主網(wǎng)調(diào)度和配網(wǎng)運行自動化研究

陸 凱

國網(wǎng)江蘇省電力有限公司泰州市姜堰區(qū)供電分公司，江蘇 泰州 225500

0 引言

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，對于電力的需要越來越大，電力系統(tǒng)在人們的日常生活和經(jīng)濟生活中都占據(jù)著不可忽視的地位，電力系統(tǒng)的運行質量直接影響人們的生產(chǎn)和生活質量。在電力系統(tǒng)的開發(fā)及建設等過程，需要考慮電力系統(tǒng)的運行效率及其創(chuàng)造的社會價值和經(jīng)濟價值。電力系統(tǒng)提供的電能是社會運轉的基礎，通過對電力系統(tǒng)功能的不斷優(yōu)化，可以提升社會運轉的效率，并不斷創(chuàng)造經(jīng)濟效益，促進社會的進步和人們生活質量的提升。

電力系統(tǒng)主要由主網(wǎng)和配網(wǎng)兩部分組成，主網(wǎng)系統(tǒng)負責電力的調(diào)配，配網(wǎng)系統(tǒng)負責將電力輸送到全國各地，二者的效率都會直接影響電力系統(tǒng)的運行效率，因此需要對主網(wǎng)和配網(wǎng)的運行進行自動化升級。運用自動化技術提升電力系統(tǒng)的運行效率是十分必要的技術手段和管理策略。

1 我國電力系統(tǒng)的應用現(xiàn)狀

在我國科技實力高速發(fā)展的大環(huán)境下，電力系統(tǒng)的運行模式越來越先進，運行效率越來越高，電力系統(tǒng)可以為我國的電力事業(yè)提供更強大的能源輸送，保障了經(jīng)濟建設的穩(wěn)定運行與高速發(fā)展。當前，電力系統(tǒng)的主網(wǎng)實行的是統(tǒng)一調(diào)配、分層管理的模式，具體來說是在主網(wǎng)進行電力的綜合調(diào)配，將電力按照需求分配到各個地區(qū)，并結合當?shù)氐挠秒娏亢洼旊娋嚯x合理地分配電力產(chǎn)能；經(jīng)過主網(wǎng)調(diào)配之后，電能通過四通八達的配網(wǎng)進行系統(tǒng)性的運輸，在運輸?shù)倪^程中要保障運輸?shù)男室约罢{(diào)配方案的準確執(zhí)行[1]。目前，主網(wǎng)調(diào)配+配網(wǎng)執(zhí)行的電力運輸體系依舊具有較大的優(yōu)勢，可以在很大程度上節(jié)約運輸?shù)臅r間成本，提高電力運輸?shù)男?。與此同時，采用這樣的電力調(diào)配模式來運輸電力也是我國廣袤的地理環(huán)境所決定的，由于電力需求巨大，供電壓力較大，只有進行有規(guī)劃的電力輸送，才能保障運輸?shù)男屎唾|量。隨著近年來對于智能化和自動化技術的開發(fā)，我國電力系統(tǒng)的運輸效率越來越高，運輸電能的質量也顯著提升。

2 主網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)

2.1 CC-2000自動化調(diào)度系統(tǒng)

CC-2000自動化調(diào)度系統(tǒng)是當前的主網(wǎng)調(diào)度自動化中較常見的系統(tǒng)之一，可以處理較復雜的電力運輸調(diào)度問題，應用也較廣泛。其主要特征是具有較強的穩(wěn)定性，可以在多種自動化程序中使用，實踐性較強。在開發(fā)該系統(tǒng)的過程中，要對使用的技術對象進行充分的技術調(diào)研，并且對未來的技術對象進行集中測試，最終呈現(xiàn)分布式的結構特征，具有更加強大的發(fā)散功能，能保障電力的大規(guī)模調(diào)度和運輸。在實際的設計應用過程中，需要根據(jù)事件主導的驅動模式進行功能和基礎設計，在系統(tǒng)測試中可以取得較好的實踐效果，極大地提升了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和電力運行的效率。CC-2000自動化調(diào)度系統(tǒng)還具有十分廣泛的通用性和包容性，在后續(xù)的系統(tǒng)優(yōu)化與系統(tǒng)測試中也具有較好的表現(xiàn)。

2.2 SD-6000能量化管理系統(tǒng)

SD-6000能量化管理系統(tǒng)是一套具有高度整合度的主網(wǎng)調(diào)動系統(tǒng)，該系統(tǒng)在運行的過程中，可以對平臺上需要進行電力調(diào)度的部分進行開放式管理，需要配合相應的技術手段來完成特定的調(diào)度功能，主要包括大規(guī)模的調(diào)度投影技術和電話自動撥號技術等技術手段。系統(tǒng)的整合是幫助完成相應的技術應用和技術管理的重要手段，能量化管理系統(tǒng)能夠幫助主網(wǎng)調(diào)配系統(tǒng)實現(xiàn)更加開放的運行模式，并且能夠根據(jù)當下對于系統(tǒng)運行和電力調(diào)配的要求進行相應的功能轉換，從而提高主網(wǎng)調(diào)配系統(tǒng)的主動性和實時性，有助于充分發(fā)揮系統(tǒng)功能。在實際應用中，大部分的SD-6000能量化管理系統(tǒng)具有強大的功能轉換能力，可以根據(jù)使用者的需要編輯電力主網(wǎng)調(diào)配的模式，從而實現(xiàn)相應的目標。

2.3 OPEN-3000能量管理系統(tǒng)

OPEN-3000能量管理系統(tǒng)是一個較復雜且龐大的主網(wǎng)調(diào)配系統(tǒng)，其中包含大量的子系統(tǒng)，如SCADA、FES、PAS、AVC、DTS等[2]。這些子系統(tǒng)將OPEN-3000能量管理系統(tǒng)的大部分功能進行了相應的細化，各個子系統(tǒng)之間進行相應的連接和配合，可以實現(xiàn)主網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)配的高效運行。在實際應用中，子系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)收集、配電管理、應用軟件操作等功能，操作功能的分化在很大程度上提高了主網(wǎng)調(diào)配系統(tǒng)的運行效率，豐富了主網(wǎng)調(diào)配系統(tǒng)在技術層面的可操作性，便于滿足技術層面的定制化需求。OPEN-3000能量管理體系能滿足大型的省級調(diào)度和大中型地區(qū)的調(diào)度要求，具有明顯的開放性優(yōu)勢，是近年來使用較廣泛的電力調(diào)度系統(tǒng)。

2.4 OS2智能化運行管理系統(tǒng)

OS2智能化運行管理系統(tǒng)可以為各個級別的場站運行提供服務，實現(xiàn)主網(wǎng)調(diào)配功能。在實際操作中，系統(tǒng)主要針對各級場站的駕駛艙系統(tǒng)進行調(diào)配，操作直接、簡便，對于各個廠站系統(tǒng)之間的差異可以進行不同的操作和調(diào)配，進而實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)和管理系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合。OS2智能化運行管理系統(tǒng)也叫ODS系統(tǒng)，可以指揮發(fā)電、運輸和配電等環(huán)節(jié)的運行，進而實現(xiàn)電力系統(tǒng)和電力資源的全面調(diào)配。通過信息化的手段，可以促進相關業(yè)務信息的共享與處理，提升電力系統(tǒng)主網(wǎng)調(diào)配的服務水平和調(diào)配效率，促進技術和服務的升級。

2.5 DS6000調(diào)度自動化系統(tǒng)

DS6000調(diào)度自動化系統(tǒng)充分考慮了平臺與應用的層次劃分，采用“平臺+應用”的分層體系架構，具備強大的跨平臺特性，可兼容各種硬件平臺（服務器、工作站、微機），全面滿足電網(wǎng)自動化系統(tǒng)對運行環(huán)境的不同需求。該電力調(diào)度系統(tǒng)在運行的過程中運用了較為先進的跨Unix、Linux操作系統(tǒng)平臺的自動化系統(tǒng)，現(xiàn)代化信息系統(tǒng)的配合大規(guī)模地提升了主網(wǎng)調(diào)配的效率和準確性[3]。不僅如此，信息化系統(tǒng)的配合還為主網(wǎng)調(diào)配系統(tǒng)的運行增添了更多的可能性和兼容性，可以根據(jù)不同的用戶需求編輯相應的模式，進而滿足系統(tǒng)在不同環(huán)境中的運行要求。DS6000調(diào)度自動化系統(tǒng)采用先進的、面向對象的設計思想，遵循標準的軟件工程模式，相比于其他的軟件工程模式，更加具有開放性，并且具有良好的擴展性，因而在我國多個省市的電力調(diào)度系統(tǒng)中得到了廣泛的使用。

3 配網(wǎng)自動化系統(tǒng)

在電力系統(tǒng)的運轉中，需要通過大量的運輸路線進行有針對性的、全面的電力運輸，其中，最重要的環(huán)節(jié)就是配電網(wǎng)結構，這個結構處于電力消費者和電力系統(tǒng)二者之間的交互位置，在電力運輸與配網(wǎng)調(diào)配的過程中占據(jù)重要地位。在巨大的電力需求的作用下，只有通過現(xiàn)代化的信息技術，才能使配網(wǎng)效率實現(xiàn)質的飛躍。在配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的應用中，工作人員要充分發(fā)揮自身的靈活性和專業(yè)性的優(yōu)勢，對配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的運行效果進行嚴格的監(jiān)督與管理，并及時處理常見的問題。在實際的應用中，需要對饋線的聯(lián)絡開關和分段開關等結構進行遠程監(jiān)控，提高故障問題的處理效率[4]。在電力運輸?shù)幕A上，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)能為整個配網(wǎng)系統(tǒng)提供科學的網(wǎng)絡架構和靈活的設備安裝基礎，從而綜合提升電網(wǎng)系統(tǒng)的運行效果。

3.1 故障檢測

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)承載著電力配網(wǎng)系統(tǒng)的大量功能，并且這些功能的特性及實現(xiàn)效果都與自動化技術的應用程度和運行水平息息相關，電網(wǎng)的自動化運行水平是保障配網(wǎng)自動化系統(tǒng)正常運行的關鍵。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的重要功能是保障電網(wǎng)系統(tǒng)運行過程中的故障檢測功能夠順利執(zhí)行，這也是自動化系統(tǒng)與傳統(tǒng)非自動化系統(tǒng)相比最大的優(yōu)勢和區(qū)別。

自動化系統(tǒng)對于電力配網(wǎng)運輸?shù)墓收蠙z測主要分為兩個方面。

一方面是DA處于運行狀態(tài)的故障檢測，當接到配電SCADA數(shù)據(jù)處理模塊的傳輸預警時，如一些技術檢測信號和保護信號出現(xiàn)時，可以及時對變電站和配網(wǎng)系統(tǒng)進行故障預警并發(fā)出自動化指令，避免出現(xiàn)進一步的損失。

另一方面是自動化系統(tǒng)可以根據(jù)預警信號來判斷系統(tǒng)故障問題的性質，大體判斷故障是永久性的還是短期性的，這可以為故障處理人員提供較直觀的故障分類形式，并在數(shù)據(jù)庫中進行查找和處理，提高故障處理的效率[5]。

3.2 故障定位

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)還為電力運輸系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供了強大的保障，可以通過精準的故障定位功能提升故障處理效率。

故障定位功能主要利用饋線終端設備的預警信號，結合配電網(wǎng)的拓撲結構，可以準確地判斷故障問題發(fā)生的區(qū)域，有利于相關工作人員及時進行故障檢修，從而保證電力用戶的正常用電。

4 自動化技術在電力運輸中的應用效果

4.1 自動化采集技術的應用效果

自動化采集技術的應用極大地提升了配網(wǎng)的信息采集效率，提升比例達到40%以上，是自動化技術在電力運輸系統(tǒng)中的重大應用。

與傳統(tǒng)的信息采集技術相比，自動化信息采集技術可以實現(xiàn)對信息的遠距離采集，并且可以對信息采集的質量及數(shù)據(jù)的準確性進行高質量的檢測，一方面保障了檢測數(shù)據(jù)的準確性，另一方面為測試人員提供了更高效的檢測手段，提升了配網(wǎng)系統(tǒng)的整體運行效率[6]。

應用自動化信息采集設備，可以對系統(tǒng)中的故障進行全天候的檢測，一旦出現(xiàn)問題可以及時預警，提醒工作人員進行檢修與維護，從而保障配網(wǎng)系統(tǒng)的安全運行。

4.2 仿真技術的應用效果

在電力運輸系統(tǒng)的運行過程中要充分考慮各個支線的用電量和運輸距離等因素，進行合理的分配與運輸。

要保障配網(wǎng)電力運輸?shù)暮侠硇?，就需要對電量的需求等進行相應的研究與管理。對電力運輸系統(tǒng)的運行進行簡單的調(diào)研是不夠的，需要使用仿真技術對電力使用進行模擬和檢驗，通過大量的仿真模擬得出相應的數(shù)據(jù)和預測值。將這樣的數(shù)據(jù)作為參考可以極大地提升整個配網(wǎng)系統(tǒng)運行的準確性，實現(xiàn)精準的電力運輸，減少由運輸過程中的誤差而導致的損失。仿真技術得出的數(shù)據(jù)不僅考慮了穩(wěn)態(tài)的電力需求，還考慮了暫態(tài)的電力需求，因而數(shù)據(jù)的參考價值比較高，具有說服力，可見，仿真技術的應用可以提升電力配網(wǎng)系統(tǒng)的安全性和準確性。

4.3 智能開關的應用效果

智能開關的應用可以極大地提升電力運輸系統(tǒng)運行過程中的可控性，其主要功能是通過連接通信系統(tǒng)，將各個設備的運行與停止保持在可控的范圍內(nèi)[7]。隔離變壓器是智能開關的一部分，系統(tǒng)中一旦發(fā)生故障，可以通過隔離變壓器隔離各個部分，保證故障部分不會對其他正在運行的部分造成太大的影響，從而進一步提升配網(wǎng)系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性[8]。

5 結束語

綜上所述，電力系統(tǒng)是一個國家經(jīng)濟發(fā)展和人民生活幸福的關鍵，電力系統(tǒng)在國家的基礎建設中占據(jù)著相當重要的地位。

在電力系統(tǒng)的運行過程中，為了提高系統(tǒng)的整體發(fā)電效果，電力企業(yè)要注重主網(wǎng)調(diào)度的自動化建設，強化配電自動化技術的應用，不斷優(yōu)化電力主網(wǎng)與配網(wǎng)之間的智能化銜接，保障電力系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和電力運輸?shù)陌踩?，在為社會生產(chǎn)和日常生活提供持續(xù)性電力能源的同時，推動電力企業(yè)的穩(wěn)定化發(fā)展，為國家的電力運輸事業(yè)發(fā)展和人民的幸福生活作出貢獻。