電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化在電網(wǎng)調(diào)度中的實(shí)踐

王開(kāi)元

（國(guó)網(wǎng)上海電力公司嘉定供電公司）

0 引言

由于人工調(diào)控方式無(wú)法滿足現(xiàn)代電網(wǎng)使用需求，所以智能化調(diào)控模式開(kāi)始在電網(wǎng)調(diào)度中得到應(yīng)用。與傳統(tǒng)調(diào)度模式相比，自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)能夠按照電網(wǎng)運(yùn)行要求進(jìn)行信息的整理和收集，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督與控制，可以為調(diào)度機(jī)構(gòu)生產(chǎn)運(yùn)行人員決策提供數(shù)據(jù)支持，能夠自動(dòng)完成電網(wǎng)的各項(xiàng)調(diào)度工作，減輕人員工作負(fù)擔(dān)，優(yōu)勢(shì)較為突出。為確保電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)能夠在電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度中發(fā)揮出更大的作用，對(duì)相關(guān)內(nèi)容展開(kāi)研究顯得極為必要。

1 電力系統(tǒng)自動(dòng)化在電網(wǎng)調(diào)度中的應(yīng)用必要性

通過(guò)對(duì)各種電壓等級(jí)電力線路的應(yīng)用，會(huì)展開(kāi)大規(guī)模電網(wǎng)連接，將用戶、發(fā)電廠和變電所之間緊密連接在一起，為生產(chǎn)和生活各項(xiàng)活動(dòng)開(kāi)展提供電力服務(wù)。由于用電需求量的不斷增加，使得電力系統(tǒng)運(yùn)輸管理工作量以及發(fā)電量不斷加大，需要通過(guò)不斷擴(kuò)大電網(wǎng)規(guī)模的方式，才能保證正常的電力運(yùn)輸。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電力系統(tǒng)操作難度也隨之增加，電網(wǎng)出現(xiàn)問(wèn)題的概率呈現(xiàn)出明顯上升的趨勢(shì)。由于電網(wǎng)故障問(wèn)題不僅會(huì)對(duì)供需關(guān)系之間產(chǎn)生不良影響，同時(shí)還會(huì)增加用電不良體驗(yàn)，所以需要做好調(diào)度，尤其是自動(dòng)化調(diào)度操作。通過(guò)推行自動(dòng)化調(diào)度模式的方式，能夠達(dá)到有效提高整體電網(wǎng)運(yùn)行安全的效果，可以對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行形成有效監(jiān)督，確保電網(wǎng)在出現(xiàn)異常狀況時(shí)能夠得到及時(shí)處理，能夠?qū)收系挠绊懛秶M(jìn)行嚴(yán)格控制，降低不必要的損失問(wèn)題。可以達(dá)到有效降低因故障而停電的可能性，通過(guò)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)度裝置設(shè)備的安裝，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶用電情況的實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)，確保能夠做好壓低尖峰負(fù)荷以及其他內(nèi)容控制?？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，達(dá)到對(duì)電力生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展形成有效推動(dòng)的效果，可以保證供電品質(zhì)以及穩(wěn)定性，會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)高質(zhì)量使用產(chǎn)生積極影響。

2 電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)的作用形式

2.1 整體技術(shù)框架

整體技術(shù)框架會(huì)通過(guò)對(duì)電網(wǎng)中運(yùn)行參數(shù)的收集和分析，利用數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)中所隱含的信息進(jìn)行研究，明確系統(tǒng)建設(shè)方式，通過(guò)對(duì)信息化分析系統(tǒng)的利用，對(duì)研究結(jié)果進(jìn)行分析，明確電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，是否存在運(yùn)行隱患問(wèn)題。會(huì)通過(guò)發(fā)出相關(guān)指令的方式對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行科學(xué)調(diào)整，保證整體運(yùn)行的穩(wěn)定性。系統(tǒng)主體框架包含數(shù)據(jù)研究系統(tǒng)以及獲取系統(tǒng)等方面內(nèi)容，該設(shè)施以及整體體系的運(yùn)行安全性能相對(duì)較高，能夠通過(guò)對(duì)安全保障等系統(tǒng)的輔助應(yīng)用，保證整體技術(shù)的應(yīng)用效果。

2.2 功能發(fā)揮分析

在進(jìn)行功能分析時(shí)，會(huì)通過(guò)對(duì)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和整合的方式，將最終分析成果傳輸?shù)诫娏φ{(diào)度系統(tǒng)之中，方便工作人員按照參數(shù)內(nèi)容做出正確調(diào)度，確保能夠妥善解決系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問(wèn)題，做好維修以及安全防護(hù)工作?？赏ㄟ^(guò)對(duì)智能化電網(wǎng)的合理使用，在短時(shí)間內(nèi)確定系統(tǒng)中所存在的故障以及隱患問(wèn)題，確保系統(tǒng)運(yùn)行不會(huì)受到不良干擾。需要通過(guò)對(duì)智能化系統(tǒng)的功能應(yīng)用，展開(kāi)故障區(qū)域以及隱患類型的自主定位與分析，確定被控對(duì)象運(yùn)行具體狀態(tài)，對(duì)其展開(kāi)有針對(duì)性的監(jiān)控，并通過(guò)對(duì)故障區(qū)域進(jìn)行隔離處理的方式，以免影響整體電網(wǎng)正常運(yùn)行。

2.3 輔助系統(tǒng)運(yùn)用

正如上文所述，輔助系統(tǒng)以安全保障系統(tǒng)為主，包括冗余設(shè)備以及避雷裝置等內(nèi)容。避雷裝置是整體系統(tǒng)的核心設(shè)備，能夠在對(duì)供配電網(wǎng)絡(luò)安全性進(jìn)行有效保障的同時(shí)，達(dá)到對(duì)電力調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行全面保護(hù)的目標(biāo)。強(qiáng)調(diào)需要通過(guò)對(duì)安全保障系統(tǒng)以及保護(hù)系統(tǒng)的充分對(duì)接，保證整體系統(tǒng)運(yùn)行能夠得到有效保護(hù)，能夠利用冗余設(shè)備對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行全面性監(jiān)控，通過(guò)進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)數(shù)據(jù)獲取的方式，確定傳感器以及其他設(shè)備運(yùn)行是否正常，及時(shí)對(duì)存在隱患的設(shè)備進(jìn)行處理。需要根據(jù)設(shè)備運(yùn)行具體環(huán)境以及狀態(tài)，展開(kāi)備用設(shè)備或者冗余設(shè)備的設(shè)置。

3 電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)度中的應(yīng)用

3.1 信息采集系統(tǒng)

在進(jìn)行信息采集系統(tǒng)的構(gòu)建過(guò)程中，需要對(duì)某一區(qū)段線纜展開(kāi)終端以及初始端的設(shè)置，通過(guò)安裝電流檢測(cè)裝置以及霍爾元件等傳感器的方式，對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行收集和分析。利用通信系統(tǒng)將所收集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫畔⒒到y(tǒng)之中，根據(jù)運(yùn)行要求對(duì)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比和調(diào)整，確定是否存在超出運(yùn)行設(shè)定范圍的情況。如果存在超出設(shè)定區(qū)間的參數(shù)數(shù)值，可以確定該系統(tǒng)存在相應(yīng)運(yùn)行問(wèn)題，需要做好參數(shù)的分析以及獲取工作，確保能夠?qū)Ρ豢貙?duì)象進(jìn)行合理控制，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患問(wèn)題。

3.2 通信系統(tǒng)

在對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建過(guò)程中，需要通過(guò)對(duì)光纖通信系統(tǒng)的應(yīng)用，完成信號(hào)的調(diào)整以及傳輸工作，確保不會(huì)因?yàn)樽匀画h(huán)境的干擾導(dǎo)致信號(hào)穩(wěn)定性受到影響。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)過(guò)程的分析可以發(fā)現(xiàn)，傳感器設(shè)備會(huì)對(duì)所收集到的電力參數(shù)進(jìn)行傳輸，將其傳輸?shù)焦怆娹D(zhuǎn)換設(shè)備之后，參數(shù)數(shù)據(jù)會(huì)被轉(zhuǎn)換為光纖信號(hào)，并得到再次處理與調(diào)整。會(huì)通過(guò)對(duì)調(diào)整之后信號(hào)進(jìn)行再次傳輸?shù)姆绞?，將其傳入到信息化系統(tǒng)之中。控制指令的發(fā)布過(guò)程，屬于參數(shù)傳輸工作逆過(guò)程活動(dòng)，能夠通過(guò)對(duì)通信系統(tǒng)的合理使用，確保參數(shù)傳輸精準(zhǔn)度能夠得到切實(shí)提高。

3.3 數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)

在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的構(gòu)建過(guò)程中，一方面需要保證整體系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，通過(guò)對(duì)限制性參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)和輸入的方式，確保系統(tǒng)能夠自動(dòng)進(jìn)行對(duì)比分析，自動(dòng)完成對(duì)潛在隱患的查詢，并能夠?qū)唧w問(wèn)題發(fā)生區(qū)域進(jìn)行分析，以便更好地展開(kāi)后續(xù)工作；另一方面，需要保證傳感器定位工作的質(zhì)量，通過(guò)對(duì)先進(jìn)芯片技術(shù)的合理應(yīng)用，利用芯片中含有的獨(dú)立代碼和數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比研究，確定各傳感器的具體作業(yè)區(qū)域以及實(shí)際地點(diǎn)，將數(shù)據(jù)信息及時(shí)傳輸?shù)街行南到y(tǒng)，確定是否存在異常狀況。

3.4 輔助設(shè)施建設(shè)

需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙規(guī)劃內(nèi)容進(jìn)行輔助設(shè)施建設(shè)，通過(guò)合理進(jìn)行避雷器以及接地網(wǎng)等裝配和調(diào)整的方式，做好防雷系統(tǒng)的建設(shè)工作，確保能夠?qū)ο到y(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)有效保護(hù)。所有人員都需要參與到設(shè)施的優(yōu)化以及檢查工作之中，避免出現(xiàn)遺留隱患問(wèn)題，保證系統(tǒng)整體運(yùn)行狀態(tài)，確保電網(wǎng)調(diào)度以及運(yùn)行等都能夠處于理想水平。

4 常用技術(shù)分析

4.1 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)能夠有針對(duì)性地對(duì)電腦數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和訪問(wèn)，不僅數(shù)據(jù)信息的收集效果較為理想，而且可以通過(guò)構(gòu)建集中數(shù)據(jù)模型的方式，為電網(wǎng)調(diào)度提供可靠輔助。會(huì)通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行訪問(wèn)以及傳遞的方式，保證數(shù)據(jù)信息的作用和價(jià)值能夠得到充分發(fā)揮。技術(shù)應(yīng)用能夠保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)木珳?zhǔn)性以及收集準(zhǔn)確性，是以信息數(shù)據(jù)庫(kù)模型為對(duì)象的組織技術(shù)模式，Java為其主要編寫模式，不僅應(yīng)用效果較為理想，而且應(yīng)用范圍相對(duì)較廣。

4.2 可視化技術(shù)

為確保管理人員能夠更加清晰地對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和研究，需要通過(guò)可視化技術(shù)對(duì)所收集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將其以表格、圖形等較為直觀的方式呈現(xiàn)出來(lái)，這樣不僅能夠保證數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)直觀性，同時(shí)也更加方便管理人員進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比分析等操作。在利用數(shù)據(jù)可視化技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，會(huì)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成平面以及立體兩種類型，通過(guò)圖像以及圖形等形式，對(duì)信息進(jìn)行呈現(xiàn)，能夠達(dá)到有效提高調(diào)度運(yùn)行質(zhì)量的目標(biāo)。

4.3 異構(gòu)平臺(tái)技術(shù)

異構(gòu)平臺(tái)是較為重要的調(diào)度運(yùn)行技術(shù)，可以通過(guò)對(duì)技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)海量化數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)管理，保證數(shù)據(jù)庫(kù)中信息數(shù)據(jù)整合效果。會(huì)通過(guò)對(duì)信息資源進(jìn)行收集以及傳輸?shù)忍幚?，不斷?duì)信息內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化和提取，能夠?yàn)橄到y(tǒng)的正常運(yùn)行提供可靠數(shù)據(jù)依據(jù)，保證調(diào)度工作開(kāi)展針對(duì)性以及設(shè)置可靠性。

在對(duì)該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行使用過(guò)程中，會(huì)通過(guò)構(gòu)建為用戶提供服務(wù)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)服務(wù)器集合的方式，通過(guò)對(duì)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用，更好地為用戶提供精準(zhǔn)服務(wù)。會(huì)對(duì)全局訪問(wèn)控制以及原有安全網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重新異構(gòu)描述，通過(guò)為用戶提供聯(lián)邦訪問(wèn)表的方式，做好數(shù)據(jù)庫(kù)信息更新以及訪問(wèn)等各項(xiàng)服務(wù)工作。利用聯(lián)邦訪問(wèn)表，能夠?qū)β?lián)邦中每個(gè)用戶進(jìn)行指定實(shí)體對(duì)象允許操作服務(wù)限制，通過(guò)在數(shù)據(jù)庫(kù)中構(gòu)建安全信息存儲(chǔ)平臺(tái)的方式，避免單獨(dú)用戶操作對(duì)其他數(shù)據(jù)信息造成不良干擾。因?yàn)閷?shí)體對(duì)象集合會(huì)被放在不同數(shù)據(jù)庫(kù)之中，所以需要將特定過(guò)程以及規(guī)則等安全信息，有針對(duì)性地轉(zhuǎn)化為全局信息，進(jìn)而更好地對(duì)其展開(kāi)應(yīng)用。

4.4 數(shù)字仿真技術(shù)

由于電力系統(tǒng)屬于動(dòng)態(tài)化系統(tǒng)，單純依靠靜態(tài)化的控制模式很難對(duì)電網(wǎng)調(diào)度進(jìn)行精準(zhǔn)把控，所以需要通過(guò)動(dòng)態(tài)化的處理方式，通過(guò)對(duì)數(shù)值仿真技術(shù)的應(yīng)用，展開(kāi)虛擬電網(wǎng)模型建設(shè)，以便通過(guò)構(gòu)建真實(shí)虛擬環(huán)境的方式，幫助調(diào)度人員更好地進(jìn)行電網(wǎng)運(yùn)行情況的監(jiān)督和管控。該項(xiàng)技術(shù)能夠沿時(shí)間軸連續(xù)對(duì)電網(wǎng)狀態(tài)變化情況進(jìn)行計(jì)算，可以將信息及時(shí)反饋到模型之中，利用模型對(duì)電網(wǎng)的真實(shí)運(yùn)行情況進(jìn)行反饋，能夠?yàn)檎{(diào)度工作開(kāi)展提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)依據(jù)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，電力系統(tǒng)仿真計(jì)算速度也一直處于不斷增加的狀態(tài)，仿真計(jì)算速度已經(jīng)能和同一時(shí)段電網(wǎng)沿時(shí)間軸變化速度保持一致，能夠達(dá)到實(shí)時(shí)仿真效果，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)真實(shí)電網(wǎng)情況的同步仿真，高質(zhì)量展開(kāi)電力系統(tǒng)數(shù)?；旌戏抡娌僮鳎瑫?huì)對(duì)電網(wǎng)調(diào)度工作產(chǎn)生積極影響。

可以通過(guò)對(duì)數(shù)值仿真技術(shù)的高質(zhì)量應(yīng)用，確保電網(wǎng)調(diào)度工作分析運(yùn)行的針對(duì)性以及數(shù)字化水平，能夠以較為智能的方式對(duì)電網(wǎng)整體運(yùn)行情況進(jìn)行深度研究，確定運(yùn)行是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，可以對(duì)電網(wǎng)的綜合承載能力進(jìn)行深層次分析，推動(dòng)新能源發(fā)展與轉(zhuǎn)型，可以對(duì)大規(guī)模分布式能源消納問(wèn)題進(jìn)行有效處理，推動(dòng)我國(guó)新型電力系統(tǒng)的科學(xué)性發(fā)展。

5 結(jié)束語(yǔ)

由于電力自動(dòng)化技術(shù)在現(xiàn)代電力系統(tǒng)的運(yùn)行以及電網(wǎng)調(diào)度中有著極為重要的作用，符合智能化以及現(xiàn)代化的電網(wǎng)控制模式，所以需要進(jìn)一步加大對(duì)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用方式以及具體應(yīng)用內(nèi)容的研究力度。需要在對(duì)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)，基本情況展開(kāi)深度研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合電網(wǎng)調(diào)度的具體需要做好數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)以及輔助設(shè)施建設(shè)等各項(xiàng)工作，并通過(guò)對(duì)異構(gòu)平臺(tái)技術(shù)以及可視化等技術(shù)的合理使用，達(dá)到不斷提高電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化水平的目標(biāo)，確保自動(dòng)化技術(shù)能夠在電力系統(tǒng)以及電網(wǎng)調(diào)度中發(fā)揮出更大的作用，進(jìn)而為廣大用戶帶來(lái)更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。