電力系統(tǒng)調度自動化技術的發(fā)展與應用研究

吳廣帥

（國網山東省電力公司莘縣供電公司，山東聊城，252400）

0 引言

隨著國家整體經濟水平的快速發(fā)展，人們的生產、生活水平也在日益提升，在社會生產實踐的各個領域已經極度依賴電能，這也造成電力系統(tǒng)的供電壓力在不斷加大。此外，部分城市的過快發(fā)展，還導致了電力系統(tǒng)的供應失衡。在此背景下，電力部門有必要推動電力系統(tǒng)調度水平的發(fā)展，緩解電力系統(tǒng)的供需不平衡、不協(xié)調問題，為促進民生建設、經濟發(fā)展提供基本的能源保障。

1 闡述電力系統(tǒng)調度自動化的技術內涵

電力系統(tǒng)在多年的發(fā)展中，不斷對自身進行完善，形成了如今綜合性很強的系統(tǒng)。電力系統(tǒng)之所能夠穩(wěn)定的運行，是在于其背后擁有多個專業(yè)技術部門在支撐?？绮块T的協(xié)調作業(yè)，是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的關鍵。如今，我國電網容量越來越大，為保證電力能穩(wěn)定供應，不影響社會經濟，需要不斷提升電力系統(tǒng)調度能力和水平。

在實際生產中，電能的使用和供應經常會出現不協(xié)調狀態(tài)，為了保障人們的安全生產和正常生活，電力企業(yè)要想辦法解決系統(tǒng)供電安全性的問題。電力系統(tǒng)調度自動化技術，能夠對電力系統(tǒng)設備進行監(jiān)視，將電力系統(tǒng)運行中的細節(jié)準確反映出來，方便了調度人員對系統(tǒng)進行狀態(tài)分析，提高調度人員的工作效率。電力系統(tǒng)調度自動化技術，為電力系統(tǒng)帶來了安全保障，同時也促進了能源有效利用。

2 電力系統(tǒng)調度自動化技術的發(fā)展現狀

2.1 模塊化與可視化

組件技術是當下應用比較廣泛的系統(tǒng)集成方法，也是一項技術得以標準化實施的前提。在建立電力調度系統(tǒng)分布式結構中，組件技術的作用非常關鍵，它能通過平臺層克服數據交換的異構問題。這也是電力系統(tǒng)朝向模塊化與分布式發(fā)展的重要原因?？梢暬俏磥砜萍及l(fā)展的趨勢，它的特點是顛覆傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)監(jiān)控方式，解決系統(tǒng)參數反映不直觀的問題，可視化技術可以直接將圖像信息直接傳遞給調度人員。可視化技術可以幫助調度人員實施更好的監(jiān)測工作，當電力系統(tǒng)中出現故障時，調度人員可根據圖像信息直接進行判斷，第一時間做好應急措施，能夠高效率的完成電力系統(tǒng)運行保障工作。

2.2 面向對象技術

面向對象是基于CIM技術，能夠及時向操作平臺反饋電力系統(tǒng)運行中的所有參數，為調度人員提供真實信息參考。調度人員根據這些參數信息，結合自身的經驗，作出合理、科學的判斷，將可能出現的問題及時處理。這樣一來，就能確保電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定。面向對象技術雖然優(yōu)勢可取，但實際落實很不不容易。

2.3 電力系統(tǒng)調度綜合自動化

通過建立調度數據庫系統(tǒng)，提高電力系統(tǒng)總體調度水平，使電力系統(tǒng)運行現在最佳狀態(tài)，提高了應對大面積停電和電力系統(tǒng)癱瘓風險的能力，為電力系統(tǒng)安全運行建立有效保障，同時減少事故停電的時間。為進一步提升電力系統(tǒng)的自動化和智能化水平，未來要積極推動電力系統(tǒng)調度自動化技術。通過自動化技術構，構建更加科學的數據型信息資料庫，使調度工作保持穩(wěn)定、高效運行。電力系統(tǒng)調度自動化技術根據檢測到的故障，能夠進行適當的修復工作，避免系統(tǒng)潛在的故障發(fā)生，能夠為用電企業(yè)和個人提供更好的用電服務。

3 電力調度自動化系統(tǒng)的設計與應用

3.1 系統(tǒng)設計

在電力調度自動化系統(tǒng)當中，主要目標在于提升電網故障恢復能力、減少運行損失，保障電網的安全穩(wěn)定運行。該系統(tǒng)具備SCADA控制功能、數據采集功能、信息監(jiān)控功能，在實際應用過程中，能夠根據具體情況對職責范圍進行進一步確認，按照從低到高、從易到難的順利，明確系統(tǒng)的總體功能。系統(tǒng)結構如圖1在自動化系統(tǒng)中能夠實現全組態(tài)調度的綜合自動化，不但能夠使語言、畫面等更具有可組態(tài)性，還能夠促進數據的采集與設計，而實現上述功能的主要原因在于系統(tǒng)中的設備通道與通訊層次。

圖1 電力調度自動化系統(tǒng)結構圖

本文所設計的系統(tǒng)能夠在滿足用戶需求的基礎上設計人機界面，通過對“顏色、文本、角度、大小、位置”等工具的應用，設置出個性化的動畫屬性，而這些屬性便能夠通過監(jiān)控變量的表達式進行連接，為系統(tǒng)提供更加高清的畫面效果，保障圖形屬性能夠隨著變量表達式的變化而發(fā)生改變。在系統(tǒng)中還能夠提供獨立空間，對報警信息進行顯示，而這些控件也將通過監(jiān)控點變量、表達式等形式進行連接，進而實現查詢與顯示功能，對RTU、板卡、智能儀表等部件的控制，利用語言編程獲得更加理想的操作效果。

3.2 SCADA系統(tǒng)應用

目前，國內電力系統(tǒng)調度技術基本采用的是RISC工作站和POSIX操作系統(tǒng)，而國外電力系統(tǒng)調度自動化技術采用的是RISC工作站和UNIX操作系統(tǒng)，兩者應用的都是國際公認的標準。

以SCADA系統(tǒng)的應用為例。SCADA系統(tǒng)在實際應用中一般都是采用分布式結構，廣泛采用TCP/IP協(xié)議的網絡通訊進行可靠傳輸，將電力調度系統(tǒng)的實時數據采集、數據處理和各種應用按功能分布在ALPHA服務器和工作站節(jié)點上。分布式系統(tǒng)的優(yōu)點就是可以有效分散主站壓力，使從站節(jié)點的CPU負載趨于平均化。這樣可以減緩中樞壓力，避免因主站CPU負載過重而影響整個系統(tǒng)。同時，系統(tǒng)為防止信息接口故障，都會采用接口冗余配置，確保系統(tǒng)能夠不間斷監(jiān)測各個節(jié)點的工作狀態(tài)，達到對電力系統(tǒng)有效監(jiān)測和管理的目的。

為了提高系統(tǒng)的可靠性，自動化系統(tǒng)在主站的網絡中采用主機工作站、太網結構、前置機、網絡服務器等方式，通過各自所匹配的網卡RJ-45插座與網絡集線器連接，然后將雙機切換柜與MODEM相互連接，具體措施為：在系統(tǒng)正常運行的情況下，兩個網絡中都具有可用數據，并且數據均處于動態(tài)平衡的狀態(tài)。當其中某個網絡出現異常情況時，系統(tǒng)將會自動切換到另一個網絡當中，繼續(xù)進行數據的傳輸。當故障網絡恢復正常以后，兩個網絡依然恢復到正常的平衡傳輸狀態(tài)。從嚴格意義上來看，該系統(tǒng)中的網絡切換從本質上來看，主要是網絡傳輸功能方面的彈性伸縮，而網絡本身對于系統(tǒng)來說屬于透明的，兩個網絡并沒有主次的分別。

在數據庫的連接技術方面，SCADA系統(tǒng)主要采用的是將數據庫中的數據，按照用戶指定的周期發(fā)送到用戶特定的數據可當中，并且對數據庫所記錄的內容進行實時讀取，使該系統(tǒng)中的數據能夠與任何訪問程序之間進行實時的信息交換，而無需用戶編寫SQL相關語句，只需應用常規(guī)參數即可完成對復雜歷史數據的查詢與瀏覽操作。

3.3 可視化

可視化是未來科技發(fā)展的趨勢，它的特點是顛覆傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)監(jiān)控方式，解決系統(tǒng)參數反映不直觀的問題，可視化技術可以直接將圖像信息直接傳遞給調度人員?？梢暬夹g可以幫助調度人員實施更好的監(jiān)測工作，當電力系統(tǒng)中出現故障時，調度人員可根據圖像信息直接進行判斷，第一時間做好應急措施，能夠高效率的完成電力系統(tǒng)運行保障工作。

4 結論

電力系統(tǒng)是否穩(wěn)定，關系到人們的生產和生活，影響電力系統(tǒng)調度工作能夠積極促進社會經濟的發(fā)展?，F如今，電力系統(tǒng)調度自動化技術還有許多可以進步的空間。但請相信，未來的科學技術會不斷進步，一定能大大提升電力系統(tǒng)自動化水平，提高電力系統(tǒng)調度工作的效率，維護電力系統(tǒng)整體穩(wěn)定。