電力調(diào)度自動化系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

寧希剛 馬永安

摘要：隨著電力體制的不斷深化改革，電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對于電力運(yùn)行技術(shù)也提出了更高的要求，電力系統(tǒng)自動化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化成主流趨勢。電力調(diào)度自動化系統(tǒng)是整個電網(wǎng)的核心部分，指在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)控制的最優(yōu)化并合理調(diào)整方案。為保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，電力調(diào)度自動化系統(tǒng)發(fā)揮著重要的作用，為滿足電網(wǎng)運(yùn)行需求，電力調(diào)度自動化系統(tǒng)也在進(jìn)行不斷優(yōu)化調(diào)整。

關(guān)鍵詞：電力調(diào)度;自動化系統(tǒng);優(yōu)化設(shè)計(jì)

一、電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢

電力調(diào)度自動化系統(tǒng)利用當(dāng)前成熟的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及通信技術(shù)，完全達(dá)到了當(dāng)前國際和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的要求。系統(tǒng)提供了電力系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的收集、整理、分析、處理、報(bào)警提示、事故數(shù)據(jù)存儲等多項(xiàng)功能，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了全面的支持。系統(tǒng)中的重要節(jié)點(diǎn)采用雙服務(wù)器備用模式，當(dāng)其中任何--臺服務(wù)器出現(xiàn)故障之后，所有運(yùn)行在該服務(wù)器上的數(shù)據(jù)可以與另外一臺服務(wù)器進(jìn)行平滑切換，保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行川。同時，系統(tǒng)具備完善的權(quán)限管理功能，可以對系統(tǒng)故障進(jìn)行快速平穩(wěn)地處理，在處理故障的過程中不會對其他節(jié)點(diǎn)的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。調(diào)度主站是系統(tǒng)的核心，其從整體上實(shí)現(xiàn)了深度自動化的監(jiān)視和控制，能夠?qū)﹄娋W(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控和分析，同時根據(jù)分析結(jié)果對電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，使得電力系統(tǒng)能夠始終保持最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)。

二、電力調(diào)成自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。調(diào)度自動化系統(tǒng)主要由二部分構(gòu)成，即分為數(shù)據(jù)管理層、能量管理層，其運(yùn)行方式可分為實(shí)時態(tài)和研究態(tài)兩種。具體情況如下：1）數(shù)據(jù)管理層：收集系統(tǒng)運(yùn)行時的實(shí)時數(shù)據(jù)，達(dá)到對運(yùn)行系統(tǒng)的監(jiān)控。并對獲取的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行反饋，便于SCADA顯示系統(tǒng)下一步工作。通過利用和分析SCADA系統(tǒng)中的實(shí)時數(shù)據(jù)，獲取電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，通過動態(tài)防御、預(yù)警進(jìn)行有效控制，提高電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的自我恢復(fù)、事故分辨以及故障處理等能力，以此保證系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)、安全的運(yùn)行。2）能量管理層：其主要是針對發(fā)電控制，為保證系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，通過合理調(diào)整和控制運(yùn)行系統(tǒng)頻率、時差等，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化。

2.2系統(tǒng)軟硬件平臺設(shè)計(jì)。1）硬件平臺：包括服務(wù)器、PC及基于CISC芯片的各種硬件等。選擇系統(tǒng)硬件平臺時，要在滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)各功能基礎(chǔ)上，兼顧實(shí)時性、先進(jìn)性、安全性、可靠性等原則及要求。2）操作系統(tǒng)：較為常用的主要為Solaris10或者AIX操作系統(tǒng)。3）網(wǎng)絡(luò)環(huán)境：遵循ISOOSI七層網(wǎng)絡(luò)參考模型的TCP/IP。4）數(shù)據(jù)庫：一般采用Oracle數(shù)據(jù)庫。5）開發(fā)語言：包括C、C++和Java等。

2.3系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)。隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展，電力調(diào)度自動化系統(tǒng)逐步實(shí)現(xiàn)“三遙”（即遙測、遙信、遙控）狀態(tài)，但對于系統(tǒng)硬件及運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時監(jiān)測還未能完全實(shí)現(xiàn)，這就給電力系統(tǒng)運(yùn)行留下隱患。針對此問題，開發(fā)新的系統(tǒng)參數(shù)檢測系統(tǒng)軟件并運(yùn)用于其中，該軟件對系統(tǒng)硬件及參數(shù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，采集、處理、梳理，并且制定與輸人各種規(guī)約，實(shí)現(xiàn)各種控制命令的接收和處理，大大提升了系統(tǒng)運(yùn)行安全性。1）設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測。利用軟件對系統(tǒng)硬件及參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控時，可為每項(xiàng)參數(shù)設(shè)定相應(yīng)閾值，當(dāng)運(yùn)行參數(shù)超出這一值時發(fā)出警報(bào)信號。當(dāng)報(bào)警信息出現(xiàn)時，將彈出報(bào)警窗口并發(fā)出報(bào)警聲音/信號，直至被系統(tǒng)或工作人員確定為止。對于每次報(bào)警信息要打印輸出，存儲到系統(tǒng)實(shí)時數(shù)據(jù)庫中。2）監(jiān)測數(shù)據(jù)的輸出與顯示3）由于其支持標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)連接，具有擴(kuò)展接口功能，可以在檢測系統(tǒng)讀取設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)寫入系統(tǒng)之中，包括設(shè)備狀態(tài)及服務(wù)器狀態(tài)等數(shù)據(jù)，并與節(jié)點(diǎn)信息擴(kuò)展表作對應(yīng)關(guān)系。當(dāng)系統(tǒng)添加了新的硬件設(shè)備，只需將新設(shè)備名稱錄入到節(jié)點(diǎn)信息擴(kuò)展表中，以實(shí)現(xiàn)對新設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測及數(shù)據(jù)存儲。監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的實(shí)時顯示功能，也是系統(tǒng)最重要的功能之一。當(dāng)系統(tǒng)接收到監(jiān)測軟件獲取的各項(xiàng)數(shù)據(jù)后，會在監(jiān)控畫面中顯示這些數(shù)據(jù)，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)實(shí)時顯示功能讓調(diào)度員可以直接了解每臺服務(wù)器運(yùn)行狀態(tài)，給系統(tǒng)管理和維護(hù)提供了很好的數(shù)據(jù)支撐。在線監(jiān)測在調(diào)度自動化系統(tǒng)發(fā)展應(yīng)用，使得系統(tǒng)各項(xiàng)功能得到完善，在采集數(shù)據(jù)和分析處理信息方面的完善，給電力行業(yè)提供正確的數(shù)據(jù)支持，為之發(fā)展發(fā)展提供更好、更全面的服務(wù)，保障電企可持續(xù)發(fā)展。其中，歷史負(fù)荷曲線能夠直觀的讓工作人員了解到電力電量是否平衡和運(yùn)行方式是否安全，以此判斷調(diào)度運(yùn)行是否正常。此外，通過歷史曲線還能查看指定時段的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)歷史曲線值大小及波動范圍，對系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行多時段對比，判斷共運(yùn)行正常與否，能及時發(fā)現(xiàn)與處理系統(tǒng)故障，有助.于提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。4）實(shí)時安全監(jiān)控。調(diào)度自動化系統(tǒng)對變電站運(yùn)行參數(shù)行實(shí)時監(jiān)控，并根據(jù)監(jiān)控得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行量化分析，最終計(jì)算出變電站穩(wěn)定運(yùn)行裕度，為調(diào)度員判斷變電站運(yùn)行態(tài)勢奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。在線監(jiān)測軟件還能對機(jī)房溫度、濕度、煙霧、噪聲、空氣潔凈度及供電電壓電流等各項(xiàng)參數(shù)的遠(yuǎn)（近）程監(jiān)測。并根據(jù)變電站設(shè)備運(yùn)行情況，可以有效判斷出機(jī)房當(dāng)前的相對濕度、溫度及運(yùn)行噪音等，以此判斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)是否穩(wěn)定。若上述因素發(fā)生異常，軟件會向系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)信號，直至被系統(tǒng)或工作人員確定為止。

2.4系統(tǒng)的特色應(yīng)用。1）電子化值班。電子化值班，是指利用手機(jī)短信服務(wù)實(shí)時獲取電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的一項(xiàng)功能，電子化值班的運(yùn)用，使得工作人員的工作減少，基本上實(shí)現(xiàn)運(yùn)行人元和自動化人員移動化辦公。在調(diào)度機(jī)房中配置--臺手機(jī)設(shè)備，經(jīng)授權(quán)客戶可了解和查看電量、總加等實(shí)時數(shù)據(jù)，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生異?；蚬收蠒r，也能在第一時間將該信息發(fā)送至負(fù)責(zé)人的手機(jī)上，以便及時采取有效措施進(jìn)行處理。2）豐富的電力應(yīng)用軟件包。在系統(tǒng)分層軟件構(gòu)建設(shè)計(jì)中，采用面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)及相關(guān)技術(shù)，構(gòu)建統(tǒng)-的應(yīng)用平臺，使SCADA.PAS、DTS（調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)）、OPT（智能操作票管理系統(tǒng)）、VQC等應(yīng)用能實(shí)現(xiàn)無縫繼承，從而大大提升系統(tǒng)擴(kuò)展性及穩(wěn)定性;基于面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)，使系統(tǒng)呈現(xiàn)構(gòu)件化與模塊化，大幅減少系統(tǒng)中的公共代碼，有效提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。

三、結(jié)束語

電力調(diào)度作為電力供應(yīng)中的重要環(huán)節(jié)，保障了電網(wǎng)安全的運(yùn)行。文章結(jié)合電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，就硬件故障發(fā)現(xiàn)不及時、硬件及參數(shù)監(jiān)測難等問題，提出相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，在滿足電網(wǎng)不斷發(fā)展需求的同時，大大提高了系統(tǒng)運(yùn)行效率與可靠性。

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