淺析電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的應(yīng)用

 1 電力調(diào)度自動化概述
近年來，由于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)以及軟件技術(shù)都得到了很大程度上的發(fā)展，這也為電力企業(yè)事項(xiàng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化管理提供技術(shù)基礎(chǔ)，其中電力調(diào)度自動化系統(tǒng)是電力企業(yè)實(shí)實(shí)施網(wǎng)絡(luò)化管理的基礎(chǔ)。電力企業(yè)調(diào)度自動化系統(tǒng)一般又分為廠站端和主站端。主站端主要安裝于調(diào)度側(cè)，廠站端，顧名思義，安裝于各發(fā)電廠及變電站節(jié)點(diǎn)處，安裝于變電站的又稱為變電站綜合自動化系統(tǒng)。一般通用的電力系統(tǒng)調(diào)度自動化的概念是利用計算機(jī)、遠(yuǎn)動、通信等技術(shù)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)調(diào)度自動化功能的綜合系統(tǒng)。主要功能構(gòu)成分為三部分：電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控（SCADA系統(tǒng)），電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控以及數(shù)據(jù)通信技術(shù)是實(shí)現(xiàn)調(diào)度自動化的基礎(chǔ)和前提；電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與調(diào)度、電力市場化運(yùn)營與可靠行、發(fā)電廠運(yùn)營決策支持等；變電站綜合自動化。
電力調(diào)度自動化系統(tǒng)不僅包括電網(wǎng)運(yùn)行服務(wù)的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，還包括在此系統(tǒng)運(yùn)行的應(yīng)用軟件。電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)高級應(yīng)用軟件一般包括：負(fù)荷預(yù)報、發(fā)電計劃、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治?、電力系統(tǒng)狀態(tài)估計、電力系統(tǒng)在線潮流、最優(yōu)潮流、靜態(tài)安全分析、自動發(fā)電控制、調(diào)度員培訓(xùn)模擬系統(tǒng)等。這些是在線為各級電力調(diào)度工作人員提供電力系統(tǒng)運(yùn)行信息、分析決策工具和控制手段的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
2 電力調(diào)度自動化的主要功能
我國電網(wǎng)調(diào)度自動化的基本原則是運(yùn)用現(xiàn)代自動化技術(shù)對電網(wǎng)進(jìn)行的調(diào)動。包括遠(yuǎn)動裝置和調(diào)度主站系統(tǒng)，是用來監(jiān)控整個電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的。為使調(diào)度人員統(tǒng)觀全局，運(yùn)籌全網(wǎng)，有效地指揮電網(wǎng)安全、穩(wěn)定?，F(xiàn)在國家正在制定智能電網(wǎng)，電力調(diào)度自動化系統(tǒng)技術(shù)手段也越來越先進(jìn)，管理效率大大提高。其實(shí)電力調(diào)度自動化系統(tǒng)是綜合利用計算機(jī)技術(shù)、遠(yuǎn)動和通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)調(diào)度管理自動化。是現(xiàn)代電力系統(tǒng)不可缺少的組成部分，是提高現(xiàn)代電力調(diào)度效率，減少誤操作、縮短電力系統(tǒng)事故處理時間的有力手段。
2.1 系統(tǒng)的自動化 變電站是電力系統(tǒng)中的一個重要組成部分，其實(shí)現(xiàn)綜合自動化是電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度自動化得以完善的重要方面。變電站綜合自動化采用分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組網(wǎng)方式、分層控制，其基本功能通過分布于各電氣設(shè)備的遠(yuǎn)動終端和繼電保護(hù)裝置的通信，完成對變電站運(yùn)行的綜合控制，完成遙測和遙信數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳，與控制中心對變電站電氣設(shè)備的遙控及遙調(diào)，實(shí)現(xiàn)變電站的無人值守。
2.2 監(jiān)視與控制 電力系統(tǒng)監(jiān)視與控制為自動發(fā)電控制、經(jīng)濟(jì)調(diào)度、安全分析等高層次功能提供實(shí)時數(shù)據(jù)。其中監(jiān)視主要是對電力系統(tǒng)運(yùn)行信息的采集、處理、顯示、告警和打印，以及對電力系統(tǒng)異常或事故的自動識別，向調(diào)度員反映電力系統(tǒng)實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)和電氣參數(shù)。而控制主要是指通過人機(jī)聯(lián)系設(shè)備執(zhí)行對斷路器、隔離開關(guān)、靜電電容器組、變壓器分接頭等設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)方操作的開環(huán)控制。
2.3 安全分析功能SA（Security Analyze） SA功能是電網(wǎng)調(diào)度為了做到“防患于未然”而配備的功能。它通過計算機(jī)對當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的分析，估計出可能出現(xiàn)的故障，預(yù)先采取措施，避免事故發(fā)生。如果電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)具有了SCADA+AGC/EDC+SA功能，就稱為能量管理系統(tǒng)EMS （Energy Management System）。
2.4 軟件信息處理 調(diào)度中心采集到的電網(wǎng)信息必須經(jīng)過應(yīng)用軟件的處理，才能最終以各種方式服務(wù)于調(diào)度生產(chǎn)。在應(yīng)用軟件的支持下，調(diào)度員才能監(jiān)視到電網(wǎng)的運(yùn)行狀況，才能迅速有效地分析電網(wǎng)運(yùn)行的安全與經(jīng)濟(jì)水平，才能迅速完成事故情況下的判斷、決策，才能對遠(yuǎn)方廠、站實(shí)施有效的遙控和遙調(diào)。目前，國內(nèi)調(diào)度運(yùn)行中SCADA系統(tǒng)已經(jīng)使用的基本功能和作用為：①數(shù)據(jù)采集與傳輸；②安全監(jiān)視、控制與告警；③制表打印；④特殊運(yùn)算；⑤事故追憶。
3 電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的發(fā)展
隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國現(xiàn)在也進(jìn)入了大電網(wǎng)、大機(jī)組、超高壓輸電的時代。完全可以相信，隨著我國新建電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的發(fā)展，我國電網(wǎng)調(diào)度自動化水平會進(jìn)一步地提高，達(dá)到世界先進(jìn)水平。
3.1 電力自動化管理任務(wù) ①盡量維持電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，安全是電力系統(tǒng)的頭等大事，系統(tǒng)一旦發(fā)生事故，其危害是難以估計的，因此，努力維持電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行是首要任務(wù)；②為用戶提供高質(zhì)量的電能，反映電能質(zhì)量的三個參數(shù)就是電壓、頻率和波形。這三個參數(shù)必須在規(guī)定范圍內(nèi)，才能保證電能的質(zhì)量。穩(wěn)定電壓的關(guān)鍵是調(diào)節(jié)系統(tǒng)中無功功率的平衡，頻率的變化，是整個系統(tǒng)有功功率的平衡問題，波形是由發(fā)電機(jī)決定的；③保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，使發(fā)電成本最經(jīng)濟(jì)。
3.2 電力自動化系統(tǒng)變壓器 電力系統(tǒng)是一個分布面廣、設(shè)備量大、信息參數(shù)多的系統(tǒng)，發(fā)電廠發(fā)出電能供給用戶，必須經(jīng)幾級變壓器變壓才能傳輸。各級電壓通過輸電線路向用戶供電，電壓從低到高，再從高到低，以利于能量的傳送。電壓的變換，形成不同的電壓級別，形成一個個不同電壓級別的變電站，變電站之間是輸電線，因而形成了復(fù)雜的電力網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。電網(wǎng)調(diào)度正是按照電網(wǎng)的這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行管理和調(diào)度的。
3.3 電力系統(tǒng)調(diào)度 一般情況下，電網(wǎng)按電壓級別設(shè)置調(diào)度中心，電壓級別越高，調(diào)度中心的級別也越高。整個系統(tǒng)是一個寶塔型的網(wǎng)絡(luò)圖。分級調(diào)度可以簡化網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使信息的傳送變得更加合理，從而大大節(jié)省通信設(shè)備，并提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。按我國的情況，電力系統(tǒng)調(diào)度分為國家調(diào)度中心，大區(qū)網(wǎng)局級調(diào)度控制中心，省級調(diào)度控制中心，地區(qū)調(diào)度控制中心，縣級調(diào)度中心。各級直接管理和調(diào)度其下一層調(diào)度中心。電網(wǎng)調(diào)度自動化是一個總稱，由于各級調(diào)度中心的任務(wù)不同，調(diào)度自動化系統(tǒng)的規(guī)模也不同，但無論哪一級調(diào)度自動化系統(tǒng)，都具有一種最基本的功能，就是監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)，又稱SCADA系統(tǒng)功能（Supervisory Control And Data Acquisition）。
SCADA主要包括以下一些功能：①數(shù)據(jù)采集；②信息顯示；③監(jiān)視控制；④報警處理；⑤信息存儲及報告；⑥事件順序記錄；⑦數(shù)據(jù)計算；⑧具有RTU （遠(yuǎn)端終端單元）處理功能；⑨事件追憶功能。
4 結(jié)束語
計算機(jī)、通信和人工智能等領(lǐng)域的新技術(shù)和新思想為電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的發(fā)展提供了技術(shù)保障，特高壓、電力體制改革等新形勢對電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)既提出了新的挑戰(zhàn)，也提供了前所未有的機(jī)遇。尤其是遙視系統(tǒng)在集控站的使用，符合近幾年電力自動化技術(shù)和電網(wǎng)突飛猛進(jìn)發(fā)展的新形勢的需求，特別是滿足無人值班變電網(wǎng)的運(yùn)行要求，為集控站的調(diào)度人員更好地掌握無人值班變電站的運(yùn)行狀況提供了一個新的技術(shù)手段，也使電網(wǎng)自動化系統(tǒng)技術(shù)水平，躍上了一個新的臺階。