電力系統(tǒng)調度自動化控制技術及其應用分析

羅建偉

摘 要：隨著智能電網改造項目與新建項目規(guī)模、數量的不斷增多，電力系統(tǒng)調度自動化控制技術得到廣泛應用，成為維護電力系統(tǒng)運行安全與穩(wěn)定，提升電力企業(yè)電能供應服務質量的重要手段。本文以四川岷江水利電力股份有限公司為例，就電力系統(tǒng)調度自動化控制技術進行了簡要分析，進一步明確電力系統(tǒng)調度自動化控制技術在地方電力公司的應用，以供參考。

關鍵詞：電力系統(tǒng)；調度自動化；自動化控制技術

中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）15-0164-02

0 引言

經過20余年的建設和推廣，電力調度自動化技術已非常成熟，已廣泛應用于國內幾大電網公司的電網調度管理，但在國內部分偏遠地區(qū)，仍然存在一些獨立于大型電網公司外的小型地方電力公司，這些地方電力公司集發(fā)、輸、變、配于一體，但受限許多因素制約，在電力調度自動化應用上仍然較為落后。因此，加強電力系統(tǒng)調度自動化控制技術的研究，有利于提高地方電力公司電力調度控制效率和自動化水平，助力我國電力事業(yè)優(yōu)化發(fā)展。

1 電力系統(tǒng)調度自動化控制技術的基本認識

隨著近些年，我國電力事業(yè)的高速發(fā)展，電力系統(tǒng)調度自動化控制技術應用重要性日漸凸顯，成為推進地方電力公司現代化、自動化、智能化建設進程的重要工具與手段。對此，加強地方電力公司電力系統(tǒng)調度自動化控制技術應用的研究具有重要意義，有利于豐富理論研究體系，為電力系統(tǒng)調度自動化控制技術在地方電力公司實踐應用，提供有益指導，促進技術應用作用的有效發(fā)揮。

2 電力系統(tǒng)調度自動化控制技術的應用意義

2.1 提升電力調度工作質量與效率

由電網調度管理要求可知：電力系統(tǒng)調度工作的目的在于保障電網運行的穩(wěn)定、安全、可靠、經濟與優(yōu)質發(fā)展。需電力調度工作人員能夠依據有關規(guī)定與要求，進行電力系統(tǒng)調度運行、調度規(guī)劃、電力通信、繼電保護等的科學管理。因此，電力調度工作是一項復雜、綜合、長期的系統(tǒng)工程。而應用電力系統(tǒng)自動化控制技術，能夠實現各管理內容的集約化管控，基于自動化監(jiān)督、檢測分析、經濟調整等功能的發(fā)揮，調解電力系統(tǒng)發(fā)電、供電與用電之間存在的矛盾，實現統(tǒng)一指揮、調度與管控，促進電力調度工作質量與效率的有效提升[1]。

2.2 維護電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定與安全

維護電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定與安全是電網調度管理工作的基礎內容，也是重點要求。在傳統(tǒng)電網調度管理中，由于調度管理工作存在一定復雜性，需要依靠調度人員通過手工計算，進行電源點輸送電量，電力系統(tǒng)自身消耗電量等的確定，以避免工作誤差產生，影響調度工作質量。而應用電力系統(tǒng)調度自動化控制技術，構建調度自動化控制系統(tǒng)，可實現電網中發(fā)電站、變電站的一體化管控，提升電力系統(tǒng)運行安全水平。以某地區(qū)調度中心建設工程為例，基于調度自動化控制技術的應用，調度系統(tǒng)實現了對各水電站機組發(fā)電功率、電流、有功電度、無功電度；主變高壓側電流、中壓測電流、低壓側電流；變電所線路側功率、電度；斷路器信號等信息的有效采集，并實時傳送到調度中心，為供區(qū)電力生產與供應提供依據，實現電力系統(tǒng)運行的安全、經濟與優(yōu)質[2]。

2.3 推進電力系統(tǒng)自動化、智能化

科學技術的創(chuàng)新發(fā)展，使電力系統(tǒng)調度自動化控制技術內涵更豐富，應用功能更全面，為電力系統(tǒng)調度管理的自動化、智能化發(fā)展奠定了基礎，有利于推進智能電網構建進程。例如，分布式結構在調度自動化控制系統(tǒng)中的應用，提升系統(tǒng)數據采集與處理能力，能夠有效對節(jié)點故障進行自動化監(jiān)測、隔離與處理，降低系統(tǒng)故障發(fā)生概率與影響；圖像技術、可視化技術、人工智能技術等的結合應用，提升了電力調度自動化控制系統(tǒng)交互性與智能性，使工作人員能夠根據自動生產的歷史記錄列表、負荷曲線圖、事故跳閘報警、峰谷電量統(tǒng)計表等，進行電網調度的現代化管理[3]。

3 電力系統(tǒng)調度自動化控制技術的實際應用

為進一步了解電力系統(tǒng)調度自動化控制技術的應用價值與作用，以四川岷江水利電力股份有限公司電網調度自動化系統(tǒng)工程建設為例，對電力系統(tǒng)調度自動化系統(tǒng)的建設和運用進行如下分析。

3.1 應用經驗分享

工程項目為四川岷江水利電力股份有限公司電網調度自動化系統(tǒng)工程。四川岷江水利電力股份有限公司是一家少數民族地區(qū)的地方電力公司，現在已經發(fā)展為總資產超過24億元的跨地區(qū)經營電力公司。公司的電網運營，目前年售電量年已經超過30億千瓦時，自有水電站年發(fā)電量常年超過8億千瓦時，具備發(fā)、輸、變、配一體化管控能力。與此同時，公司自有電網中20余座變電站，有4座全資水電站和20余座并網小水電，供電范圍為阿壩州茂縣、汶川縣和都江堰部分地區(qū)，由自有電網調度機構負責調度管轄。此外，公司自有電網與國網大網有關口連接，能夠根據不同時期電力供應需求，進行電網調度，如豐水期網內富余電力上國網大網，枯水期下國網大網電力供本地工業(yè)和民用電。由于電網調度獨立性強，四川岷江水利電力股份有限公司為維護電網安全、穩(wěn)定、經濟、優(yōu)質、可靠運行，遵循“統(tǒng)一調度、統(tǒng)一指揮、分級管理”原則，構建了自己的調度自動化系統(tǒng)。

四川岷江水利電力股份有限公司在建設調度主站時，與東方電子股份有限公司建立合作，引入了技術成熟的DF8003S SCADA/EMS系統(tǒng)。在項目組織開展過程中，總結積累了一定經驗，在這里分享，供大家參考：

（1）電力調度通信網絡，是電力調度自動化系統(tǒng)的重要基礎保障，不僅需獨立組網，專網專用，還需重點提高其通信可靠性。電力調度通信網絡主要包含傳輸網和調度數據網。電力調度通信網絡必須單獨組網運行，不能綜合數據網等其他網絡混用。電力調度通信網絡的建設需在主站、電力線路及子站的不同工程中協(xié)同完成。傳輸網設備與調度數據網設備的建設，隨主站與子站的建設進行，對于不滿足調度數據網的接入要求的老舊廠站，應對其進行升級改造。對于中小型地方電力公司而言，綜合考慮技術成熟度、建設成本及自身需要，主要傳輸網設備宜選用2.5G的SDH設備，重要核心網絡可根據需要選用10G的SDH設備。電力通信光纜的建設，隨電力線路建設和改造進行，必要時擇優(yōu)選用其他通道的路由方式來滿足通行光纜的不同路由雙通道要求。在電力通信光纜的架設上，主要采用OPGW、ADSS、OPPC等纜線。為提高電力通信網絡的可靠性，在具備條件時將傳輸網和調度數據網分為核心層、匯聚層和接入層進行建設，核心層和匯聚層建設成冗余的A、B網，各自具備獨立運行能力，并根據發(fā)展需要不斷優(yōu)化與調整，以實現調度數據網的安全可靠性運行。

（2）電力調度自動化系統(tǒng)屬于國家關鍵基礎設施，應選用穩(wěn)定性高的硬件和成熟套裝軟件，優(yōu)先選用國產軟硬件，并嚴格遵循“安全分區(qū)、網絡專用、橫向隔離、縱向認證”的安全防護原則進行建設。電力調度自動化主站的機房、電源等設備設施，應滿足國家計算機等級保護三級（一般地方電力公司的電網規(guī)模僅相當于國家電網公司的縣公司或地市公司）要求。電力調度自動化主站應考慮A、B雙網，重要設備應雙套配置，并能實現在線自動切換，并按國家相關要求分為安全Ⅰ區(qū)，安全Ⅱ區(qū)和安全Ⅲ，并配置入侵防御、安全審計等安全防護設備。

（3）電力調度自動化系統(tǒng)應選用“易學、易用、易維護”，具備跨平臺運行能力，人機交互友好的軟件系統(tǒng)。電力調度自動化系統(tǒng)面對的絕大部分用戶都是電力公司的普通員工，他們中的大部分擅長的是電力系統(tǒng)的日常運行和維護工作，而不是計算機軟件。地方電力公司的電網內一般都有幾十條電力線路和幾十座廠站，1座中等規(guī)模的普通110kV變電站的遙測、遙信、遙控、遙調數據一般有1000余條，電力調度自動化主站中的數據更是動輒上萬條，廠站的“四遙”數據必須由主站和子站的維護人員協(xié)同配合，手工錄入并逐條核對正確，后期還必須及時更新，保持數據與電網實際一致，數據維護工作量極大。因此，電力調度自動化系統(tǒng)，特別是主站端，選用對計算機專業(yè)知識和技能要求不高，具備跨平臺運行能力，大量采用“所見即所得”的圖形化運行維護界面的系統(tǒng)，可以大大提高工作效率，降低勞動強度，更有利于不同層次人員的掌握和使用，也更有利于系統(tǒng)的運用和推廣。

（4）電力調度自動化系統(tǒng)本身是一件輔助電網運行管理的好工具，要很好地發(fā)揮其在電網運行管理中作用，還需要圍繞調控一體化目標，理順“人”的因素。地方電力公司在以往的發(fā)展過程中，基于自身組織機構、職責分工和人員素質等因素，已經形成了一套與傳統(tǒng)電力生產相適應的分工協(xié)作機制，但以“調控融合”為目的的調控一體化目標，打破了原有的調度管理機構、生產管理部門、設備運維單位和設備檢修單位之間的專業(yè)界限和職責界面，必須重新梳理完善調度管理機構、生產管理部門、設備運維單位和設備檢修單位之間的職責界面和協(xié)作關系，制定完善相應的管理辦法、制度和技術規(guī)程規(guī)范，調整配置專業(yè)技術力量，既要避免工作中出現無人負責的“真空地帶”，又要避免職責界面重疊造成的管理混亂，才能更好地發(fā)揮調度自動化系統(tǒng)的功效。

3.2 應用趨勢

目前國內市場上成熟的調度自動化系統(tǒng)基本都只適用于電網企業(yè)，雖然能很好地實現變電自動化信息采集、分析和運行管理輔助，但缺少發(fā)電機組油、水、氣等輔助設施和發(fā)電機組經濟能效等的自動化信息采集、分析和運行管理輔助功能，而成熟的發(fā)電集控系統(tǒng)又只適用于發(fā)電企業(yè)，缺少電網調度管理功能。因此，對于集發(fā)、輸、變、配一體的地方電力公司，需要通過建立調度自動化系統(tǒng)和發(fā)電集控系統(tǒng)，來滿足自身生產自動化的需要。四川岷江水利電力股份有限公司正在準備建設自己的發(fā)電集控系統(tǒng)，再結合企業(yè)一體化集成整合平臺的建設，在調度自動化系統(tǒng)和發(fā)電集控系統(tǒng)之間做數據貫通，以形成自身所需的完整的生產自動化系統(tǒng)，下一步還將進一步與營銷業(yè)務系統(tǒng)進行數據貫通，推動生產營銷融合。

4 結語

加強電力系統(tǒng)調度自動化控制技術的研究與應用，已經成為電力企業(yè)現代化建設與發(fā)展的客觀需求與必然趨勢。地方電力企業(yè)一般規(guī)模和體量都較小，電網結構相對簡單，電壓等級不高，在建設生產自動化系統(tǒng)時，需立足實踐，根據自身特點和需要，遵循“適用、實用”原則，進行系統(tǒng)簡化設計。并在系統(tǒng)設計與構建時注重實用和安全防護，在系統(tǒng)運用中注重相關管理和保障單位間的協(xié)同配合，保障系統(tǒng)功效得以發(fā)揮，以提升公司對系統(tǒng)的管控能力，降低系統(tǒng)運行中信息安全事件的產生，保障電力供應的穩(wěn)定與安全。

參考文獻

[1] 王洪飛.智能電網調度控制系統(tǒng)現狀與技術展望[J].電氣技術與經濟，2019（01）：34-36.

[2] 郭寶.淺析廠站自動化及調度自動化的現狀及技術發(fā)展[J].電子測試，2019（04）：99-100.

[3] 衛(wèi)祥，楊浩，劉焜.電力系統(tǒng)自動化的計算機技術應用及設計[J].電子世界，2019（01）：203.