調控一體化的智能電網(wǎng)運行管理技術探析

孫 喆 秦 亮

(1.國網(wǎng)西安供電公司，陜西 西安710032；2.國網(wǎng)陜西省電力公司，陜西 西安 710048)

1 基于調控一體化的智能電網(wǎng)特點

1.1 系統(tǒng)性

(1)在很大程度上，基于調控一體化的智能電網(wǎng)配網(wǎng)系統(tǒng)可以對各個電網(wǎng)網(wǎng)架、變電站等展開動態(tài)監(jiān)控，一旦電網(wǎng)系統(tǒng)在運行過程中發(fā)生了運行故障，則會在第一時間響起警報；(2)將系統(tǒng)所收集信息數(shù)據(jù)作為重要憑證，能夠合理評估電網(wǎng)系統(tǒng)的整體工作情況，經(jīng)由綜合考慮以及合理分析電網(wǎng)的工作安全性，就能夠全方位分析電網(wǎng)的實際工作狀況；(3)在應用基于調控一體化的智能電網(wǎng)運行管理技術后，系統(tǒng)收集完成相關信息數(shù)據(jù)，經(jīng)由分析、整理、匯總與歸納，能夠提升反饋的針對性，幫助管理者做出最為正確、科學的決策，全面提升電網(wǎng)系統(tǒng)的工作安全性以及可靠性[1]。

1.2 實時性

(1)在廠站的遙測技術以及遙控技術基礎之上，可以對多類真實信息進行全面收集和整理，同時還能夠在相應大數(shù)據(jù)庫當中全面收集以上信息數(shù)據(jù)，以便保證有關的調控以及運行管理人員可以動態(tài)監(jiān)控電網(wǎng)系統(tǒng)的整體工作情況；(2)此系統(tǒng)能夠保證遙控指令及時做出精準、迅速的響應，進而以最快的速度把信息傳送至廠站側，這對于科學控制和執(zhí)行調控指令操作的順利實現(xiàn)極為有利。

1.3 開放性

新系統(tǒng)將基于開放框架結構，順利構建一個兼容性極強、開放性明顯的發(fā)展平臺，隨后在此前提下能夠合理連接數(shù)據(jù)庫、信息以及通訊錄等。

2 調控一體化的技術支撐系統(tǒng)介紹

2.1 硬件結構

2.1.1 局域網(wǎng)子系統(tǒng)

(1)無論發(fā)生通信錯誤的網(wǎng)絡點是哪一個，均不會對網(wǎng)絡系統(tǒng)產(chǎn)生較大范圍的不良影響，能夠確保硬件的更新更為高效，同時還能夠在第一時間對設備進行更換。(2)能夠防止在同一時間對多臺交換機進行安裝，這可以使運行成本得以被有效降低，并且使交換機利用率以及可靠性等得以全面提高。(3)保證擴展空間充足。

2.1.2 應用服務器

若想使PAD以及SCADA等應用程序相應數(shù)據(jù)信息得以被順利傳輸，一般需要將一對UNIX服務器配置給以上應用程序。

2.1.3 工作站

整體系統(tǒng)穩(wěn)定性將直接受到工作站配置形式所影響，一般會應用具有最好穩(wěn)定性的UNIX工作站。

2.2 軟件結構

擴展SCADA系統(tǒng)便是D5000系統(tǒng)本質，核心特點主要是：能夠展開數(shù)據(jù)收集以及實時監(jiān)控，以便為電網(wǎng)系統(tǒng)調控中心的各項工作提供良好的輔助服務。該系統(tǒng)重點囊括了應用平臺層、硬件層、支撐平臺層以及操作系統(tǒng)層等，而核心便是支撐平臺層，包括的關鍵功能主要為收集分析運行數(shù)據(jù)以及運行監(jiān)管。同時，包括的運行數(shù)據(jù)主要為電量、遙信量以及遙測量等。

2.3 功能介紹

2.3.1 SCADA

D5000主要的應用便是SCADA系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)以及實時監(jiān)控系統(tǒng)的落實，以便對FES系統(tǒng)所傳輸數(shù)據(jù)進行及時接收，繼而動態(tài)對數(shù)據(jù)進行監(jiān)控和處理，同時將數(shù)據(jù)服務提供給其余的應用。

2.3.2 AGC自動發(fā)電控制軟件

此類軟件主要結合了通信技術、發(fā)電機控制技術以及數(shù)據(jù)采集等技術，該技術具有較為高層的綜合性。AGC自動發(fā)電控制軟件經(jīng)由對輸出/輸入展開遠程控制，對相應數(shù)據(jù)加以分析，使電網(wǎng)遙控得以被充分實現(xiàn)。

2.3.3 高級應用軟件

此軟件重點包含實時態(tài)以及研究態(tài)這2類工作模式。其中，實時態(tài)應用包含調度員狀態(tài)以及潮流的估計，在此狀態(tài)中，各經(jīng)由分析實時參數(shù)明確電網(wǎng)工作狀況，為后續(xù)對應用程序進行研究提供有效數(shù)據(jù)信息。

3 綜合自動化變電站設計

3.1 結構功能

(1)采集數(shù)據(jù)：比如母線功率、電壓與電流，饋線功率、電壓與電流，環(huán)境溫度以及油溫等數(shù)據(jù)的及時采集等。(2)微機保護：系統(tǒng)借助多種隔離、告警、開關等設備對重要數(shù)據(jù)、電氣設備以及電力線路等加以保護，并且借助安保裝置的合理設置，使多項固定參數(shù)功能的修改、儲存以及故障數(shù)據(jù)的記錄得以實現(xiàn)。(3)閉鎖的操作與控制：借助遠程模式對變電站分接頭、開關與斷路器等重要電氣設備展開遠程控制。(4)故障錄波測距以及事件記錄：①故障錄波即經(jīng)由相應裝置對故障前后的電氣量改變狀況進行記錄，并且計算測距，隨后將結果傳輸?shù)奖O(jiān)控系統(tǒng)進行及時分析。②事件記錄囊括了開關跳閘記錄、各種保護動作的順序記錄以及開關的合閘記錄等。(5)及時控制無功與電壓：在實踐過程中，一般經(jīng)由對變壓器分接頭、投切電容器組以及電抗器組等進行調節(jié)來落實。(6)自診斷數(shù)據(jù)信息的處理系統(tǒng)：系統(tǒng)當中的各個插件需要具備自診斷的功能，同時能夠向操控中心定期傳輸診斷信息數(shù)據(jù)。(7)和遠程控制中心保持通訊：主要包含遠傳測距信號、對保護定值進行遠程修改以及遠傳故障錄波等，同時能夠與各個調度中心展開各種方式的通訊，另外，各接口各自獨立。(8)同期的合閘與檢測：此項功能具備手動與自動方式來實現(xiàn)，應優(yōu)選單獨同期設施使以上操作得以實現(xiàn)。

3.2 設計原則

(1)使變電站工作的穩(wěn)定性得以持續(xù)提高，使變電站綜合自動化系統(tǒng)維護難度有所降低，保證維護人員日常工作量合理減少。(2)使二次設備連接以及電纜使用量減少。(3)使變電站的配置更為精簡，對設備的資源進行共享，從而使設備的重復配置得以被合理降低，實現(xiàn)成本節(jié)約，并且提升工作效率與質量。(4)遵循行業(yè)和國家的有關標準對變電站的自動化系統(tǒng)進行設計。

此外，還需要注意的是：

各大電力企業(yè)在借助基于一體化技術的智能電網(wǎng)運行管理技術時，應該持續(xù)改造升級系統(tǒng)。在日常的電網(wǎng)運行管理工作過程中，一般會生成海量信息數(shù)據(jù)，此時落實電網(wǎng)調控一體化工作的重點便在于怎樣合理處理上述數(shù)據(jù)信息。所以，各個電力企業(yè)需要分層處理電網(wǎng)運行管理工作的數(shù)據(jù)信息，更要優(yōu)化配置有關機構部門。當前，依然有許多電力企業(yè)需要提升對電網(wǎng)自動化的重視，以便確保能夠早日全面實現(xiàn)基于調控一體化的智能電網(wǎng)運行管理。

4 基于調控一體化的智能電網(wǎng)運行管理主要技術

4.1 智能報警

結合SCADA系統(tǒng)所采集信息數(shù)據(jù)，對能夠出現(xiàn)故障的元件加以推斷，在完成對故障的精準定位之后，將數(shù)據(jù)傳送到相應報警系統(tǒng)當中，另外將故障元件實際位置，將故障排除憑證提供給電網(wǎng)運行的管理人員。其中的智能信號所具備分析功能會借助動態(tài)開關變?yōu)閿?shù)據(jù)信息，按照開關、元件等有關信息展開推理，對故障元件進行迅速地定位，隨后按照其失電的狀況對故障是否發(fā)生進行驗證，幫技術人員對海量報警信息進行處理和分析，使其判斷故障的準確率得以提升。

4.2 動態(tài)監(jiān)控

對于EMS系統(tǒng)而言，SCADA占據(jù)著重要地位，其軟件模塊能夠被劃分為數(shù)據(jù)處理以及收集。其中，采集模塊包括電力系統(tǒng)與EMS系統(tǒng)的連接點，經(jīng)由與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡、遠程通信的專線等對電網(wǎng)工作的數(shù)據(jù)進行動態(tài)采集，隨后上傳到相應應用程序當中，根據(jù)程序所發(fā)出指令對遠方進行調控。采集數(shù)據(jù)的子系統(tǒng)需要具備優(yōu)秀的處理信息能力以及可靠性。所以，應當對各類電網(wǎng)應用進行統(tǒng)一設計，保證采集數(shù)據(jù)工作得以順利開展。動態(tài)監(jiān)控主要包含在線監(jiān)視、穩(wěn)態(tài)監(jiān)控以及動態(tài)監(jiān)視。而穩(wěn)態(tài)監(jiān)控將對技術人員最終判斷產(chǎn)生直接影響，其需要對隔離開關、斷路器等予以有效支持，落實電網(wǎng)運行遙控工作[2]。對于穩(wěn)態(tài)監(jiān)控而言，動態(tài)監(jiān)視屬于其重要的補充，且擁有計算庫的提供、辨識壞數(shù)據(jù)以及定義公式等重要能力。除此之外，還需要具備屏蔽、平衡母線、量測與監(jiān)視斷面等重要功能。

5 結論

總體而言，基于調控一體化的智能電網(wǎng)運行管理方式能夠使電網(wǎng)整體運行管理效率得以全面提升，經(jīng)由配網(wǎng)、電網(wǎng)調度以及變電等自動化改造的落實，能夠幫助電力企業(yè)在第一時間發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)運行故障，并且對其加以及時解決，從而促使電力企業(yè)日常運行管理工作更加專業(yè)化、標準化、精益化以及規(guī)范化。