jìn)行綜合分析，再通過(guò)傳輸系統(tǒng)將指令下達(dá)給各級(jí)變電站、調(diào)度中心等，以更好地指揮各級(jí)調(diào)度系統(tǒng)的有效運(yùn)行。

3.3 電力市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)與安全分析

電能的特點(diǎn)是不能儲(chǔ)存，但是通過(guò)對(duì)這一過(guò)程中的數(shù)據(jù)的采集與保存，可以對(duì)某段時(shí)間內(nèi)電力的運(yùn)行情況進(jìn)行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析，觀察、比較電力的運(yùn)行指標(biāo)，從而為此后的發(fā)展規(guī)劃提供數(shù)據(jù)支持，為電力的市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)提供發(fā)展依據(jù)，是的其市場(chǎng)化發(fā)展朝著更加健康的方向發(fā)展，降低了發(fā)展的風(fēng)險(xiǎn)。

3.4 事故處理

通過(guò)信息采集、傳輸和處理系統(tǒng)，可以通過(guò)對(duì)這一系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)的智能化分析，及時(shí)檢測(cè)到電能輸送過(guò)程中可能存在的問(wèn)題，并通過(guò)智能化系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，或者發(fā)出警報(bào)，及時(shí)報(bào)告給調(diào)度工作人員，使問(wèn)題能夠得到及時(shí)解決，避免電力系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題影響用戶(hù)的正常使用，甚至癱瘓。為電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供有力的保障。

4 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

4.1 D5000能量管理系統(tǒng)

D-5000是整個(gè)系統(tǒng)研制的核心和重點(diǎn)，作為整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺(tái)，D-5000平臺(tái)采用先進(jìn)的軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)，直接承載著實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警（新EMS）、安全校核（SCS）、調(diào)度計(jì)劃（OPS）和調(diào)度管理（OMS）四大應(yīng)用平臺(tái)，具有標(biāo)準(zhǔn)、開(kāi)放、可靠、安全和適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，對(duì)加快調(diào)度機(jī)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)、提高電網(wǎng)的調(diào)度運(yùn)行水平、提高調(diào)度業(yè)務(wù)精益化的管理具有十分重要的意義。

4.2 OPEN-3000能量管理系統(tǒng)

OPEN-3000系統(tǒng)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，同時(shí)滿(mǎn)足使用方便、技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)行可靠三方面的目標(biāo)，是南瑞眾多科研成果的發(fā)展?！盎跇?biāo)準(zhǔn)化平臺(tái)的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化集成系統(tǒng)OPEN-3000”在2007年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上憑借卓越的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，獲得了國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。OPEN-3000能量管理系統(tǒng)有著極高的穩(wěn)定性和適用性，兼具性能與技術(shù)優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)已被應(yīng)用于數(shù)十個(gè)大中地調(diào)的調(diào)度系統(tǒng)當(dāng)中。

4.3 CAE系統(tǒng)與SPIDER系統(tǒng)

CAE系統(tǒng)采用的是雙以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)、64bit的ALPHA工作站、客戶(hù)服務(wù)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的EMS硬件技術(shù)平臺(tái)，減少網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流，使得狀態(tài)的信號(hào)比較穩(wěn)定；采用了分布式數(shù)據(jù)庫(kù)以及模塊結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)配置可以按照用戶(hù)的實(shí)際要求進(jìn)行。

4.4 SPECTRUM系統(tǒng)

該系統(tǒng)在32bitSUM點(diǎn)的SPAC等工作站硬件設(shè)備的基礎(chǔ)上，導(dǎo)入了軟總線等相關(guān)概念，實(shí)現(xiàn)了服務(wù)器與服務(wù)器之間實(shí)用程序的標(biāo)準(zhǔn)化，采取了分布式組件，被大量運(yùn)用于城市電力公司、配電公司以及工業(yè)用戶(hù)等。

5 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

5.1 更加智能化

通過(guò)調(diào)度數(shù)據(jù)集成技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行有效整合，逐步優(yōu)化電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，管控動(dòng)態(tài)的預(yù)防控制，全面提高電力調(diào)度系統(tǒng)的恢復(fù)、處理以及辨識(shí)能力，在遇到緊急情況時(shí)，還可以有效協(xié)調(diào)、統(tǒng)一系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度可視化。

5.2 更加數(shù)字化

開(kāi)發(fā)數(shù)字化變電站以是電力企業(yè)的主要發(fā)展方向，通過(guò)發(fā)展數(shù)字化的系統(tǒng)，能夠處理與采集電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中的各種信息，逐步規(guī)范與統(tǒng)一電網(wǎng)的整個(gè)監(jiān)控過(guò)程，讓電網(wǎng)調(diào)度的可視化程度、智能化程度以及信息化程度更高，讓系統(tǒng)的運(yùn)行更安全、更經(jīng)濟(jì)、更穩(wěn)定。

5.3 充分市場(chǎng)化

隨著電力體制改革的不斷深入，電力企業(yè)給用戶(hù)提供的選擇也會(huì)越來(lái)越多，同時(shí)也會(huì)有效控制裝機(jī)容量，合理調(diào)整高峰負(fù)荷，促進(jìn)電力企業(yè)的長(zhǎng)期、健康可持續(xù)發(fā)展，最終提高企業(yè)效益與社會(huì)效益。電力企業(yè)在實(shí)際發(fā)展過(guò)程中，面臨的挑戰(zhàn)與機(jī)遇也會(huì)越來(lái)越多，在電力企業(yè)體制改革過(guò)程中，暴露出來(lái)的問(wèn)題也在不斷增多，電力調(diào)度逐步朝著自動(dòng)化的方向發(fā)展，這樣能夠更好地適應(yīng)市場(chǎng)的發(fā)展。

6 結(jié)束語(yǔ)

電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)是伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們的實(shí)際生活需求而產(chǎn)生和發(fā)展的，已經(jīng)取得了革命性的技術(shù)進(jìn)步，并且會(huì)伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和人們?nèi)找鎳?yán)格的要求而不斷發(fā)展進(jìn)步。其應(yīng)用發(fā)展也必然會(huì)沿著高效、便捷、準(zhǔn)確的方向而向前發(fā)展，更好地適應(yīng)資源節(jié)約型社會(huì)的發(fā)展要求，不斷地進(jìn)行發(fā)展與進(jìn)步。

[1]張國(guó)慶.電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)及新技術(shù)的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2010.

[2]董世芳.電力系統(tǒng)自動(dòng)化未來(lái)發(fā)展新技術(shù)的若干探討[J].中小企業(yè)管理與科技，2010.

[3]王長(zhǎng)軍.電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)及新技術(shù)的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2011.

[4]鮑艷麗.電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)及新技術(shù)的應(yīng)用[J].金色年華（下），2011.

TM734

A

1004-7344（2016）25-0107-02

2016-8-19

蘇雪科（1982-），男，廣西靈川人，工程師，大學(xué)本科，主要從事調(diào)度自動(dòng)化等方面的工作。