探究電力調度自動化系統應用現狀與發展趨勢

洪 葉

（國網湖北省電力有限公司檢修公司）

0 引言

隨著國家電力的發展和電網多次改造的完成，我國電力網絡基本實現了全覆蓋，2020年全社會用電量75110億千瓦時，同比增長3.1%，根據國家的統計數據，用電量一直呈現逐年增長的趨勢。要滿足如此龐大的用戶群體需求，電力生產和調度的平衡是一項龐大的工程，電力調度自動化系統的應用很好地解決了這一問題。

1 電力調度自動化系統的應用價值

當前的電力調度自動化系統是由人機聯系系統、計算機系統、遠動系統三類系統組成綜合系統，可以實現對復雜的電力網絡進行實時的動態監測，最為重要的是可以收集到電力網絡運行過程中的即時數據，讓控制人員科學合理地進行電力控制和遠程調度，同時還能對運行的安全狀態進行檢測，提高電力應用的安全性，在保證電力網絡高效運行的同時節省大量的人力物力，具有較大的應用價值。

2 電力調度自動化系統的發展歷程

在電力應用的起步階段，部分區域才有條件使用電。直到發電技術相對成熟，傳統的控制模式已經滿足不了電力調度的需求。自動化的起步階段，計算機技術還未成熟，通過特定的通道收集電力運行的信息，并可以進行簡單的開關控制，是電力調度自動化的起步階段。隨著計算機技術的發展和進步，電力調度自動化進入了計算機應用階段，可以掌握大范圍的電力運行數據信息，但是需要人工對數據進行計算然后制定調度方案，無法滿足日益增長的用電群體需求。隨著計算機技術的快速發展和用戶量的爆炸式增長，電力調度自動化系統進入了現代應用階段，高自動化的遠程控制系統投入大規模使用，設備不斷更新，科技投入的力度持續加大，管理理念也在進步，推動了電力系統和設備的軟硬件同步發展。

3 電力調度自動化系統的應用現狀

電力調度自動化系統從最初的電力生產企業應用已經逐漸擴展到電力生產、電力網絡運行和維護、大型電力使用客戶群體中，為電力的合理高效利用提供了極大的便利。

3.1 應用范圍進一步擴大

國家電網注重建設具有中國特色國際領先的能源互聯網，在綠色發展方面推動新型電力的構建和轉型；在強化安全保障上，構建能源互聯網安全防御體系，提升信息安全態勢感知能力和智能化、動態化網絡安全防護水平；在統籌調度上，全面提升信息采集、傳輸、處理、應用等能力，推動傳統電網基礎設施和新型數字化基礎設施融合，促進電網調度運行智能化和運營管理智慧化，實現以數字化轉型為主線的智慧賦能。由于國家電網等大型電力傳輸企業牽頭應用電力調度自動化系統，其應用范圍在進一步擴大，通過幾次電力改革，已經從城市延伸到了廣闊的農村區域，智能電表的繳費、斷電、查詢等功能已經實現了自動化，為電力企業和用戶提供了極大的方便，節省了大量的人力資源成本，促進了電力自動化系統和設備的完善。

3.2 核心技術進一步成熟

電力調度自動化系統的應用主要在于其中的幾項關鍵技術的成熟和發展。一是電力數據的記錄與提取。電力調度自動化系統無論是對區域內用電情況還是個體的用電情況數據都可以實現實時的監測和數據的提取。例如在電力生產緊張時期，通過對不同區域內用電數據的對比，可以合理分配居民用電、農業用電和工業用電，優先保障居民正常生活用電。在數據監測上還有一個應用就是提取數據，通過數據分析決定區域內是否需要進行電力設施的更新換代，而非人工檢測線路和變壓器等設施的方式。數據記錄提供了準確而有效的第一手數據資料。二是電力故障分析與修復。傳統的電力故障需要采取人工的方式，通過儀器手動監測，效率和安全性都極低。電力調度自動化系統通過對反饋回來的數據進行分析，可以準確定位出故障的部位和發生故障的原因，在超過負荷電壓的情況下，對區域內用電自動切斷，對于部分因為系統原因造成的問題或者漏洞，可以實現自我修復，電力調度自動化系統還通過安裝審計系統和入侵檢測裝置來保證整個用電系統和網絡的安全性，避免黑客等不法分子的惡意攻擊，全面減輕了管理人員的壓力。三是電力系統運行與管理。借助先進的計算機技術和通信技術，開發不同的系統快速地對供電系統進行控制，實現全自動化的監管和遠程控制。例如SD－6000系統就能通過模塊化處理的方式，借助通訊網絡的優勢，確保電力調度中心能對系統的具體功能環節進行有效的控制；SCADA系統進行自動化調度，可通過與上下級調度構成廣域網，實現網絡數據的傳遞，實現系統的遠程調試功能。自動化系統的應用保障了電力資源的利用和分配更加合理與高效。

3.3 科技創新進一步增加

在電力發展方面，國家為了保持競爭力，每年在科技創新上的投入很大，還有針對性地培養了大批的高素質人才，尤其是精通計算機技術和自動化系統研發應用方面的人才，在電力調度自動化系統上不斷取得了新突破，為電力調度自動化系統在市場上的應用和推廣提供了助力，對促進電力企業的發展起到了關鍵的作用。

4 電力調度自動化系統的發展趨勢

由于電力用戶數量的增長和技術的進步，用戶群體對用電的質量要求也越來越高，電力生產和管理企業的管理壓力也越來越大，自動化系統的應用也成為不可阻擋的趨勢，其應用范圍正在不斷擴大。

4.1 智能化

智能化是計算機技術發展的一個總體趨勢，且已經逐步應用到了各個不同的行業。電力調度自動化系統也必然朝著智能化的方向發展，在越來越多的電力運行和管理過程中代替人力資源進行管理，同時能極大地提高管理效率，為電力調度向著更深層次的發展提供可能。電力調度智能化并非單純的自動化系統的智能化，還包括與之相配套的智能電站、智能電表、智能設備與技術等一整套的智能化控制與調度系統。智能化的系統在現有的基礎上，執行電力系統的命令，實現電路的分閘與合閘操作；對電力故障在診斷與分析基礎上，進行有效排除；對網絡信息安全和調度人員的人身安全等提供更為堅實的保障。目前，受到智能化技術的開發和應用的限制，仍然在相對緩慢的探索和實驗階段，應用的范圍比較有限。

4.2 可視化

自動化系統的應用，由于目前技術相對復雜，對使用人員的綜合技能和素質要求較高，需要專業的人員才能進行操作和分析。未來自動化系統的推廣應用必將面臨各種各樣的用戶，大多非專業人員，電力調度自動化系統要在市場上推廣應用，必定朝著簡單化的方向發展，也就是經常提到的可視化，系統能將采集到的數據自動轉化為通俗易懂的圖表或者簡單的結論。結合定位技術和大數據技術等，進而可以將故障定位和產生故障的原因以動態圖的形式展示出來，提供科學的調度和修復方案。可視化的目的主要是推動電力調度自動化系統在一般客戶群體中的廣泛應用，在小范圍內實現對電力的自我調度和管理，避免了因臨時問題等求助電力專業技術人員，減輕用戶群體的維修壓力和電力公司的人員調度壓力。

4.3 市場化

當前，電力調度自動化系統主要在國家電力生產和管理運營企業中應用，主要是適應大范圍電力調度應用的需求。隨著計算機技術的不斷進步和系統的完善，電力調度自動化系統必將推廣到企用和民用的領域，比如大型的工業企業，一年用電費用數額比較大，通過智能化的自動調度系統對全企業的用電進行合理的分配和控制，能夠在保證企業正常用電的情況下大量節約用電量。當前在美國等西方發達國家，智能化的辦公樓已經投入了使用，能通過自動控制和識別技術，當辦公區域無人辦公時，自動切斷不需要的電源等，智能化的電力調度自動化系統可以與之結合，對用電進行精準控制，建立節約型和安全型的辦公環境。其他在大型農場、商場、醫院等行業都可以推廣應用，為整個國家建立節約型的電力網絡系統。

4.4 個性化

電力調度自動化系統在實現了市場化和智能化之后，進一步向著個性化的方向發展，滿足不同類型客戶的需求。例如針對家庭用戶，有簡單易操作的自動化控制系統；針對國家電網等電力運營管理企業，有運算速度快、執行效率高、功能性復雜的專業系統；針對中小型的企業，有與企業發展用電控制相契合的自動化系統。在主要電力網絡與分層電力網絡的連接之間，結構更加優化，電力供應企業和用戶實現一對一個性化服務和維修，可以通過數據和用戶需要為用戶提供相應的電力改革和應用的個性化服務。個性化與市場化是相輔相成的，個性化為市場化提供基礎，市場化需要個性化的自動化系統，這也是不同行業技術發展和進步的目標。

5 電力調度自動化系統的思考

由于全球人口持續性的增長和資源消耗的持續增加，石油天然氣等可再生資源的儲存量也在快速消耗，世界對電力的需求也在進一步增大，尤其是賴以強國的工業用電量巨大，必須采取多種渠道合理利用電力資源，除了開發利用新能源，要在電力調度自動化上進行技術和理念上的革新。

一是優化網絡結構。國家電網在其電力覆蓋的范圍內設置了多個調度中心，前期為了滿足用戶需求，一般按照地域范圍設置，電力資源的分配并不合理，隨著部分區域的人口集中和大量外流，要重新優化電力資源配置的網絡結構，按照用電需求和市場需要劃定合理的網絡區域塊。二是進行技術攻關。電力調度系統自動化的進步，要依賴于技術的進步，尤其是與之緊密相關的信息獲取技術和遠程監測感應技術，要在信息技術的獲取速度和精度，以及信息傳播和共享及數據分析上進行技術攻關，當前已經有部分企業應用了新型的感應器，在信息傳遞和數據分析上優勢顯著。三是設施設備的制造。與電力調度自動化系統相適應的，需要智能電表、智能變壓器、智能線路和各種儀器設備等，只有與電力調度自動化系統的所有配套設施全部完善后，才構成有效運行的系統，保障電力網絡系統高效運行。

6 結束語

電力調度自動化系統的應用已經成為一個社會發展的要求和趨勢，其未來的應用前景也必然是廣闊的，具有較大的市場價值和實際應用價值。在技術上進行攻關，在設備上進行優化，在人員上進行有針對性的培養，實現對電力調度的精準控制、診斷、修復與安全保障，對于電力資源的合理分配具有重要意義。