綜合自動(dòng)化控制技術(shù)在智能變電站電力調(diào)度中的應(yīng)用

王瑾 成志偉

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)和科技水平的快速發(fā)展，智能變電站中的電力調(diào)度工作使用自動(dòng)化控制技術(shù)，能夠減少人力資源的使用，節(jié)約電力生產(chǎn)成本。本文結(jié)合自動(dòng)化控制技術(shù)特點(diǎn)，探討了該技術(shù)在維護(hù)生產(chǎn)安全、一體化系統(tǒng)管理等方面的應(yīng)用，進(jìn)而提高電力調(diào)度的質(zhì)量，僅供參考。

關(guān)鍵詞：綜合自動(dòng)化;自控技術(shù);智能變電站;電力調(diào)度

引言

進(jìn)入21世紀(jì)后，社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，而能源大量消耗使節(jié)約能源、降低損耗、低碳排放等可持續(xù)性理念成為各國發(fā)展應(yīng)堅(jiān)持的重要原則。如何利用可再生資源和綠色能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化石能源？如何改造目前的能源體系，開發(fā)更加智能高效的電網(wǎng)體系和結(jié)構(gòu)？這都是目前各國關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容，也是發(fā)展過程中遇到的主要難題。目前，國內(nèi)外對智能電網(wǎng)還沒有提出明確的定義，都是根據(jù)自身發(fā)展需求，對智能電網(wǎng)給出了具有局限性的定義。筆者認(rèn)為，智能電網(wǎng)實(shí)際上就是利用綠色資源、可再生能源，通過先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和控制方式來提高電網(wǎng)的工作效率，保證電網(wǎng)工作的穩(wěn)定性，滿足人們的用電需求。

1綜合自動(dòng)化控制技術(shù)與電力調(diào)度的關(guān)系

智能變電站對于電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行有重要的保障作用，其電力調(diào)度中運(yùn)用的綜合自動(dòng)化控制技術(shù)，在電網(wǎng)有效管理、電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最大化等方面也具有強(qiáng)大的優(yōu)勢。電力能源具有無污染、高效率、易生產(chǎn)等優(yōu)勢，因此電能已經(jīng)成為國家民生發(fā)展不可缺少的基礎(chǔ)性資源，其能夠?yàn)槲覈?jīng)濟(jì)發(fā)展提供充分的能源支持。根據(jù)中國電監(jiān)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，自從2002年開始，我國電力裝機(jī)數(shù)量不斷增加，每年電力的生產(chǎn)數(shù)量都在飛速上漲，僅2013年的電力生產(chǎn)數(shù)量就達(dá)到了12.3億千瓦時(shí)。為提高電力生產(chǎn)的速度與質(zhì)量，必然要使用自動(dòng)化控制技術(shù)，其能夠在生產(chǎn)線上做到對電力系統(tǒng)的一體化管理。例如：工作人員只需要在系統(tǒng)后臺(tái)設(shè)置生產(chǎn)數(shù)量與生產(chǎn)要求，設(shè)備就可以自動(dòng)按照設(shè)定的數(shù)據(jù)要求完成操作;在電力生產(chǎn)中使用自動(dòng)化控制技術(shù)，能夠有效減少人員工作的壓力，提高技術(shù)人員工作時(shí)的安全性，并且保證電力生產(chǎn)時(shí)的穩(wěn)定性。目前，電力生產(chǎn)中使用的自動(dòng)化電力調(diào)度系統(tǒng)，都是通過局域網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場各種子系統(tǒng)的總線控制，如常見的西門子PCL，就具有儀表執(zhí)行、設(shè)備維護(hù)、信號(hào)處理等板塊功能，人員只需要使用PCS7軟件就能對其進(jìn)行運(yùn)作。

2綜合自動(dòng)化控制技術(shù)在電力調(diào)度中的應(yīng)用

2.1維護(hù)電力生產(chǎn)安全

維護(hù)電力系統(tǒng)的順利運(yùn)行，能夠確保電力生產(chǎn)的安全性，提高輸變電效率。而自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用建立在局域網(wǎng)絡(luò)通信的基礎(chǔ)上，因此，自動(dòng)化控制系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)必然會(huì)面臨著網(wǎng)絡(luò)安全的威脅。為了確保電力調(diào)度的安全性，就需要重視對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境安全性的維護(hù)，具體維護(hù)工作應(yīng)該從物理層面與軟件系統(tǒng)層面出發(fā)。在加強(qiáng)物理層面建設(shè)時(shí)，應(yīng)重視外界環(huán)境、設(shè)備場地、實(shí)體安全等要點(diǎn)，對各種可能出現(xiàn)的安全問題要提前制定出預(yù)警方案，以提高對設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)施的管理與維護(hù)質(zhì)量，例如：工作人員要對外部線路與設(shè)備定期巡查，以免硬件受到自然災(zāi)害的破壞，并做好設(shè)備的防盜預(yù)防，以免設(shè)備丟失。另外，為了避免自控系統(tǒng)受到惡意攻擊，需要將調(diào)配網(wǎng)絡(luò)與分支網(wǎng)絡(luò)分開管理，獨(dú)立性的運(yùn)行能夠提高系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的安全性。對于系統(tǒng)層面的安全防護(hù)，工作人員應(yīng)安裝防火墻軟件，并定期更新，確保其應(yīng)用的有效性。禁止未授權(quán)用戶進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)部。針對系統(tǒng)中出現(xiàn)的安全漏洞，工作人員要及時(shí)修補(bǔ)，并做出妥善的處理。例如：指定安全員定期對系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)丁修護(hù)，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)加密系統(tǒng)，以避免系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)受到惡意攻擊，為自動(dòng)化電力系統(tǒng)的順利應(yīng)用提供良好的內(nèi)部空間。

2.2一體化系統(tǒng)管理

在電網(wǎng)中使用自動(dòng)化電力調(diào)度技術(shù)，能夠維持電力生產(chǎn)的安全性與穩(wěn)定性，保持輸變電過程的效率。目前大部分電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中使用的自動(dòng)化系統(tǒng)，都能夠做到對信息的集約型管理?？稍谏a(chǎn)車間安裝多個(gè)傳感檢測點(diǎn)，分析其傳感得到的信息數(shù)據(jù)，了解電力生產(chǎn)、輸變電的實(shí)際情況，從而加強(qiáng)電網(wǎng)對生產(chǎn)環(huán)境的自適應(yīng)能力。一體化的系統(tǒng)管理可體現(xiàn)在功能、圖模、平臺(tái)、接口等方面。在平臺(tái)方面，很多電力企業(yè)在電能生產(chǎn)過程中，使用的管理平臺(tái)比較多元化，各個(gè)平臺(tái)的應(yīng)用方式與傳輸權(quán)限都有一定的差異性，為了減少這種差異性帶來的管理劣勢，需要提高平臺(tái)的一體化建設(shè)，遵循“高集成、低耦合”的原則，分析各平臺(tái)軟硬件的應(yīng)用情況，找到可完成搭建的中間件，以此來完成信息數(shù)據(jù)的交流與傳遞。例如：OMC與CORBA都是一體化系統(tǒng)建設(shè)時(shí)常用的中間件。提高平臺(tái)建設(shè)的一體化，還可以為接口的統(tǒng)一管理提供良好幫助，標(biāo)準(zhǔn)化的接口能夠確保信息傳遞時(shí)的安全性與準(zhǔn)確性，避免發(fā)生信息丟失或破損問題，通過標(biāo)準(zhǔn)化的接口能完成對電力資源的高效訪問、管理、檢索、分析、應(yīng)用。

2.3降低資源成本

基于網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，能夠打破傳統(tǒng)的“信息孤島”現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)中的資源在線共享。而且大范圍的集成電路使用可以有效減少設(shè)備的安裝與采購，降低成本費(fèi)用的支出，電力調(diào)度時(shí)的資源利用率明顯提高，有效降低變電站的成本投資，提高電力生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。傳統(tǒng)工作模式下，電力調(diào)度人員需要長時(shí)間的在崗值班，確保對生產(chǎn)數(shù)據(jù)與設(shè)備情況進(jìn)行監(jiān)控與管理，工作壓力較大，且內(nèi)容十分繁雜，人力資源的實(shí)際利用率并不高。而自從引入綜合自動(dòng)化控制技術(shù)后，利用自動(dòng)化控制技術(shù)的優(yōu)勢，人員工作壓力大大減小，可將人員從繁瑣的工作中解脫出來，日常工作時(shí)只需要人員控制設(shè)備按鈕，就可以完成檢測與管理工作。

2.4電網(wǎng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測技術(shù)

我國科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展為電網(wǎng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測提供了相應(yīng)的科學(xué)技術(shù)。在20世紀(jì)90年代初，通過利用GPS進(jìn)行電網(wǎng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測的技術(shù)的成功研發(fā)，標(biāo)志著在我國電網(wǎng)工程運(yùn)行過程中能利用廣域網(wǎng)動(dòng)態(tài)測量技術(shù)對整體運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測，獲取實(shí)時(shí)的信息。這對電網(wǎng)的運(yùn)行和整體控制來說具有非常重要的意義。該技術(shù)在實(shí)際工作中主要有以下幾項(xiàng)特點(diǎn)。①利用該技術(shù)能直接測量發(fā)電機(jī)的功角。②該技術(shù)每隔40ms就能向主機(jī)發(fā)送一次動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。③利用該技術(shù)，能對每一次發(fā)送的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間標(biāo)定，同時(shí)，通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，還能了解電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)狀態(tài)，保證電網(wǎng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定。

2.5電網(wǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測預(yù)警與輔助決策技術(shù)

在進(jìn)行電網(wǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測過程中，通過將計(jì)算機(jī)技術(shù)融入監(jiān)測管理工作中，能進(jìn)行電網(wǎng)監(jiān)測的預(yù)警和輔助決策。通過利用電網(wǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測預(yù)警與輔助決策技術(shù)能及時(shí)收集相關(guān)數(shù)據(jù)信息，也能夠使操作人員對電網(wǎng)具有更高效的控制和管理。另外，在2008年，我國也制定了關(guān)于電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的《在線安全穩(wěn)定預(yù)警系統(tǒng)功能規(guī)范》等文件，為我國電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的管理與控制工作提供了規(guī)范參考。

結(jié)語

未來電力生產(chǎn)仍將不斷向智能化方向發(fā)展，應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)后，電力調(diào)度可實(shí)現(xiàn)一體化的管理，系統(tǒng)中的各項(xiàng)目的操作也更加科學(xué)化、集約化、規(guī)范化。為了進(jìn)一步提高自動(dòng)化控制技術(shù)使用時(shí)的安全性與可靠性，技術(shù)人員應(yīng)不斷提高自身專業(yè)知識(shí)，在面對系統(tǒng)故障時(shí)可以及時(shí)做出正確的判斷。

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