試析電力系統(tǒng)調度自動化的功能與結構

【摘要】隨著我國經濟的發(fā)展和生活用電的不斷增長，人們對供電的電能質量和可靠性的要求不斷提高，在此形勢下供電企業(yè)發(fā)展電力系統(tǒng)調度自動化顯得尤為重要。

【關鍵詞】電力系統(tǒng)；調度自動化；功能；結構

一、電力系統(tǒng)自動化和電力系統(tǒng)調度自動化

電力系統(tǒng)自動化是指應用各種具有自動檢測、決策和控制功能的裝置、通過信號系統(tǒng)和數(shù)據傳輸系統(tǒng)對電力系統(tǒng)各元件、局部系統(tǒng)或全系統(tǒng)進行就地或遠方的自動監(jiān)視、調節(jié)和控制，以保證電力系統(tǒng)安全經濟地運行和具有合格的電量質量。電力系統(tǒng)自動化已經成為電力系統(tǒng)最核心內容。

二、電力系統(tǒng)遠動

電力系統(tǒng)遠動就是在電力系統(tǒng)調度中心對電力系統(tǒng)實施的實時遠方監(jiān)視與控制。遠動系統(tǒng)包括控制站、被控站和遠動通道。狹義遠動系統(tǒng)只包括兩端遠動設備和遠動通道；而廣義的遠動系統(tǒng)包括控制站的人機設備和被控站的過程設備在內。

三、電力系統(tǒng)調度自動化的任務

實現(xiàn)電力系統(tǒng)運行狀態(tài)和參數(shù)的實時數(shù)據采集、處理和控制；對電力系統(tǒng)進行在線的安全監(jiān)視；具有參數(shù)越限和開關變位告警、顯示、記錄、打印制表、事件順序記錄、事故追憶、統(tǒng)計計算及歷史數(shù)據存貯等功能；對電力系統(tǒng)中的設備進行遠方操作和調節(jié)。

四、電力系統(tǒng)調度自動化的功能

（1）電力系統(tǒng)監(jiān)視與控制。通過電力系統(tǒng)監(jiān)視與控制為自動發(fā)電控制、經濟調度、安全分析等高層次功能提供實時數(shù)據。其中監(jiān)視主要是對電力系統(tǒng)運行信息的采集、處理、顯示、告警和打印，以及對電力系統(tǒng)異常或事故的自動識別，向調度員反映電力系統(tǒng)實時運行狀態(tài)和電氣參數(shù)。（2）電力系統(tǒng)安全分析。電力系統(tǒng)安全分析主要內容是利用實時數(shù)據對電力系統(tǒng)發(fā)生一條線路、或一臺發(fā)電機、變壓器跳閘的假想事故進行在線模擬計算，以便隨時發(fā)現(xiàn)每一種假想事故是否可以造成設備過負荷、以及頻率和電壓超出允許范圍等不安全情況，是一系列以單一設備故障為目標而進行的在線潮流計算。（3）電力系統(tǒng)經濟調度。電力系統(tǒng)經濟調度是在滿足安全、電能質量和備用容量要求的前提下，基于系統(tǒng)有功功率平衡的約束條件和考慮網絡損失的影響，以最低的發(fā)電(運行)成本或燃料費用，達到機組間發(fā)電負荷經濟分配且保證對用戶可靠供電的一種調度方法。（4）自動發(fā)電控制。自動發(fā)電控制利用調度監(jiān)控計算機、通道、遠方終端、執(zhí)行（分配）裝置、發(fā)電機組自動化裝置等組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)，監(jiān)測、調整電力系統(tǒng)的頻率，以控制發(fā)電機出力。控制方式一般采用聯(lián)絡線凈交換功率偏差和頻率偏差控制方式(TBC)。這種控制方式的優(yōu)點是：各控制地區(qū)根據其區(qū)域控制誤差(ACE)控制地區(qū)內的調整電廠，自行平衡其負荷波動。按靜態(tài)來說，基本上不波及其他區(qū)域；按動態(tài)來說，又能支援鄰區(qū)電力系統(tǒng)。

五、調度自動化系統(tǒng)的基本結構

（1）信息采集與控制子系統(tǒng)。信息采集與控制子系統(tǒng)主要是對采集到的信息進行處理、加工。一是計算機硬件系統(tǒng)。計算機硬件系統(tǒng)配置主要分為分層式和分布式。其中分層式包括前置機，主要負責各廠站遠動終端的通信并取得信息；主控機，擔任SCADA任務；后臺機，擔任安全分析和經濟計算等任務。而分布式配置是把各種功能分散到多臺計算機中去，由局域網LAN將各臺計算機連接起來，各臺計算機之間通過LAN交換數(shù)據，備用機同樣連在局域網絡上，并可隨時承擔同類故障機或預定的其它故障機的任務。二是計算機軟件系統(tǒng)。計算機軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件、支持軟件和應用軟件。系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)、語言編譯和其它服務程序；支持軟件主要有數(shù)據庫管理、網絡通信、人機聯(lián)系管理、備用計算機切換管理等服務性軟件；應用軟件是最終實現(xiàn)調度自動化各種功能的軟件，包括SCADA軟件，自動發(fā)電控制和經濟運行軟件，安全分析和對策軟件等。（2）人機聯(lián)系子系統(tǒng)。人機聯(lián)系子系統(tǒng)主要是完成顯示、人機交互、記錄和報警等任務。主要設備有彩色屏幕顯示器、動態(tài)模擬屏、打印機、記錄儀表和拷貝機以及音響報警器等。動態(tài)模擬屏顯示所轄調度區(qū)域電力系統(tǒng)的全貌和最關鍵的開關狀態(tài)和運行參數(shù)，是監(jiān)視電力系統(tǒng)運行的傳統(tǒng)手段。現(xiàn)在，由計算機和模擬屏接口把燈光、報警、數(shù)字顯示信號送到模擬屏上顯示。（3）信息采集與命令執(zhí)行子系統(tǒng)。信息采集與命令執(zhí)行子系統(tǒng)由分布在電力系統(tǒng)中各廠站的遠動終端RTU和調度中心的前置處理機組成。RTU是遠離調度端對發(fā)電廠或者變電所現(xiàn)場信息實現(xiàn)檢測和控制的裝置。RTU由微型計算機系統(tǒng)構成，實現(xiàn)廠站端的信息采集并通過信息傳輸通道發(fā)送到調度中心，同時也執(zhí)行調度中心計算機下達的遙控遙調命令。

參 考文獻

[1]王曉梅．電力系統(tǒng)縣級電網調度自動化系統(tǒng)的研究[J]．華北電力技術．2005

[2]章健．電力體統(tǒng)調度自動化系統(tǒng)現(xiàn)狀研究與發(fā)展[J]．北京電力高等莊客學校學報．2010