電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

徐 斌/國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司灤縣供電分公司

電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

徐 斌/國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司灤縣供電分公司

隨著自動(dòng)化水平的不斷提高，電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)也朝著智能化的方向發(fā)展。本研究對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外的智能電網(wǎng)調(diào)度情況進(jìn)行分析。闡述了智能調(diào)度的需求，介紹了智能調(diào)度中心的層次結(jié)構(gòu)。并對(duì)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行深入的探討。近年來(lái)，國(guó)外政府及科研機(jī)構(gòu)對(duì)智能電力的發(fā)展都提出各自的計(jì)劃。

電力調(diào)度；自動(dòng)化系統(tǒng)；應(yīng)用現(xiàn)狀

一、當(dāng)前智能調(diào)度情況的分析

（一）從需求角度分析

所謂的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)就是指對(duì)當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，包括對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)態(tài)與動(dòng)態(tài)的監(jiān)視，也包括輔助服務(wù)監(jiān)視及對(duì)下級(jí)電網(wǎng)運(yùn)行情況的監(jiān)視等，同時(shí)還包括對(duì)非電網(wǎng)中影響電網(wǎng)運(yùn)行的因素進(jìn)行監(jiān)視，主要是指氣象情況及相關(guān)功能。除了監(jiān)測(cè)外還要具備報(bào)警功能。包括數(shù)倍輸電斷面的監(jiān)視與告警，備用容量情況的報(bào)警及災(zāi)害的影響報(bào)警等。在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息與離線信息的前提下對(duì)電網(wǎng)采取實(shí)時(shí)、前瞻或研究模式下的分析，包括電網(wǎng)靜態(tài)計(jì)算分析、在線運(yùn)行的安全報(bào)告分析及潛力情況分析等。跳幀過(guò)于控制則是對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行情況的控制，包括事故發(fā)生的應(yīng)急預(yù)案，也包括控制用電負(fù)荷及二次設(shè)備等。調(diào)度計(jì)劃則是要根據(jù)具體的情況制訂具有可行性的計(jì)劃，按照計(jì)劃執(zhí)行。加強(qiáng)管理，主要是針對(duì)報(bào)表、信息發(fā)布、故障及缺陷的檢修與管理，可以在故障發(fā)生的第一時(shí)間啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案.同時(shí)要增強(qiáng)二次設(shè)備的管理，改善設(shè)備的運(yùn)行效率。

（二）影響智能調(diào)度的因素

首先，要以調(diào)度應(yīng)用為基礎(chǔ)，對(duì)其需求情況進(jìn)行詳細(xì)的分析，提高技術(shù)水平。其次，要善于運(yùn)用現(xiàn)有的調(diào)度技術(shù)，提高自動(dòng)化水平，解決當(dāng)前制約我國(guó)智能調(diào)度系統(tǒng)自動(dòng)化的因素.提升自動(dòng)化水平，達(dá)到統(tǒng)一電網(wǎng)內(nèi)的模型及編碼目標(biāo)。最后，要對(duì)未來(lái)的的形勢(shì)進(jìn)行分析，確定電網(wǎng)的情況，從發(fā)展的眼光來(lái)看，未來(lái)電網(wǎng)含大量分布式能源，必須要采取措施增強(qiáng)與用戶的溝通。強(qiáng)化安全管理。提升經(jīng)濟(jì)效益，降低對(duì)環(huán)境的污染。另外也要提升計(jì)算機(jī)水平，避免黑客侵襲。提升智能調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水平.保證系統(tǒng)的平穩(wěn)安全運(yùn)行。

（三）技術(shù)水平對(duì)智能調(diào)度的重要性

從當(dāng)前我國(guó)電網(wǎng)智能調(diào)度技術(shù)情況來(lái)看，技術(shù)水平發(fā)展迅速。但相對(duì)而言，成本過(guò)高，實(shí)施難度較大，影響業(yè)務(wù)的發(fā)展。因此要采取對(duì)策降低對(duì)操作系統(tǒng)的依賴，實(shí)現(xiàn)軟件的高效利用，增強(qiáng)模塊的重要作用。另外要實(shí)現(xiàn)架構(gòu)的可擴(kuò)展性與靈活性。實(shí)現(xiàn)智能調(diào)度的高效與安全。這就要求相關(guān)人員采取措施提升技術(shù)水平，不斷完善系統(tǒng)的安全性、開放性與靈活性。

二、電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的主要功能

（一）自動(dòng)發(fā)電運(yùn)行控制

電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是指利用系統(tǒng)的機(jī)械控制電力的調(diào)度，其中運(yùn)用了大量的計(jì)算機(jī)相關(guān)知識(shí)，最重要工作就是要通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成的系統(tǒng)對(duì)自動(dòng)發(fā)電運(yùn)行進(jìn)行控制，通過(guò)利用調(diào)度監(jiān)控計(jì)算機(jī)通信通道遠(yuǎn)程終端發(fā)電分配裝置，對(duì)電力進(jìn)行科學(xué)分配。在分配的過(guò)程中發(fā)電機(jī)組自動(dòng)化裝置等組成閉合環(huán)路來(lái)控制，全程監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的用電情況，并且對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)信息及用電的冗余情況進(jìn)行分析，從而得出用電結(jié)論，以此對(duì)發(fā)電運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析與控制。通過(guò)分析的結(jié)果確保用電需求與發(fā)電量之間保持相對(duì)的平衡，最終達(dá)到減少能源浪費(fèi)提高電力生產(chǎn)效益的目的。

（二）電力系統(tǒng)的科學(xué)調(diào)度

電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是為了滿足人們對(duì)電力的更高需求,保證電能質(zhì)量和備用容量的前提下，維持用電量和發(fā)電量的平衡，并根據(jù)系統(tǒng)的功率平衡約束條件和網(wǎng)絡(luò)損失的情況，在保證低能耗和高效益的前提下，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)負(fù)荷的科學(xué)分配，實(shí)現(xiàn)電力無(wú)浪費(fèi)、無(wú)冗余。同時(shí)要保證完成用戶正常用電需求。在實(shí)際的電力調(diào)度過(guò)程中，系統(tǒng)一定要遵循電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的基本原則，保證電力系統(tǒng)在安全可靠的運(yùn)行條件下完成電量的輸送。在保證系統(tǒng)質(zhì)量的條件下以實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)最低的運(yùn)行成本為原則，將系統(tǒng)的有功負(fù)荷科學(xué)合理地分配到各可控的發(fā)電機(jī)組，最終實(shí)現(xiàn)精確調(diào)度電力，充分發(fā)揮調(diào)度的作用以提高經(jīng)濟(jì)效益。

（三）系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)與控制

運(yùn)行監(jiān)測(cè)主要是完成對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行情況及狀態(tài)下各種數(shù)據(jù)的采集、分析、處理與顯示。這種監(jiān)控與調(diào)度的方法為自動(dòng)化系統(tǒng)的研究及發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)支持，一旦電力系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況和故障時(shí)，能夠根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行比對(duì)最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別，并做出相應(yīng)的防御措施和解決辦法。在預(yù)防重大事故發(fā)生的同時(shí)減少事故對(duì)電力企業(yè)造成的損失，同時(shí)記錄故障的相關(guān)信息為今后系統(tǒng)的完善和發(fā)展提供數(shù)據(jù)支持。系統(tǒng)的控制功能主要是指通過(guò)人機(jī)對(duì)話設(shè)備，及系統(tǒng)自控系統(tǒng)完成對(duì)各種安保設(shè)備的操作與控制，從而確保電力系統(tǒng)的安全性與可靠性。

三、當(dāng)前智能調(diào)度中心的關(guān)鍵技術(shù)

隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能調(diào)度中心的技術(shù)水平有了很大提升，尤其是通信與計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展，大大改善了系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，為系統(tǒng)提供了強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)支持。同時(shí)，研究人員也加深對(duì)數(shù)據(jù)及模型的關(guān)鍵技術(shù)的研究，提升對(duì)數(shù)據(jù)的處理能力，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)數(shù)據(jù)共享，加快數(shù)據(jù)更新?lián)Q代的速度，保證數(shù)據(jù)及模型的質(zhì)量，增強(qiáng)高級(jí)應(yīng)用功能數(shù)據(jù)源的可靠性。另外，也要緊追時(shí)代發(fā)展步伐，加快高級(jí)應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)的研究，推動(dòng)現(xiàn)代化技術(shù)的快速發(fā)展，尤其是電網(wǎng)檢驗(yàn)、安全管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化系統(tǒng)的目標(biāo)。

四、電力調(diào)度自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)

隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展和電力體制改革的深化，為保證電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)運(yùn)行，電力調(diào)度中心可能同時(shí)會(huì)運(yùn)行多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，例如調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，點(diǎn)能量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、調(diào)度生產(chǎn)管理系統(tǒng)、配電管理系統(tǒng)等。每個(gè)系統(tǒng)又可能包括多個(gè)應(yīng)用。這些系統(tǒng)活應(yīng)用需要有以下要求：①可以相互交換數(shù)據(jù)，共享信息；②能夠不斷擴(kuò)展新的應(yīng)用功能，集成更多的系統(tǒng)，并降低接口的難度和成本；③可以采用不同廠家產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)的異構(gòu)系統(tǒng)和互操作。

為滿足以上要求，IEC第57技術(shù)委員會(huì)的13工作組推出了調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)各應(yīng)用系統(tǒng)接口的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)IEC61970，其主要部分是以CIM描述電網(wǎng)的公用信息、以CIS訪問(wèn)電網(wǎng)的公用信息，其理想目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)“即插即用”，當(dāng)前目標(biāo)是解決系統(tǒng)的互聯(lián)和異構(gòu)問(wèn)題。開發(fā)基于IEC61970標(biāo)準(zhǔn)的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，把異構(gòu)機(jī)型、多體系互聯(lián)起來(lái)，在不同的系統(tǒng)之間建立一種公共的相互兼容和可互相操作的環(huán)境，最大可能地充分利用計(jì)算機(jī)處理能力，真正做到數(shù)據(jù)共享、資源共享。使電力企業(yè)獲得更高的效率和更大的經(jīng)濟(jì)效益，這將是調(diào)度自動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展放向。

五、結(jié)束語(yǔ)

智能電網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)徹底改變了傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)的形勢(shì).智能調(diào)度的出現(xiàn)也在很大程度上拓展了調(diào)度應(yīng)用的范圍。從業(yè)務(wù)需求的角度來(lái)看，必須要充分考慮到技術(shù)、信息化水平等影響因素，在現(xiàn)有的技術(shù)水平下提升智能化水平，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流的分層管理。推動(dòng)智能電網(wǎng)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

[1]區(qū)智葉.智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)建設(shè)框架[J].動(dòng)力與電氣工程，2009.(3)：45.

[2]薛禹勝，時(shí)空協(xié)調(diào)的大停電防御框架[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2006，30(1)’82.