電力自動控制技術在智能電網中的應用探究

高峰

（西山煤電集團有限責任公司發電分公司 山西 太原 030022）

引言

狹義的電力自動化技術主要分兩大塊：一是電網調度自動化；二是發、變、配電系統自動化。變配電系統中的自動化早已廣泛運用，比如繼電保護裝置、自動重合閘裝置，發電系統中有自動勵磁裝置等。而電網調度自動化系統則倚靠可靠的通信系統，在對全系統運行信息進行采集分析的基礎上，由計算機監控和邏輯計算分析做出綜觀全局的明智判斷和控制決策。電網調度自動化系統可以和電廠自動化、變電站綜合自動化、配電自動化等各種自動裝置進行協調、融匯、整合，實現更高層次電網綜合自動化，即智能電網[1-2]。

1 電力自動化技術在配電網中的應用

配電網是電力系統的基礎，直接與用戶相連。隨著計算機技術、信息技術以及控制技術的發展，多媒體技術、智能控制技術將迅速進入電力系統自動化領域。一般認為配電系統自動化有以下內容：配電調度自動化、變電站綜合自動化、饋線自動化、配電工作管理系統、用電管理自動化、地理信息系統、配電網能耗管理系統、配電網分析、其余系統接口等。從全國看來，自動化智能電網工作剛剛興起，正處于逐步推廣應用階段。在計算機技術飛速發展的推動下，已經出現了與電網調度自動化系統集成在一起的SCADA/EMS/DMS系統[3]。

2 電力自動化技術在電網調度自動化的應用

2.1 電網調度自動化的構建和實現

要想實現運用自動控制技術構建智能電網，首先要實現電網調度自動化，其主要依賴于SCADA/EMS系統的建立建設。數據采集與監視控制是SCADA的主要功能，配合RTU（遠程終端單元）可以實現調度與配電網的配合協調，實現遙測、遙信、遙感、遙調的各項功能。這樣的電網調度自動化系統也稱能量管理系統。SCADA/EMS是集多種復雜功能于一體的大系統，這套系統由數據管理子系統、網絡管理子系統、圖形管理子系統、報表管理子系統和安全管理子系統組成。該系統的前置機系統擔負著與廠站RTU和各分局的數據通信、通信規約解釋等任務，是SCADA/EMS系統的橋梁和基礎，因此前置機系統的容量、穩定性、可靠性和靈活性都十分重要。前置機的遙測信號主要經過RTU送來的“生數據”，經公式(1)、(2)算法變成實際值：

遙信參數則規定以“1”表示開關合閘，“0”表示開關分閘。而RTU遠方終端，則是作為電網調度自動化的重要基礎設備，安裝于各變電站和發電廠內，作為基層的“耳目”和“手腳”，其主要任務是將實時運行信息送給調度控制中心，將調度的控制、調節等命令送給廠站執行。而SCADA系統則實時采集RTU各項數據，同時向各廠站RTU發送各種數據信息及控制命令[4]。

2.2 通訊組網在電網調度自動化的應用和構建

構建智能電網的重要組成部分還有數據通訊與通信規約。電網是由眾多發電廠、變電站（所）、輸配電線路及大量用戶組成的統一整體。電網調度需要采集各廠站的實時信息，監視系統的運行工況，并發送各種操作命令。這些信息的交換都靠通信系統完成。因此，通訊與電網調度自動化、電網安全穩定控制系統一起構成現代智能化電網安全穩定運行的三大支柱。電力專用通信網是包括微波通信、載波通信、衛星通信、光纖通信和移動通信在內的覆蓋電網的多種類、功能齊全的通信網絡。模擬信號因為抗干擾能力差，通信質量差，難以還原信號逐步被數字信號取代。而電網組成所需要大容量、高精度、高速率的通信系統作為聯絡和傳輸基礎，在實際中，常常使用交換機和光纖作為工具實現，而在布局中，由網絡拓撲結構和常見的局域網構建通信框架，通過不同的串口、交換機，加上一些特定的網絡規約形成通信組網循環。

2.3 安全穩定控制系統在電網調度自動化的應用

構成智能電網的核心技術部分，即電網安全穩定控制系統，它由電力系統頻率控制，電力系統電壓控制，電力系統安全控制和電力系統運行成本控制等組成。電力系統的頻率始終須保持在很小的范圍內波動，對發電機而言，其頻率f與轉速n的關系為f=pn/60，（p為發電機極對數，汽輪發電機一般為1）電力系統電壓控制則是防止電壓過多偏離額定值，對用戶和電力系統本身產生很大的不良影響[5]。

3 結束語

隨著電力自動控制技術在國內電力系統的大力推廣和發展，國內很多電力廠家也加大了研發力度，以國家電網為首的大型企業相繼將電力自動控制技術運用到了電網系統，逐步形成了以智能化，精確化，快速化和簡單化為目標的智能電網，相信未來運用電力自動控制技術的智能電網在方便簡化電力運行工作的同時也能確保電力系統高效穩定安全的運行，在資源配置方面和節能環保方面也會為社會和國民經濟帶來更大的收益。