電網調度自動化主站系統應用研究

四川明星電力股份有限公司 蘇坤吉

據國家能源局公布的相關數據：2022年我國社會用電量增速為5%，預計2025年用電量達到9.5萬億kWh，且電源裝機容量突破30億kW。為充分維持供電可靠性，提高供電服務水準，電網企業理應加強電網調度自動化系統推廣，依靠主站系統強化電力調峰輔助服務質量，以期取得高效益，為電力事業良性發展給予新指引，達成高質量調度目標。

1 電網調度自動化主站系統應用

1.1 合理調配電能

電網調度自動化主站系統作為影響電網調度質量的主要部分，應用于電力調度工作中，可充分提升電能調配合理性。據相關調查，我國發電量呈現遞增趨勢，而用電需求也隨之升高，見表1。為充分體現電力基建投資項目建設水平，理應依靠主站系統輔助電力調度人員界定調度標準。要想提高用電效率，促使各區域處于均衡用電狀態，可借助主站系統豐富功能動態把控區域用電需求，而后以科學調度形式舒緩電能負荷壓力。特別是在局部地區遭受雷擊、線路故障侵害時，為盡快滿足供電需求，應依靠主站系統出具正確決策，由此實現有效調度。

表1 2020—2022年我國電能發電、用電，以及投資情況分析

1.2 實現安全配電

主站系統的應用除了可以在電力調度工作中給予合理調配服務外，還能維護配電行為安全。電力調度期間常受人為因素、設備因素、運營失誤因素危及配電安全性，造成局部區域難以安全控制電能。而主站系統可借助預警功能、安保功能實時掌控配電狀態，并及時發現配電缺陷，以供電力調度人員及早采取有效措施應對安全隱患。如某地區存在私自連接線路等行為，導致配電室缺乏安全保障，甚至敷設于地面以下的線路也存在銹蝕可能性，這些都會加劇電力調度風險。顯然主站系統的應用，剛好可以規避供電風險，建立安全配電環境。

1.3 推行智能調度

主站系統應用于電力調度工作中能夠推動智能調度發展。以自動化技術開發新功能，能夠輔助電力調度人員采用新調度模式完成調度任務。如在推進智能電網項目期間，中國華電、中國大唐、中國華能，以及國家電網等電力企業均在“電力調度交易與市場秩序廠網聯席會議”上表明態度，共計提出84條意見，意味著智能調度模式在電力調度創新改革戰略中已成為主導方向。而電能調度自動化主站系統可以為智能調度服務的實施創造有利條件，從自動化調度逐步向智能化調度方向轉變。

2 電網調度自動化主站系統應用功能

2.1 采集與控制功能

電力調度工作中調度員多承擔電網電能質量運行、運行安全，以及電力設備檢修、電壓負荷報表制作、誤分析、誤操作等錯誤指令消除等崗位職責。主站系統因其具備多樣性功能，故而可以輔助調度員高效完成崗位任務。其中較為普遍的系統功能即為采集、控制功能。前者是指調度員能快速獲取多區域電能需求數據，既能來源于變電站、開關設備，又能從特殊標記位置予以采集，由此實現電能調度數據的整合處理，加快調度服務響應速度。后者是在主站系統運行后實施遠程控制操作，即在權限范圍內統計調度信息，隨即發送遠距離調度指令，節省現場調查時間[1]。

2.2 人機交互和安保

主站系統之所以在電能調度自動化系統中占據重要地位，多因為此系統具備人機交互功能，調度員能直接在系統界面完成數據共享、調度指令編輯、指令發送，以及調度需求調取等操作，而后在可視化場景下動態展示調度情況，如圖1所示。該系統在人機交互功能導向下，還能同繪圖軟件、菜單程序、控制臺，以及事項進程顯示裝置予以共聯設計，進而在調度員交互操作下達成既定調度目標。此外，系統還擁有安保功能，能為調度員系統界面操作行為起到安保作用。尤其在發送調度指令等加密數據時，能通過權限差異化分配杜絕不法分子私自獲取加密信息，從而以權限界定調度職權范圍。

圖1 主站系統人機交互功能模塊架構圖

2.3 實時記錄與預警

主站系統除了人機交互界面外，還包含WEB子系統及非功能性模塊，可在多模塊綜合運行中按時排除系統故障。通常在處理調度數據時，僅在1s內即可完成響應，且10s 內可進行數據解析，同時每日自動化排障，保證系統年度故障時間低于1d，故障修復時間需不超過1h。而且還能依據事故數據類別確定事故風險，并自動發送預警信息，繼而在調度數據、故障自動化診斷數據實時記錄精準預警。因此，主站系統可憑借多項功能被廣泛應用于電力調度活動中[2]。

3 電網調度自動化主站系統應用優化方法

3.1 拓展系統應用場景

要想確保電網調度自動化主站系統深刻體現功能作用，應進一步拓展應用場景。據相關了解，主站系統的有效應用要求在電力調度中至少形成98%利用率。這就導致一旦主站系統出現運行障礙，將無法實現有效調度，甚至干擾用電質量。而在新時代背景下，隨著系統優化升級，現今要求主站系統應盡量實現不間斷運行，其中斷時間宜在1.8h/年以內。為彰顯系統實踐價值，可將其應用于電力調度控制、電力設備檢測，以及用電質量監控等諸多場景內。以控制場景為例予以細致闡述，因主站系統多以分布式計算機為核心系統，搭配TCP/IP 協議傳送信息，而在優化應用環節，可以主張采用客戶/服務器（c/s）控制模式改善系統運行效果。同時，還可利用雙機熱備形式增強系統運行持久性，使之在多網絡電能調度控制期間通過無功補償服務維持電能智能調度?？紤]到電能調度中會存在電能損耗風險，參照下列公式即可掌握電損規律：

其中，R為線電阻，L為線路長度，S為線路截面積，ΔQ為無功損耗，P0為空載損耗，KT為負載波動損耗系數，KQ為無功經濟當量，Q0為空載無功損耗，β2為平均負載系數。

計算后即可對電力調度期間產生的變壓器損耗、線路損耗等情況予以綜合分析。經過遠程控制能隨時調整調度區間，便于調度指令發送后充分滿足用電需求[3]。

另外兩個應用場景，可以在系統針對異常用電行為予以遠程監控，并實時監測電力調度風險水平，這樣才能促使調度員在安全調度條件下最大化開發電能資源經濟價值，為區域供電質量的提升產生積極影響，促進電能合理規劃。

3.2 實現系統自動化排障

電網調度自動化主站系統實際應用階段，也會面臨故障風險，如誤發調度指令、通道延遲開放、電源異常等。為表現主站系統應用功能，還應當確保應用優化后的主站系統時，依靠自動化排障能力提升運行安全水平。較為嚴重的是電源異常故障，可能會引起系統難以運行后果，故而可以推薦對傳統主站系統電源結構以不間斷電源予以替代，而其他故障可通過縮小自動排障周期，及時發現故障隱患[4]。同時，還可動態監測運行代碼，在線路出現接觸不良等問題時，能在自動化排障服務中開展遠程測試，并發出維修指令，等待調度員檢查線路連接完好度。另外，針對主站系統中軟硬件設施，也可予以優化處理，以便優化后主站系統能隨時根據電網調度工作條件靈活給予相關服務。例如，針對系統硬件部分，可以先行強化硬件控制能力，經過硬件改造即可重新擁有良好運行狀態。軟件改造可增設網絡互聯功能，以報表工具、數據存儲工具優化軟件系統性能，繼而在改進系統結構后增強系統排障能力。在自動化排障操作下，調度員同時可以在放電監測環節客觀分析放電量，電能調度工作中連通主服務器、前置機等配件，對其放電狀態展開實時監測，更易降低負荷量，幫助調度員在電能調度中充分運用主站系統履行調度服務責任。

3.3 完善系統功能模塊

電力調度員往往需要擔負多項崗位職責，進而造成日常處理業務時容易出現低效行為。而主站系統因其在多場景內均有適用性。所以在具體應用環節，可以有效完善系統功能模塊，使之在擴展設計條件下，減輕調度員工作負擔，繼而提高調度效率。一般情況下，現有主站系統依靠1臺或6臺圖形顯示器能夠充分獲取調度信息，并對功率、電流、線電阻等參數予以實時統計，依據用電需求進行多地區差異化調度。無論針對人機交互功能還是遠程控制功能，都應當在現有功能之上予以優化操作，就此在功能延伸服務下增強主站系統應用時效性[5]。

比如可以增設遙控遙調功能模塊，即主站系統運行期間，調度員能在滿足系統操作者身份驗證后，以刀閘控制、升降控制、閉鎖控制對各區域用電需求予以充分分析，特別是對電力總負荷量進行記錄，調度員能在語音、文字提醒下對調度指令執行時間予以遙感設計，以便在此系統輔助下，調度員能全方位掌握各地區跳閘事故發生率，并適當改變供電負荷，預防高負荷跳閘風險，并且還能在調度員與電能用戶之間分享相關數據，實現電力參數合理調整。

3.4 搭設多技術融合平臺

為優化主站系統運行條件，促使電能用戶能夠享受優質用電服務，調度員應用主站系統時，還應當充分運用高新技術改善系統運行效果。在搭設多技術融合平臺階段，可將GPS 技術、GIS 技術納入系統架構內。前一項技術可增加調度需求采集準確度，實現調度指令精準定位發送[6]。后一項技術則對控制功能具有改進效能，在差分信號傳輸中，充分降低調度員誤操作風險。具體可以利用一體化設計理念整合多項技術，由此在融合平臺指引下，電力企業有望在電能調度中充分彰顯主站系統自動化運行優勢。

某縣級電網系統運用此平臺后，已先后開設10個無人值班站（35kV 和110kV），其原始信息量突破50000點，數據表明依托高新技術優化主站系統，更易增強系統實時性與便捷性功能。

4 結論

電網調度自動化主站系統在電能調配、安全配電、智能調度方面均發揮著關鍵性作用，同時具備采集、控制、人機交互、安保、記錄、預警諸多功能。為優化主站系統使用效果，在智能電網項目建設中持久性展現優勢，應從系統應用場景、自動化排障、功能模塊、多技術融合平臺等方面予以優化，以便優化后主站系統能具備較強實踐應用能力，擁有良好電力調度狀態。