供電企業(yè)電力自動(dòng)化主站系統(tǒng)研究

廖彬

[摘 要]電力系統(tǒng)自動(dòng)化是我們電力系統(tǒng)一直以來(lái)力求的發(fā)展方向，它包括：發(fā)電控制的自動(dòng)化（AGC 已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，尚需發(fā)展）、電力調(diào)度的自動(dòng)化（具有在線潮流監(jiān)視，故障模擬的綜合程序以及SCADA 系統(tǒng)），實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)的自動(dòng)化，現(xiàn)今最熱門的變電站綜合自動(dòng)化即建設(shè)綜自站，實(shí)現(xiàn)更好的無(wú)人值班。電力系統(tǒng)是一個(gè)地域分布遼闊，由發(fā)電廠、變電站、輸配電網(wǎng)絡(luò)和用戶組成的統(tǒng)一調(diào)度和運(yùn)行的復(fù)雜大系統(tǒng)。本文就針對(duì)我國(guó)電力企業(yè)自動(dòng)化主站系統(tǒng)建設(shè)中存在的相關(guān)問(wèn)題分析，并簡(jiǎn)單的做出了相應(yīng)的指導(dǎo)。

[關(guān)鍵詞]供電企業(yè)；內(nèi)部管理；自動(dòng)化；調(diào)度

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）19-0251-01

0、引言

隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制的日趨成熟和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)繁榮程度的不斷提升，我國(guó)電力行業(yè)也獲得了空前的發(fā)展。同時(shí)，電力企業(yè)內(nèi)部調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)相當(dāng)?shù)某墒欤蠖鄶?shù)的企業(yè)都已經(jīng)達(dá)到了使用這一新階段，對(duì)于各種電力企業(yè)設(shè)施采用了自動(dòng)化控制新策略。當(dāng)前，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展促使了用電量的增加，也使得供電質(zhì)量大幅度提升，這也給供電企業(yè)的持續(xù)發(fā)展帶來(lái)挑戰(zhàn)。

1、電力系統(tǒng)自動(dòng)化的概念

電力系統(tǒng)自動(dòng)化的領(lǐng)域包括生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)檢測(cè)、調(diào)節(jié)和控制，系統(tǒng)和元件的自動(dòng)安全保護(hù)，網(wǎng)絡(luò)信息的自動(dòng)傳輸，系統(tǒng)生產(chǎn)的自動(dòng)調(diào)度，以及企業(yè)的自動(dòng)化經(jīng)濟(jì)管理等。電力系統(tǒng)自動(dòng)化的主要目標(biāo)是保證供電的電能質(zhì)量（頻率和電壓）、系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠，提高經(jīng)濟(jì)效益和管理效能。

2、主要分類

2.1 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化

現(xiàn)代的電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為核心的控制系統(tǒng)，包括實(shí)時(shí)信息收集和顯示系統(tǒng)，以及供實(shí)時(shí)計(jì)算、分析、控制用的軟件系統(tǒng)。信息收集和顯示系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集、屏幕顯示、安全檢測(cè)、運(yùn)行工況計(jì)算分析和實(shí)時(shí)控制的功能。在發(fā)電廠和變電站的收集信息部分稱為遠(yuǎn)動(dòng)端，位于調(diào)度中心的部分稱為調(diào)度端。軟件系統(tǒng)由靜態(tài)狀態(tài)估計(jì)、自動(dòng)發(fā)電控制、最優(yōu)潮流、自動(dòng)電壓與無(wú)功控制、負(fù)荷預(yù)測(cè)、最優(yōu)機(jī)組開停計(jì)劃、安全監(jiān)視與安全分析、緊急控制和電路恢復(fù)等程序組成。

2.2 火力發(fā)電廠自動(dòng)化

火力發(fā)電廠的自動(dòng)化項(xiàng)目包括：①?gòu)S內(nèi)機(jī)、爐、電運(yùn)行設(shè)備的安全檢測(cè)，包括數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān)視、屏幕顯示、越限報(bào)警、故障檢出等。②計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制，實(shí)現(xiàn)由點(diǎn)火至并網(wǎng)的全部自動(dòng)啟動(dòng)過(guò)程。③有功負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配和自動(dòng)增減。④母線電壓控制和無(wú)功功率的自動(dòng)增減。⑤穩(wěn)定監(jiān)視和控制。采用的控制方式有兩種形式：一種是計(jì)算機(jī)輸出通過(guò)外圍設(shè)備去調(diào)整常規(guī)模擬式調(diào)節(jié)器的設(shè)定值而實(shí)現(xiàn)監(jiān)督控制；另一種是用計(jì)算機(jī)輸出外圍設(shè)備直接控制生產(chǎn)過(guò)程而實(shí)現(xiàn)直接數(shù)字控制。

2.3 水力發(fā)電站綜合自動(dòng)化

需要實(shí)施自動(dòng)化的項(xiàng)目包括大壩監(jiān)護(hù)、水庫(kù)調(diào)度和電站運(yùn)行三個(gè)方面。①大壩計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)：包括數(shù)據(jù)采集、計(jì)算分析、越限報(bào)警和提供維護(hù)方案等。②水庫(kù)水文信息的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)：包括雨量和水文信息的自動(dòng)收集、水庫(kù)調(diào)度計(jì)劃的制訂，以及攔洪和蓄洪控制方案的選擇等。③廠內(nèi)計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)：包括全廠機(jī)電運(yùn)行設(shè)備的安全監(jiān)測(cè)、發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)控制、優(yōu)化運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配、穩(wěn)定監(jiān)視和控制等。

2.4 電力系統(tǒng)信息自動(dòng)傳輸系統(tǒng)

電力系統(tǒng)信息自動(dòng)傳輸系統(tǒng)簡(jiǎn)稱遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)，其功能是實(shí)現(xiàn)調(diào)度中心和發(fā)電廠變電站間的實(shí)時(shí)信息傳輸。自動(dòng)傳輸系統(tǒng)由遠(yuǎn)動(dòng)裝置和遠(yuǎn)動(dòng)通道組成。遠(yuǎn)動(dòng)通道有微波、載波、高頻、聲頻和光導(dǎo)通信等多種形式。遠(yuǎn)動(dòng)裝置按功能分為遙測(cè)、遙信、遙控三類。

2.5 電力系統(tǒng)反事故自動(dòng)裝置

反事故自動(dòng)裝置的功能是防止電力系統(tǒng)的事故危及系統(tǒng)和電氣設(shè)備的運(yùn)行。在電力系統(tǒng)中裝設(shè)的反事故自動(dòng)裝置有兩種基本類型。①繼電保護(hù)裝置：其功能是防止系統(tǒng)故障對(duì)電氣設(shè)備的損壞，常用來(lái)保護(hù)線路、母線、發(fā)電機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī)等電氣設(shè)備。②系統(tǒng)安全保護(hù)裝置：用以保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，防止出現(xiàn)系統(tǒng)振蕩、失步解列、全網(wǎng)性頻率崩潰和電壓崩潰等災(zāi)害性事故。

2.6 供電系統(tǒng)自動(dòng)化

包括地區(qū)調(diào)度實(shí)時(shí)監(jiān)控、變電站自動(dòng)化和負(fù)荷控制三個(gè)方面。地區(qū)調(diào)度的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)通常由小型或微型計(jì)算機(jī)組成，功能與中心調(diào)度的監(jiān)控系統(tǒng)相仿，但較簡(jiǎn)單。變電站自動(dòng)化發(fā)展方向是無(wú)人值班，其遠(yuǎn)動(dòng)裝置采用微型機(jī)可編程序的方式。供電系統(tǒng)的負(fù)荷控制常采用工頻或聲頻控制的方式。

3、供電企業(yè)電力自動(dòng)化主站系統(tǒng)研究分析？

在目前的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，供電企業(yè)在管理、優(yōu)化和分析上所面臨的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越突出，其所涉及的管理內(nèi)容和管理策略也得到了進(jìn)一步的優(yōu)化，成為電力調(diào)度自動(dòng)主站建設(shè)的最佳時(shí)段和方法之一，更是有效的提高了管理工作質(zhì)量和效率。在目前的供電企業(yè)自動(dòng)化主站系統(tǒng)建立中，它主要可以從以下幾個(gè)方面入手去研究和分析：

3.1 變電站設(shè)備接入

在變電站設(shè)備的接入之前，我們首先要保證變電信息的完整與準(zhǔn)確，及時(shí)的將工作中存在的各種信息問(wèn)題加以處理，使得整個(gè)信息管理工作得到有效的提升，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出重大的貢獻(xiàn)。同時(shí)在目前的管理中，我們還可以獲取相應(yīng)的控制方式，通過(guò)各種現(xiàn)代化技術(shù)策略和工作手段來(lái)保證變電設(shè)備接入的順利進(jìn)行。在電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中，配電設(shè)備的連接通常都可以從以下幾方面分析：

第一種方案：在調(diào)度系統(tǒng)安裝和建設(shè)工作中，我們需要及時(shí)的將變電自動(dòng)化系統(tǒng)加以處理和優(yōu)化，使得整個(gè)管理控制工作得到有效的提升，并且順利的將設(shè)備連接到串口上，使其與其他的串口進(jìn)行連接和有效的配合，通過(guò)子站將變電站信息進(jìn)行上傳。這時(shí)電力自動(dòng)化系統(tǒng)便能根據(jù)信息的不同形式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以此滿足自己的使用需求。

第二種方案：當(dāng)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中并沒有設(shè)置上述所需的串口，而系統(tǒng)中也不需要設(shè)置新的串口，這時(shí)配電自動(dòng)化系統(tǒng)便可以通過(guò)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的前置服務(wù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的獲得，然后配電自動(dòng)化系統(tǒng)再根據(jù)不同的數(shù)據(jù)形式進(jìn)行相應(yīng)的分析和轉(zhuǎn)換。

3.2 信息接入方案

3.2.1 傳遞方案的確定。系統(tǒng)硬件的連接，一般可以通過(guò)路由器來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)和配電自動(dòng)化系統(tǒng)之間的連接，同時(shí)在路由器中對(duì)兩個(gè)系統(tǒng)互相訪問(wèn)的模式進(jìn)行確定。軟件系統(tǒng)的連接，則可以利用網(wǎng)絡(luò)層/傳輸層來(lái)實(shí)現(xiàn)，利用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，將二者之間的實(shí)時(shí)數(shù)進(jìn)行傳輸。

3.2.2 傳遞模式。第一，根據(jù)兩個(gè)系統(tǒng)之間所需要的不同數(shù)據(jù)，按照共同確認(rèn)的數(shù)據(jù)索引，對(duì)不同的信息進(jìn)行定期發(fā)送；第二，針對(duì)遙測(cè)和遙信數(shù)據(jù)的傳遞，則需要利用數(shù)據(jù)傳送和變化數(shù)據(jù)兩種方式進(jìn)行傳遞，并且確保信息傳遞按照一定的周期和規(guī)定的方式進(jìn)行傳遞；第三，當(dāng)其中的某個(gè)系統(tǒng)收到信息報(bào)文后，應(yīng)當(dāng)給予數(shù)據(jù)確認(rèn)報(bào)文；第四，變化的遙測(cè)數(shù)據(jù)傳輸不暢時(shí)，可以利用緩沖時(shí)間的作用，緩沖的時(shí)間可以進(jìn)行調(diào)整，保證信息完整的傳遞；第四，當(dāng)子系統(tǒng)之間建立起通信連接之后，雙方首先應(yīng)當(dāng)向?qū)Ψ桨l(fā)送全數(shù)據(jù)。

3.3 通信傳遞過(guò)程

3.3.1 信息傳遞時(shí)，一般是由客戶端首先發(fā)起TCP層連接，然后服務(wù)器端對(duì)信息的傳遞過(guò)程進(jìn)行監(jiān)聽，也就是說(shuō)，TCP層的建立為應(yīng)用層連接的建立提供基礎(chǔ)。

3.3.2 當(dāng)客戶端首先發(fā)出信息傳遞的要求時(shí)，應(yīng)當(dāng)先建立其握手報(bào)文，才能夠在服務(wù)器端獲得正確的相應(yīng)，只有客戶端和服務(wù)器端握手成功之后，才能夠完成應(yīng)用層連接的建立。

3.4 控制操作

在電力企業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，對(duì)于事故區(qū)間的定位、隔離等操作的實(shí)現(xiàn)，都需要通過(guò)對(duì)變電站10kV出線開關(guān)的有效遙控來(lái)實(shí)現(xiàn)，并且對(duì)變電站內(nèi)部的斷路器開關(guān)操作有著較大的依賴性。如果變電站內(nèi)部產(chǎn)生較大的故障電流，則站外的饋線開關(guān)一般是符合開關(guān)，這時(shí)開斷故障電流容量較少。？

4、結(jié)束語(yǔ)

隨著社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)電力企業(yè)的供電質(zhì)量要求也不斷的提升，為此，供電企業(yè)需要不斷加強(qiáng)自身配電自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的及時(shí)傳遞與共享，能夠在節(jié)約投資的同時(shí)，提高系統(tǒng)調(diào)試的效率，促進(jìn)供電質(zhì)量的不斷提升。電力自動(dòng)化主站系統(tǒng)的有效運(yùn)行，是確保整個(gè)供電系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行的保障，因此必須對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的資源和數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)的傳遞與分析，采取有效的運(yùn)行方案，確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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