電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)控制技術(shù)及應(yīng)用探討

摘 要：伴隨信息時代的來臨，各種自動化系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在各個領(lǐng)域內(nèi)，促使智能化、自動化、一體化成為現(xiàn)代生產(chǎn)管理的代名詞。其中，電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)作為現(xiàn)代發(fā)電廠不可缺少的一項重要工具，在電網(wǎng)調(diào)度、電能傳輸?shù)雀鞣矫姘l(fā)揮著重要的作用。文章根據(jù)對電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)控制關(guān)鍵技術(shù)的詳細介紹，根據(jù)對其在電廠實際中具體應(yīng)用的分析，旨在進一步推動電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)技術(shù)水平的提升。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)；控制技術(shù)；應(yīng)用

引言

近幾年來，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)及軟件技術(shù)等各種信息技術(shù)發(fā)展迅猛。在此背景下，集生產(chǎn)、傳輸、調(diào)配、消費于一體的電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)以其高開放性、可擴展性與可移植性而在各大發(fā)電廠中得到了良好的應(yīng)用，為電網(wǎng)調(diào)度的實施監(jiān)控與管理帶來了巨大的便利。研究電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)中的控制技術(shù)與應(yīng)用是促進該系統(tǒng)不斷完善的必要條件，對電網(wǎng)發(fā)展具有重要的意義。

1 電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)控制關(guān)鍵技術(shù)

1.1 可視化技術(shù)

根據(jù)現(xiàn)代電網(wǎng)建設(shè)與運行需滿足的高可靠性、安全性要求，以及人們對電網(wǎng)服務(wù)提出的新要求，發(fā)展與應(yīng)用可視化的在線監(jiān)控軟件平臺已成為調(diào)度員工作中的迫切需求。在發(fā)展日益成熟的電網(wǎng)安全分析技術(shù)與計算機技術(shù)共同推動作用下，電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)開始引入可視化技術(shù)，可視化技術(shù)通過借助先進的顯示技術(shù)、圖形圖像處理技術(shù)將傳統(tǒng)以表格、數(shù)字方式表達為主的離線信息轉(zhuǎn)化為以圖形為主的信息，從而便于系統(tǒng)調(diào)度員對電網(wǎng)實施調(diào)度情況進行分析與掌握。可視化技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用是多方面的，如暫態(tài)穩(wěn)定安全域可視化技術(shù)、電壓穩(wěn)定可視化技術(shù)、負荷預(yù)測可視化技術(shù)等等。這些方面利用可視化技術(shù)可以使系統(tǒng)調(diào)度運行更加滿足人員監(jiān)控的實際需要，是電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)擁有的一項重要控制技術(shù)。

1.2 EMS技術(shù)

隨著電力市場的快速發(fā)展與電網(wǎng)技術(shù)水平的不斷提升，電力市場交易與安全分析一體化技術(shù)（EMS）作為電力市場支持系統(tǒng)的一個重要組成部分，不僅承擔(dān)著電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集、電網(wǎng)調(diào)度運行狀態(tài)的監(jiān)視與控制工作，而且更多的承擔(dān)著電力市場交易與安全分析任務(wù)。因此，EMS一體化技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用，有利于傳統(tǒng)工作領(lǐng)域的改變，因為它要求將系統(tǒng)眾多EMS應(yīng)用軟件分析技術(shù)與接口進行重新設(shè)計，以使各應(yīng)用軟件與應(yīng)用接口之間在形成統(tǒng)一的基礎(chǔ)上又能相互獨立執(zhí)行，從而獲得更佳的監(jiān)控效果。根據(jù)發(fā)電廠電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)工作屬性與特點分析可知，EMS技術(shù)是為電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)提供安全經(jīng)濟、穩(wěn)定可靠電力市場的技術(shù)基礎(chǔ)。

1.3 Internet技術(shù)

電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)引入Internet信息服務(wù)技術(shù)，不但能夠為系統(tǒng)的遠程維護提供全新手段與方法，而且還能夠有效的將傳統(tǒng)電網(wǎng)參數(shù)、SCADA實時數(shù)據(jù)的瀏覽擴展到EMS應(yīng)用功能、擴展到AGC功能等的瀏覽上，從而在提高EMS應(yīng)用軟件實用化水平的同時，擴展EMS系統(tǒng)的對外窗口，提高EMS系統(tǒng)的整體服務(wù)水平，進而提高電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)信息化程度。此外，伴隨計算機網(wǎng)絡(luò)帶寬的逐漸增加與網(wǎng)速的逐漸提升，網(wǎng)上遠程控制系統(tǒng)將會得到進一步的發(fā)展與應(yīng)用，這意味著未來Internet技術(shù)將會為電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)提供更多、更全面的信息服務(wù)。

1.4 中間件技術(shù)

應(yīng)用中間件技術(shù)可以有效提高發(fā)電廠對電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的開放性、高可靠性、易擴展性、跨平臺性等要求。以消息中間件為例，該技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用主要包含兩方面：對等式結(jié)構(gòu)設(shè)計與跨平臺。利用中間件設(shè)計的對等式結(jié)構(gòu)，其各節(jié)點之間存在對等關(guān)系，且不存在依賴關(guān)系和從屬關(guān)系，也沒有獨立的消息服務(wù)端，它既支持一個節(jié)點在電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)中的動態(tài)加入或退出，也支持多個節(jié)點的動態(tài)加入和退出。最重要的是，在應(yīng)用消息中間件技術(shù)的情況下，若任意一個節(jié)點或多個節(jié)點發(fā)生故障或以正常方式停機時，其他節(jié)點之間的相互通信不會受到任何影響，即通信可以正常進行。這主要是因為在網(wǎng)絡(luò)通信層上不同態(tài)之間的消息被隔離開來，從而可以使不同態(tài)之間消息無法進行相互通信。

通常，電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)中的中間件技術(shù)工作在局域網(wǎng)應(yīng)用層，可以實現(xiàn)完全自主式開發(fā)與實現(xiàn)，而應(yīng)用軟件編寫所需編程語言可以選用C++或C語言，它不依賴于操作系統(tǒng)外的第三方軟件，符合IEEE標準，可以安全穩(wěn)定的運行于Windows、Linux、IBM等多種操作系統(tǒng)之上，并且在同一操作系統(tǒng)平臺中，即使安裝有其他操作系統(tǒng)，節(jié)點之間的通信仍能夠正常進行，即實現(xiàn)跨平臺傳輸。

2 電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)在電廠中的應(yīng)用

2.1 某電廠電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)現(xiàn)狀

電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)，是指為電網(wǎng)調(diào)度運行直接提供數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控服務(wù)的一種控制系統(tǒng)。根據(jù)對某發(fā)電廠現(xiàn)行電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)運行狀況的分析與總結(jié)發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)當(dāng)前存在較多問題丞待解決，包括無法遠程監(jiān)控、信息較為繁瑣等。這就需要采用先進技術(shù)對電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)進行改造與升級，并且改造升級后的系統(tǒng)應(yīng)具備安全可靠、系統(tǒng)容量大、智能化與一體化要求。

2.2 電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)改造升級

在電網(wǎng)調(diào)度工作中，調(diào)度、監(jiān)控與運維是三個最為重要的部分。為提高系統(tǒng)工作性能與運行合理性，需要對該電廠調(diào)度工作相關(guān)部門進行調(diào)整：首先，調(diào)度班負責(zé)110kV和220kV變電站以及地方電廠的調(diào)度運行，負責(zé)電網(wǎng)電能分配，實行24小時全天候輪崗機制，并將整個電網(wǎng)電壓等級各項信息顯示在系統(tǒng)界面上。其次，監(jiān)控班負責(zé)變電站的監(jiān)視與遠程操控，工作與調(diào)度班同步進行。運維站負責(zé)對各個變電站及電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)進行維護。具體改造升級方案如下：

綜合應(yīng)用遙感技術(shù)與可視化技術(shù)。考慮到該發(fā)電廠現(xiàn)行電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)仍處于傳統(tǒng)的遙感狀態(tài)，已無法滿足電網(wǎng)運行與維護要求，因此必須應(yīng)用遙感技術(shù)與可視化技術(shù)，使系統(tǒng)在實現(xiàn)遠程運維的同時，使信息實現(xiàn)可視化。遙視功能的實現(xiàn)主要借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機技術(shù)、圖形圖像處理技術(shù)等來完成，主要分為調(diào)度中心控制站、運維站與變電站終端站三大部分，數(shù)據(jù)通過變電站終端傳輸至運維站和中心站，再利用通信網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)進行處理與分析，并且采用分布式存儲方式可以有效提高系統(tǒng)的可靠性。在視頻系統(tǒng)中，采用分布式結(jié)構(gòu)，中心站主要負責(zé)對遠程監(jiān)控現(xiàn)場的實時瀏覽與各種信息的及時采集和處理；運維站通過遙視功能實現(xiàn)對電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的遠程操控與瀏覽；變電站終端站主要為系統(tǒng)可視化功能的實現(xiàn)提供所需設(shè)備、環(huán)境數(shù)據(jù)與圖形信息。

此外，為彌補原系統(tǒng)缺乏命名功能缺陷，提高系統(tǒng)命名工作效率，減少電網(wǎng)安全隱患，該電廠在原有電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上引入了一套智能辨別系統(tǒng)，智能辨別功能的增加可以有效解決以往新線路的命名問題，大大提高系統(tǒng)工作效率。經(jīng)改造升級后，該電廠電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)在可靠性、安全性、系統(tǒng)容量、運行效率等各方面均得到了明顯的提升。

3 結(jié)束語

綜上所述，通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、可視化技術(shù)、Internet技術(shù)等作為電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)實現(xiàn)與應(yīng)用的基礎(chǔ)，不僅大大改善與提升了系統(tǒng)整體性能，擴展與強化了系統(tǒng)功能，而且有效推動了電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)用新技術(shù)的出現(xiàn)，如公用信息模塊、中間件技術(shù)等。因此，發(fā)電廠在應(yīng)用電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)時，應(yīng)對其進行不斷的創(chuàng)新，并確保新一代電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)能夠滿足國際標準要求，從而為未來該系統(tǒng)的發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。

參考文獻

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