電網(wǎng)調(diào)度自動化主站系統(tǒng)應(yīng)用及發(fā)展研究

田莉 綦雪松 孫佳 李夢琪

摘?要：電網(wǎng)調(diào)度自動化主站系統(tǒng)利用自動化裝置，監(jiān)視電力系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行狀況，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時，系統(tǒng)就能迅速查出故障區(qū)域，并自動隔離，同時及時恢復(fù)非故障區(qū)域用戶用電，全過程用時僅需幾分鐘，大大提升了故障處理效率，同時提高了供電的可靠性，對推動智能電網(wǎng)發(fā)展，提升電網(wǎng)運(yùn)維水平，實(shí)現(xiàn)電力供應(yīng)平衡，全力保障各重點(diǎn)企業(yè)、重大項(xiàng)目的安全、穩(wěn)定、可靠用電需求奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。它所發(fā)揮的主要任務(wù)就是為相關(guān)人員提供電力系統(tǒng)相關(guān)信息，對保證電力系統(tǒng)的安全、高效運(yùn)行具有重要作用。本文主要對電網(wǎng)調(diào)度自動化主站系統(tǒng)的技術(shù)概要、應(yīng)用、發(fā)展前景進(jìn)行簡要研究。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)企業(yè);電力自動化;主站系統(tǒng)

電能已經(jīng)是人們生產(chǎn)和生活中的必需品，而對于電網(wǎng)企業(yè)來說，想要更好地滿足人們的各項(xiàng)需求，需要做好技術(shù)的不斷改善，讓企業(yè)的各項(xiàng)運(yùn)行系統(tǒng)都可以得到進(jìn)一步的完善。電網(wǎng)調(diào)度自動化主站建設(shè)就是指利用信息技術(shù)對電網(wǎng)設(shè)施進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、分析與管理，進(jìn)而為人們的生活生產(chǎn)起到良好的推動作用，也能夠?yàn)殡娏ο到y(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定奠定基礎(chǔ)，更能夠提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)運(yùn)行中最為重要的構(gòu)成部分，對電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定與安全具有重大的意義，也會影響電力企業(yè)的發(fā)展。

現(xiàn)今，人們對電力系統(tǒng)運(yùn)行的效率有更高的要求，配電網(wǎng)自動化建設(shè)更利于滿足現(xiàn)今人們對電網(wǎng)和配電運(yùn)行的要求。電網(wǎng)調(diào)度自動化主站系統(tǒng)是電網(wǎng)企業(yè)的重要技術(shù)支撐，同時也是國家電網(wǎng)建設(shè)的重點(diǎn)對象，為了滿足經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展及人們生活水平不斷提高而產(chǎn)生對高質(zhì)量用電的需求，我國必須加快完善相關(guān)電力系統(tǒng)建設(shè)，主站的自動化建設(shè)可以讓區(qū)域內(nèi)供配電得到升級，從而實(shí)現(xiàn)更好的經(jīng)濟(jì)效益。電網(wǎng)建設(shè)是輸配電系統(tǒng)的終端部為了滿足經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展及人們生活水平不斷提高而產(chǎn)生對高質(zhì)量用電的需求，我國必須加快完善相關(guān)電力系統(tǒng)建設(shè)。

一、電網(wǎng)調(diào)度自動化主站系統(tǒng)應(yīng)用的必要性

（一）資源配置的需求

配電網(wǎng)屬于城市供電調(diào)度的主要控制平臺，起到電力資源配置的作用。成熟高效的配電網(wǎng)可以提高資源的利用效率，能夠促進(jìn)地區(qū)用電作業(yè)的一體化發(fā)展。配電網(wǎng)的發(fā)展要順應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展水平和電力系統(tǒng)的資源配置需求，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各個地區(qū)的用電量也隨著快速增加，如何充分利用配電網(wǎng)滿足各方的資源配置要求成為亟待解決的問題。在開展配電網(wǎng)工作的過程中，經(jīng)常會因?yàn)槔讚簦芾灼鞅?，熔管故障，配電變壓器超?fù)荷等客觀條件的影響而出現(xiàn)調(diào)度方面的問題，使得電網(wǎng)的電力供應(yīng)無法達(dá)到預(yù)定性的要求。

（二）安全控制的需求

隨著電力系統(tǒng)的智能化逐步發(fā)展，主站系統(tǒng)正在逐步改造，配電網(wǎng)的安全性能否滿足電力系統(tǒng)要求成為亟待解決的問題。想要讓供電的安全性和穩(wěn)定性得到有效的提升，就必須要進(jìn)一步的強(qiáng)化健康系統(tǒng)的設(shè)置，通過構(gòu)建信息技術(shù)為主體的多功能體系來讓主站系統(tǒng)的安全性得到保障。

（三）智能調(diào)度的需求

電網(wǎng)調(diào)度的進(jìn)一步智能化，需要從技術(shù)角度來進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新，通過營造出一個安全可靠高效的電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境來減少不良因素的影響。重視智能化配電網(wǎng)的調(diào)控和運(yùn)行模式，以實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的操控和網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度，制定出科學(xué)運(yùn)行方案，從而使電網(wǎng)的調(diào)度模式可以得到優(yōu)化和改造。

二、電網(wǎng)調(diào)度自動化主站系統(tǒng)的功能

（一）數(shù)據(jù)采集功能

電網(wǎng)調(diào)度自動化主站主要是對多種數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的采集和分析，因此也將這種系統(tǒng)稱作是SCADA系統(tǒng)。在對SCADA系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用的時候，可以實(shí)現(xiàn)采集和分析多種數(shù)據(jù)的重要功能。數(shù)據(jù)采集的種類不同地區(qū)可能會具有很大的差異性，部分?jǐn)?shù)據(jù)來自于開關(guān)和變電站，也有部分?jǐn)?shù)據(jù)來自于其他位置的常規(guī)數(shù)據(jù)。

（二）系統(tǒng)控制功能

電網(wǎng)調(diào)度自動化主站系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離設(shè)備操作，具備非常強(qiáng)的控制性功能。利用空盒子系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對操作權(quán)限的有效設(shè)置，同時可以將操作的過程和涉及各項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行存檔額，避免受到不法分子的非法性操作。

（三）系統(tǒng)安全操作

主站系統(tǒng)可以發(fā)揮出啟動、故障切換以及故障檢測等重要性的功能，一旦其中的計算機(jī)出現(xiàn)了故障性的問題，可以及時將其中的數(shù)據(jù)和信息備份到計算機(jī)當(dāng)中，從而實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)數(shù)據(jù)的全面保證。對于自動化的主站系統(tǒng)，系統(tǒng)安全操作是將不同的需求作為主要的依據(jù)來進(jìn)行功能的針對性設(shè)置，讓不同操作設(shè)備的權(quán)限都可以做到職權(quán)的分明。

（四）人機(jī)界面功能

人機(jī)界面具有功能多樣性的重要特征，比如說窗口的顯示、畫面的編輯以及拷貝等內(nèi)容，根據(jù)不同的人為設(shè)置能夠發(fā)揮出多種不同功能。對于人機(jī)界面的設(shè)計具有人性化的重要特征，并且易操作性強(qiáng)，能夠充分地發(fā)揮出在線數(shù)據(jù)傳輸，分析以及編輯等重要功能。將畫面中的圖符與數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時連接之后就可以實(shí)現(xiàn)動態(tài)顯示。

（五）事故報警和處理功能

對于電網(wǎng)調(diào)度自動化主站系統(tǒng)來說，當(dāng)出現(xiàn)了故障性問題，自動報警功能就會啟動，并且會將實(shí)時的報警記錄記錄在報警表上。事故報警會及時的出現(xiàn)在報警行當(dāng)中，一般會按照事故信息的差異性進(jìn)行分類，其主要類別分為一般報警和事故報警兩種，包含系統(tǒng)報警信息和電力系統(tǒng)報警信息。

三、電網(wǎng)調(diào)度自動化主站系統(tǒng)的技術(shù)平臺

自動化控制系統(tǒng)是將視頻信號作為主要的監(jiān)控媒介，并將視頻收錄的圖像為主要的依據(jù)來進(jìn)行對現(xiàn)場操作情況的有效調(diào)控。通過設(shè)置監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)可操作性的要求，同時也促進(jìn)主站系統(tǒng)規(guī)劃模式一體化發(fā)展，能夠?yàn)橛脩艚⑵鹨粋€更加具有穩(wěn)定性的電力控制平臺，充分顯示出了主站系統(tǒng)安全系統(tǒng)的改造價值。

（一）GPS技術(shù)

主站控制中的定位系統(tǒng)設(shè)置對提升信號傳輸質(zhì)量具有重要意義，可以讓電網(wǎng)信號的傳輸變得更加具有準(zhǔn)確性。從現(xiàn)階段來看，以GPS設(shè)定控制系統(tǒng)可以讓傳輸內(nèi)容的正確性得到有效的保證。也應(yīng)對早期的測試方案進(jìn)行改進(jìn)，并且與主站傳輸標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合在一起，制定出更加具有先進(jìn)性的測試體系。

（二）GIS技術(shù)

對GIS傳輸作業(yè)的可調(diào)控性進(jìn)行不斷的強(qiáng)化。因?yàn)樵跀?shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程當(dāng)中，時鐘信號的參與是一項(xiàng)非常重要的內(nèi)容，而對于GIS接口來說，不管是傳輸數(shù)據(jù)還是傳輸時鐘，它們都是將差分信號作為介質(zhì)，將信息技術(shù)融合在一起，通過構(gòu)建起多功能體系來實(shí)現(xiàn)對綜合檢測信號傳輸速率的有效提升，讓系統(tǒng)的傳輸效率更高。配電網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度是將互聯(lián)網(wǎng)平臺的操控中心作為主要的基礎(chǔ)，通過充分地發(fā)揮出GIS技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，減少人為操控失誤，避免安全風(fēng)險。

（三）遙感技術(shù)

對于早期的城市電網(wǎng)改造，城市中的主站系統(tǒng)應(yīng)用方案是有限的，經(jīng)常會給電網(wǎng)功能的發(fā)揮和應(yīng)用產(chǎn)生不利的影響。使用遙感監(jiān)控技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對大量作業(yè)數(shù)據(jù)的有效收集，這些數(shù)據(jù)資料對于整個系統(tǒng)的改造來說都具備重要的指導(dǎo)性意義。在未來的社會發(fā)展當(dāng)中，主站系統(tǒng)的安全監(jiān)控改造將會朝著更加多元化的方向進(jìn)行發(fā)展，而其中的監(jiān)控系統(tǒng)改造更是成為了重點(diǎn)，遙感技術(shù)可以提供更加便捷化操控平臺。

（四）先進(jìn)性需求

自動化主站建設(shè)應(yīng)采用直接來自計算機(jī)制造廠的、未加任何修改的硬件設(shè)備，并采購當(dāng)時最新版的操作系統(tǒng)。系統(tǒng)軟件應(yīng)為用戶提供不影響在線功能的完整的調(diào)試工具用于新程序的測試聯(lián)調(diào)。系統(tǒng)軟件應(yīng)包括系統(tǒng)管理的輔助軟件，如系統(tǒng)監(jiān)視程序使用戶能監(jiān)視系統(tǒng)的性能和資源、調(diào)試系統(tǒng)參數(shù)。利用系統(tǒng)管理輔助軟件應(yīng)能測量CPU時間分配，系統(tǒng)排隊等待長度，事件的時序特性以及設(shè)備的利用率等。

系統(tǒng)采用適合電力系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)控分析需要的實(shí)時數(shù)據(jù)庫及方便電力系統(tǒng)歷史存儲處理需要的國產(chǎn)化歷史數(shù)據(jù)庫平臺，實(shí)時數(shù)據(jù)庫采用共享內(nèi)存存儲方法，以滿足實(shí)時功能對訪問數(shù)據(jù)的快速的要求和多進(jìn)程同時訪問的要求，提供基于SQL的與商用數(shù)據(jù)庫的人機(jī)界面和編程接口等，提供靈活、方便的數(shù)據(jù)庫維護(hù)工具，以便用戶在線監(jiān)視和修改數(shù)據(jù)庫內(nèi)的各種數(shù)據(jù)。

四、電網(wǎng)調(diào)度自動化主站系統(tǒng)的應(yīng)用

主站系統(tǒng)的應(yīng)用對于整個電網(wǎng)的運(yùn)行效率有重要作用，一般都需要結(jié)合電網(wǎng)企業(yè)的實(shí)際需求與系統(tǒng)的功能性，使得自動化主站系統(tǒng)的科學(xué)性和適用性都得到有效的提升，進(jìn)一步優(yōu)化數(shù)據(jù)和信號傳輸系統(tǒng)。在電網(wǎng)企業(yè)的自動化控制系統(tǒng)中，對于事故區(qū)的定位和隔離的實(shí)現(xiàn)，需要對變電站的出線開關(guān)進(jìn)行有效的遙控，同時還要注意變電站內(nèi)部的斷路器開關(guān)。當(dāng)變電站的內(nèi)部出現(xiàn)了較大的故障電流，站外的饋線開關(guān)多為負(fù)荷開關(guān)，此時的開關(guān)故障電流容量會處在一個容量較小的狀態(tài)中。如果變電站內(nèi)部沒有自動化的配電系統(tǒng)，開關(guān)的控制一般是由自動化系統(tǒng)來控制。在對自動化系統(tǒng)進(jìn)行利用的過程當(dāng)中，可以通過對開關(guān)的及時定位來實(shí)現(xiàn)對故障區(qū)域的快速隔離，也能讓非故障區(qū)的供電保持更好的持續(xù)性。為確保電網(wǎng)運(yùn)行的安全性更加可靠，在配電自動化系統(tǒng)發(fā)出控制指令之前，應(yīng)做好對系統(tǒng)自身功能的有效檢查，確保各項(xiàng)條件都滿足之后，調(diào)度自動化系統(tǒng)才可發(fā)出控制指令。

（一）控制系統(tǒng)

對于供電系統(tǒng)來說，觀念上和技術(shù)上存在著一定的誤區(qū)和限制會導(dǎo)致資源開發(fā)與利用體系不夠健全，影響供電資源的利用效率，無法充分地顯出自動化電力調(diào)度方式的所具備的優(yōu)勢作用。在對自動化主站系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用的過程當(dāng)中，需要密切關(guān)注風(fēng)險的防控，將安全控制點(diǎn)建立在不同的網(wǎng)絡(luò)或者是同一網(wǎng)絡(luò)之間。為盡可能地降低電網(wǎng)運(yùn)行中的損耗系統(tǒng)，需要建立起無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)，讓整個配電網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)得到進(jìn)一步的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)當(dāng)前的電力資源一體化建設(shè)的發(fā)展。

（二）檢測系統(tǒng)

電網(wǎng)調(diào)度自動化主站系統(tǒng)已是各個地區(qū)電力現(xiàn)代化建設(shè)的重點(diǎn)，電力發(fā)展水平與當(dāng)?shù)氐墓╇娰|(zhì)量存在著非常緊密性的聯(lián)系，可以對區(qū)域的建設(shè)和發(fā)展起到重要的指導(dǎo)性作用。自動化主站系統(tǒng)中的檢測系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)的異常信號問題的即使檢測，可以對不安全的行為和被侵略的現(xiàn)象即使確定。應(yīng)從控制、檢測和審計以及掃描幾個方面出發(fā)，實(shí)現(xiàn)最大程度地減少信息管理所造成負(fù)面影響。

（三）監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控系統(tǒng)的作用是對供電網(wǎng)絡(luò)中各項(xiàng)數(shù)據(jù)的綜合性分析，以此來及時的發(fā)現(xiàn)其中存在的異常性問題。在對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行開發(fā)時，需要在綜合考量的基礎(chǔ)上來提出可以適應(yīng)資源建設(shè)規(guī)劃和實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略目標(biāo)的科學(xué)性布局模式。電網(wǎng)企業(yè)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)升級，必須要做好對相關(guān)數(shù)據(jù)的定向收錄，讓供電人員可以在穩(wěn)定、安全的操作平臺當(dāng)中。

五、電網(wǎng)調(diào)度自動化主站系統(tǒng)的發(fā)展方向

（一）信息化發(fā)展的方向

電網(wǎng)調(diào)度自動化主站系統(tǒng)所發(fā)揮的作用，不僅僅是對電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集，在信息的加工和處理方面都可以發(fā)揮重要作用。電網(wǎng)運(yùn)行期間，各項(xiàng)信息實(shí)時數(shù)據(jù)是調(diào)度管理、數(shù)據(jù)分析、EMS計算和能量交易的重要性依據(jù)。為提高所采集的數(shù)據(jù)信息發(fā)揮出更加高效的價值，彰顯出它對企業(yè)的幫助和作用，需要重視電網(wǎng)企業(yè)的工作發(fā)展，讓電網(wǎng)調(diào)度自動化主站系統(tǒng)朝著信息化建設(shè)的方向發(fā)展，提高企業(yè)數(shù)據(jù)信息的利用效率。

（二）網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的方向

當(dāng)前社會發(fā)展中，信息化技術(shù)已經(jīng)是最常使用到的技術(shù)類型，電網(wǎng)調(diào)度自動化主站系統(tǒng)也需要與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)做好結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)企業(yè)發(fā)展的有效保證。電網(wǎng)中所涉及的每個層面都需要網(wǎng)絡(luò)信息的交流，要做好對不同部門工作內(nèi)容的有效協(xié)調(diào)，做好分工的合理劃分，進(jìn)一步的促進(jìn)工作效率的有效提升。自動化主站系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展主要包括幾個方面的內(nèi)容：一是與主調(diào)度部門和分調(diào)度部的做好連接和聯(lián)系;二是要做好與主站、電廠和變電站之間的聯(lián)系;三在信息傳遞的過程中，要注意信息的上下級傳播。

（三）一體化發(fā)展的方向

電網(wǎng)調(diào)度自動化主站系統(tǒng)的一體化發(fā)展是指電力調(diào)度自動化系統(tǒng)功能的一體化，形成各個子功能的互補(bǔ)。簡單來講，電力調(diào)度自動化系統(tǒng)主要是針對調(diào)度員，EMS各種功能的意義就在于為調(diào)度員提供方便。但是隨著系統(tǒng)的不斷改善，目前電網(wǎng)企業(yè)的發(fā)展是以調(diào)度自動化系統(tǒng)為基準(zhǔn)，面向所有調(diào)度部門，面向整個電力公司，形成一體化的系統(tǒng)。建立一體化系統(tǒng)有利于實(shí)時數(shù)據(jù)的共享，提高了相關(guān)部門的工作效率，各個部門之間的信息交流和決策為調(diào)度部門的工作提供了依據(jù)，有利于提高電網(wǎng)企業(yè)整體管理水平。

六、結(jié)語

綜上所述，在社會不斷發(fā)展中，人民的生活水平也隨之出現(xiàn)了很大的提升，而電能更是成為了人們生產(chǎn)和生活必不可缺的重要資源，因此對于電網(wǎng)企業(yè)的供電水平和供電質(zhì)量也都提出了更高的要求。本文主要從電網(wǎng)調(diào)度自動化主站系統(tǒng)應(yīng)用的必要性、電網(wǎng)調(diào)度自動化主站系統(tǒng)的功能分析、應(yīng)用和發(fā)展前景對自動化主站系統(tǒng)進(jìn)行研究和分析，得到結(jié)論：對于電網(wǎng)企業(yè)來說，不僅需要將重點(diǎn)放在企業(yè)各項(xiàng)生產(chǎn)技術(shù)的改進(jìn)上，還需要對企業(yè)運(yùn)行系統(tǒng)的完善多加關(guān)注，讓電力系統(tǒng)中的各項(xiàng)信息可以更加及時傳輸。

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基金項(xiàng)目：吉林省社會科學(xué)基金項(xiàng)目（2020B069）電力市場化改革對吉林省企業(yè)用能的貢獻(xiàn)研究

作者簡介：田莉（1980—?），女，本科，高級工程師，主要從事電力系統(tǒng)調(diào)度自動化等方面工程技術(shù)與管理工作;綦雪松（1987—?），男，碩士，工程師，碩士生導(dǎo)師，主要從事電力系統(tǒng)調(diào)度自動化、電力經(jīng)濟(jì)與管理等工程技術(shù)與研究工作;孫佳（1988—?），女，碩士，工程師，主要從事電力系統(tǒng)調(diào)度自動化等方面工程技術(shù)工作;李夢琪（1997—?），男，漢族，山東章丘人，碩士，從事電力經(jīng)濟(jì)與管理相關(guān)領(lǐng)域的研究。