電力系統(tǒng)調(diào)度自動化技術(shù)的應(yīng)用

馬萍 馬波（國網(wǎng)河南省電力公司三門峽供電公司，河南三門峽 472000）

電力系統(tǒng)調(diào)度自動化技術(shù)的應(yīng)用

馬萍 馬波
（國網(wǎng)河南省電力公司三門峽供電公司，河南三門峽 472000）

伴隨電力體制改革不斷深化，用戶對供電可靠性、電能質(zhì)量提出了更高的要求。電網(wǎng)調(diào)度自動化作為電力系統(tǒng)運(yùn)行的重要保障，其調(diào)度自動化系統(tǒng)是否完善對電網(wǎng)安全性、可靠性起著重要的作用。新經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境下，傳統(tǒng)能量管理系統(tǒng)以已無法對電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控需求加以滿足，需進(jìn)一步擴(kuò)充與完善其結(jié)構(gòu)與功能。為此本文主要對電力系統(tǒng)調(diào)度自動化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢、結(jié)構(gòu)與發(fā)展進(jìn)行了分析與研究，以此將全面、智能化決策支持提供給電網(wǎng)調(diào)度。

電力系統(tǒng) 調(diào)度自動化技術(shù) 應(yīng)用優(yōu)勢 發(fā)展趨勢

作為現(xiàn)代社會順利運(yùn)行的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，電力系統(tǒng)運(yùn)行是否安全、穩(wěn)定對人們的生產(chǎn)與生活極為重要。近幾年來，電網(wǎng)停電事故在全球范圍內(nèi)頻繁發(fā)生，如美國東北部與加拿大東部聯(lián)合電網(wǎng)在2003年8月14日發(fā)生大停電，震驚世界。隨后多個(gè)國家也發(fā)生大面積停電事故，這些停電事故不僅給經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來了巨大財(cái)產(chǎn)損失，還給社會穩(wěn)定造成了嚴(yán)重影響。隨著我國電力事業(yè)發(fā)展速度的不斷加快，電力系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)愈加復(fù)雜，電網(wǎng)事故危害程度與影響范圍也隨之增加。作為整個(gè)電網(wǎng)的控制中心，完善電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)可確保電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性，避免擴(kuò)大事故或產(chǎn)生連鎖大停電，能夠?qū)崿F(xiàn)事故后快速恢復(fù)系統(tǒng)。

1 電力系統(tǒng)中調(diào)度自動化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

在人民生活水平與高新技術(shù)水平的不斷提升，人們對電能需求與依賴程度逐漸提升，要求不斷提升電力系統(tǒng)的可靠性與電能質(zhì)量。國家電力企業(yè)為實(shí)現(xiàn)電力公司運(yùn)行的規(guī)范性，對供電可靠性制定了相應(yīng)規(guī)范，99.96%為一般城市地區(qū)供電可靠率，每戶平均停電時(shí)間必須控制在每年35小時(shí)以下；99.99%為重要城市中心區(qū)供電可靠率，要求每戶平均停電時(shí)間必須控制在每年53分鐘以內(nèi)，為達(dá)到此目的，必須確保電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)建設(shè)的合理性、完整與高效性。電網(wǎng)調(diào)度自動化的優(yōu)點(diǎn)包含以下幾點(diǎn)：

開放性：系統(tǒng)按照相應(yīng)的開放性準(zhǔn)則，便于維護(hù)、擴(kuò)充系統(tǒng)與系統(tǒng)升級；

安全性：系統(tǒng)具有極為合理、科學(xué)的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)﹂L時(shí)間持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的需求加以滿足，同時(shí)能夠確保數(shù)據(jù)具有統(tǒng)一性與完整性，避免系統(tǒng)本身或人為因素產(chǎn)生誤差；

先進(jìn)性：選取的硬件設(shè)備與軟件方案較為成熟、全面與先進(jìn)；

功能完備性：全面的系統(tǒng)功能，該系統(tǒng)不僅具備基礎(chǔ)的SCADA功能，還具備能量管理、配電管理等功能；

實(shí)時(shí)性：能夠?qū)φ{(diào)度實(shí)時(shí)性進(jìn)行最大限度地滿足；

實(shí)用性：用戶需求可充分了解，能夠?qū)崿F(xiàn)工作效率的大幅度提升；

易用性：用戶界面標(biāo)準(zhǔn)化，簡捷直觀，用戶維護(hù)、學(xué)習(xí)極為便利。

現(xiàn)代電力系統(tǒng)的顯著特征就是電網(wǎng)調(diào)度自動化，其能夠?yàn)殡娏ο到y(tǒng)安全、可靠地運(yùn)行提供保障，更能將質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的電能提供給用戶。在電網(wǎng)建設(shè)與改造過程中，能夠?qū)π陆ㄕ镜慕尤牍δ茏畲笙薅鹊貪M足。

2 電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

伴隨社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷提升，電力系統(tǒng)規(guī)模與裝機(jī)容量愈加擴(kuò)大，致使電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行模式呈現(xiàn)復(fù)雜化狀態(tài)，人們越來越重視電能質(zhì)量、供電可靠性與運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，為全面提升電力系統(tǒng)調(diào)度自動化技術(shù)水平，必須充分了解電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，如圖1所示。按照功能將整個(gè)系統(tǒng)解列分布在網(wǎng)絡(luò)所有節(jié)點(diǎn)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)冗余分布，這樣才能對系統(tǒng)整體性能進(jìn)行全面提升，才能減少對單機(jī)性能需求，進(jìn)而對系統(tǒng)安全性、可靠性進(jìn)行有效增強(qiáng)。

（1）調(diào)度端。調(diào)度端往往被稱做主站端，需在調(diào)度中心設(shè)置，是電力系統(tǒng)管理的重點(diǎn)，其主要構(gòu)成成分為前置通信機(jī)、調(diào)度主機(jī)等。在生產(chǎn)、管理等部門獨(dú)立配置功能工作站，且進(jìn)行一個(gè)數(shù)據(jù)庫的共享，達(dá)到所有工作站共同訪問，對電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示。調(diào)度主機(jī)、控制模擬屏與實(shí)時(shí)刷新數(shù)據(jù)等由調(diào)度人員控制，且及時(shí)把調(diào)度員的命令向前置機(jī)發(fā)送，命令通過前置機(jī)向廠站端傳送。

在調(diào)度主站系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)雙網(wǎng)可構(gòu)成后臺系統(tǒng)，與前置數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)通信采集，且實(shí)現(xiàn)SCADA后臺應(yīng)用與EMS分析決策作用。圖1中，選取主備冗余方式作為此類服務(wù)器與工作站，以此對系統(tǒng)安全性、可靠性進(jìn)行全面提升。

在調(diào)度員培訓(xùn)系統(tǒng)中DTS網(wǎng)為其內(nèi)部網(wǎng)，利用調(diào)度員仿真培訓(xùn)系統(tǒng)教員機(jī)連接實(shí)時(shí)王，其中起網(wǎng)絡(luò)連接作用的還有DTS教員機(jī)，通過實(shí)時(shí)雙網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)DTS網(wǎng)可達(dá)到培訓(xùn)的目的。DTS網(wǎng)和實(shí)時(shí)雙網(wǎng)數(shù)據(jù)不存在干擾性，可對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流進(jìn)行有效減少。同時(shí)，還需將WEB服務(wù)器配置到實(shí)時(shí)雙網(wǎng)上，通過該服務(wù)器企業(yè)MIS網(wǎng)用戶可瀏覽實(shí)時(shí)雙網(wǎng)數(shù)據(jù)、畫面。此過程中，DTS網(wǎng)與企業(yè)MIS網(wǎng)不會影響到調(diào)度自動化系統(tǒng)的功能發(fā)揮。

（2）廠站自動化系統(tǒng)。調(diào)度自動化系統(tǒng)選取變電站/發(fā)電廠綜合自動化系統(tǒng)，是完善電網(wǎng)監(jiān)控和實(shí)現(xiàn)調(diào)度自動化的重要保障。廠站綜合自動化系統(tǒng)能夠向遠(yuǎn)方調(diào)度控制中心傳遞發(fā)電廠與變電站實(shí)施運(yùn)行信息，且對調(diào)度中心的控制與調(diào)節(jié)命令加以執(zhí)行，是調(diào)度系統(tǒng)功能發(fā)揮與電網(wǎng)運(yùn)行安全、穩(wěn)定得以實(shí)現(xiàn)的重要前提，由此可見，其可靠性對調(diào)度自動化系統(tǒng)可靠性將造成極大的影響。

（3）通信信道。在不斷開發(fā)與應(yīng)用廠站綜合自動化與電網(wǎng)調(diào)度自動化高級功能中，實(shí)現(xiàn)了變電站無人值守大范圍普及，此時(shí)必須重視電網(wǎng)調(diào)度控制。調(diào)制解調(diào)器與通信線路為通信信道的主要組成成分，利用信道可實(shí)現(xiàn)采集、發(fā)送系統(tǒng)信息。有線與無線為通信的主要線路類型。在通信傳輸網(wǎng)絡(luò)中其主體為光纖通信，光纖通信具有大頻帶寬傳輸容量，傳輸損耗低長距離、較強(qiáng)抗干擾能力及較高安全可靠性等優(yōu)勢，輔助通信方式為電力線載波通信、微波通信等。圖1調(diào)度自動化系統(tǒng)內(nèi)選取的通信主體為光纖通信，備用為電力電話專線網(wǎng)的遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)。在光纖通信系統(tǒng)故障時(shí)電力電話專線網(wǎng)是電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的通信備用網(wǎng)絡(luò)，相比共用通信網(wǎng)專用交換通信網(wǎng)，其具有獨(dú)立性。

3 電力系統(tǒng)調(diào)度自動化技術(shù)的發(fā)展

3.1 數(shù)字化

隨著信息時(shí)代的到來，數(shù)字化變電站與電網(wǎng)得以進(jìn)一步開發(fā)與研究。信息數(shù)字化、通信數(shù)字化等為電網(wǎng)數(shù)字化的主要發(fā)展趨勢。作為數(shù)字電網(wǎng)的主要構(gòu)成成分，調(diào)度自動化系統(tǒng)數(shù)字化能夠?qū)⒏嘈录夹g(shù)應(yīng)用到系統(tǒng)內(nèi)，如遙視技術(shù)、可視化技術(shù)、遙感技術(shù)等。數(shù)字化的目的是通過電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集、處理、通信與信息綜合利用的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分區(qū)、分層與分類數(shù)字化電網(wǎng)調(diào)度體系的建立，達(dá)到電網(wǎng)監(jiān)控分析的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與管理規(guī)范化，同時(shí)盡可能低挖掘信息，最大限度地利用信息增值，達(dá)到電力調(diào)度信息化、可視化與智能化的作用。

3.2 集成化

調(diào)度數(shù)據(jù)集成化是達(dá)到整合調(diào)度數(shù)據(jù)，及實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化。調(diào)度自動化系統(tǒng)應(yīng)對電力調(diào)度中心所有自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)、應(yīng)用需求進(jìn)行充分考慮，根據(jù)數(shù)據(jù)集成原理，進(jìn)行統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺與應(yīng)用服務(wù)總線的構(gòu)建，達(dá)到整合數(shù)據(jù)與應(yīng)用功能的作用，且將強(qiáng)大功能、便于操作的集成支撐環(huán)境提供給調(diào)度自動化開發(fā)與運(yùn)行。

3.3 智能化

作為未來電網(wǎng)發(fā)展的方向，智能調(diào)度技術(shù)可選取調(diào)度數(shù)據(jù)集成技術(shù)，對電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)、動態(tài)與暫態(tài)運(yùn)行信息進(jìn)行有效整合與充分利用，以此達(dá)到電力系統(tǒng)運(yùn)行正常化，監(jiān)測優(yōu)質(zhì)化，同時(shí)實(shí)現(xiàn)預(yù)警與動態(tài)預(yù)防控制等。調(diào)度智能化的目的是基于廣域同步信息建立網(wǎng)絡(luò)保護(hù)與緊急控制一體化的新原理及技術(shù)，且對電力系統(tǒng)的各項(xiàng)功能進(jìn)行協(xié)調(diào)，如區(qū)域穩(wěn)定控制系統(tǒng)等。在線實(shí)時(shí)決策指揮為智能化調(diào)度的重點(diǎn)，要求做好災(zāi)變防治工作，預(yù)防大面積連鎖故障，且不斷擴(kuò)展原有調(diào)度控制中心功能，對調(diào)度監(jiān)控人員電網(wǎng)優(yōu)化控制能力進(jìn)行有效提升，只有這樣才能實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、高效性。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著社會主義市場經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，作為各產(chǎn)業(yè)平穩(wěn)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，電力系統(tǒng)必須具備良好的安全性、穩(wěn)定性及高效性。在電力系統(tǒng)內(nèi)優(yōu)化應(yīng)用調(diào)度自動化技術(shù)，可對電力系統(tǒng)的性能進(jìn)行有效提高。在充分了解電力系統(tǒng)調(diào)度自動化技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，通過分析其構(gòu)成部分，可進(jìn)一步對電力系統(tǒng)內(nèi)的實(shí)時(shí)性、可靠性優(yōu)化應(yīng)用進(jìn)行研究，以此提升電力系統(tǒng)的性能，降低經(jīng)濟(jì)損失，及提高系統(tǒng)安全性。

［1］ 馮永青，李鵬，陳剛，梁壽愚，汪皓，周華鋒.智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化核心內(nèi)容及其對EMS發(fā)展的影響［J］.南方電網(wǎng)技術(shù)，2011（01）.

［2］ 溫柏堅(jiān)，俞斌，白峪豪，馬韜韜，郭創(chuàng)新.廣東電網(wǎng)新一代調(diào)度自動化技術(shù)支持系統(tǒng)總體方案研究［J］.南方電網(wǎng)技術(shù)，2011（01）.