電力信息技術在電網(wǎng)運行中的應用

李紹強，馬 敏，張建領

膠南市供電公司，山東青島 266400

電力信息技術在電網(wǎng)運行中的應用

李紹強，馬 敏，張建領

膠南市供電公司，山東青島 266400

如今，產(chǎn)業(yè)信息化已經(jīng)成了大勢所趨。電力信息技術結合了電力電子技術以及信息技術等，能有效提高電網(wǎng)運行的整體效率。本文將著重分析其在電力設備、電網(wǎng)調度以及管理3個方面的運用。

電力信息技術；電網(wǎng)運行；信息管理

1 電子信息技術在發(fā)電、變電站的應用

傳統(tǒng)的發(fā)、變電站的設備都是分單元隔間操作，信息無法共享，導致了很多問題。首先，每一個單元都只是專為自己設置信息，導致信息收集的維度不一，給互相之間的信息溝通帶來了很大的麻煩，提高了管理的難度。其次，每個機組或設備單元都有其操作或者延遲上的要求，分開操作使得彼此間的行動很難做到同一安排，增加了調試和維護上的壓力，減小了整個系統(tǒng)的靈活性以及應變能力。再者，其實現(xiàn)在很多設備操作系統(tǒng)本身就是集成了一定的智能化模塊，傳統(tǒng)的操作方式使設備跟設備之間缺乏互動性，限制了其智能功能的發(fā)揮，既降低了工作效率，又從某種程度上浪費了資源、提高了成本。

在發(fā)、變電站應用電力信息技術是指，將發(fā)電、變電站得所有設備的功能整合優(yōu)化后，利用電力信息技術和計算機技術，開發(fā)統(tǒng)一的信息模型，建立一個綜合性的自動化信息系統(tǒng)。這個系統(tǒng)可以對發(fā)、變電站所有主要設備的監(jiān)管、控制，以及對所有通訊信息的集中自動化管理，使繼電保護裝置能與外界進行良好的信息溝通，在減小工作量和管理復雜度的同時，也提高了發(fā)、變電站的整體安全度。以下是建立自動化信息系統(tǒng)的3種方式。

1.1 集中式

就是給系統(tǒng)設置一個中央處理器（主機）來處理信息。發(fā)、變電站內(nèi)的設備將收集到的原始信息通過接口發(fā)送到主機的數(shù)據(jù)庫中，主機通過既定的算法來對信息進行處理歸類。這種方式的優(yōu)勢在于實時性強，便于數(shù)據(jù)和設備的統(tǒng)一管理。但是對主機的計算能力和存儲能力要求比較高，而且由于數(shù)據(jù)結構統(tǒng)一，可能會給主機數(shù)據(jù)庫帶來大量的冗余，增加主機的計算負擔，提高了硬件投入。

1.2 分布式

這種方式充分利用了各個設備上的智能模塊，讓它們對設備收集到的數(shù)據(jù)根據(jù)信息需求做初步的整理分析和計算，再交給主機做進一步的挖掘處理。跟集中式相比，它大大減小了主機的壓力，避免數(shù)據(jù)過度冗余，降低了硬件投入成本。不足之處在于每臺機器的處理能力不同，在數(shù)據(jù)處理和傳遞時可能出現(xiàn)混亂或者差錯，而主機上又沒有原始數(shù)據(jù)，沒法對其進行勘誤和糾錯。

1.3 分層式

在這個方式中，整個系統(tǒng)呈樹形結構，從硬件到軟件被劃分為了3個層次，分等級進行管理。最下面的是設備層，即對單獨硬件設備的管理和維護；在中間的是單元層，利用局域網(wǎng)絡對各個綜合了若干設備的工作單元管理，負責系統(tǒng)軟件和硬件設備之間的溝通；最上面的是發(fā)、變電站層，從整體的角度由軟件工作綜合管理和處理來自單元層各個部分的數(shù)據(jù)信息。它有效實現(xiàn)了軟件對硬件的控制和管理，又不會給主機造成過大的壓力，簡化系統(tǒng)的龐雜度。但是過多的步驟就必然會增加系統(tǒng)信息的延遲性和以及數(shù)據(jù)失真的風險。

2 在電網(wǎng)調度方面的應用

電力信息技術應用在電網(wǎng)調度，建立電網(wǎng)調度的信息化系統(tǒng)，將在現(xiàn)場遠程采集到的各種數(shù)據(jù)和信號通過傳輸電路傳送到電力調度中心，然后調度中心的計算機對回來的數(shù)據(jù)信號進行實時地分析處理，以便調度員隨時掌握整個供電系統(tǒng)的運行狀況，及時發(fā)現(xiàn)處理問題，提高整個系統(tǒng)的響應速度。隨著信息化的不斷發(fā)展，目前我國在這個方面已經(jīng)取得了比較明顯的成效。

2.1 電力信息技術在電網(wǎng)調度方面的應用現(xiàn)狀

1）SCADA和EMS等得到廣泛應用

近年來，隨著科研和生產(chǎn)水平的上升，我國自主研發(fā)了多種高水平、高質量的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）與自動化調度系統(tǒng)（EMS），并且成功將其推廣到全國各地的電網(wǎng)調度中心，大幅加快了我國電網(wǎng)調度信息化的步伐。地理信息系統(tǒng)（GIS）、調度生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)(DMIS）等高新技術也逐漸開始被運用在電網(wǎng)調度中。

2）DTS的使用

電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，電網(wǎng)調度信息化的不斷發(fā)展，對員工素質的要求也越來越高，調度員培育模擬系統(tǒng)（DTS）也順應需求發(fā)展出來。這個系統(tǒng)主要是通過模擬電網(wǎng)運行過程以及事故的發(fā)生，在實際上崗前提升調度員的操作和處理事故的能力，以及如何利用現(xiàn)有的系統(tǒng)和數(shù)據(jù)信息推斷并消除事故隱患，保證整個電路系統(tǒng)的良好運行。

3）國家電力調度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的建設

隨著電網(wǎng)調度信息化的不斷加深，對基礎設施和集合網(wǎng)絡平臺的需求也就越來越大，建設一個全國性的電力調度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡（SPDnet）因此被提上了議程。這個網(wǎng)絡以IP技術為基礎，采用了二級結構的構建方式。高級網(wǎng)絡是SPDnet骨干網(wǎng)，連接了各省級以上的調度中心，作為總框架；低級網(wǎng)絡是SPDnet省網(wǎng)，作為整個網(wǎng)絡的子網(wǎng)，負責一省內(nèi)部的電網(wǎng)調度。兩級網(wǎng)絡相對獨立，網(wǎng)域之間通過路由器接入進行信息交流傳遞。這個數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的建成會使得電網(wǎng)調度信息化系統(tǒng)的應用范圍更加廣泛，管理控制更加方面，數(shù)據(jù)傳輸更加快捷，為今后的發(fā)展奠定更扎實的基礎。

2.2 電力信息技術在電網(wǎng)調度方面的應用前景——智能調度

電網(wǎng)調度發(fā)展的必然趨勢就是實現(xiàn)智能調度。它通過使用集成調度數(shù)據(jù)并采用各種高端技術手段對其進行整合和分析，得到實時的電網(wǎng)系統(tǒng)運行狀態(tài)，從而自動地檢測系統(tǒng)運行，優(yōu)化調度手段，運營電力市場，控制電能質量，消除事故隱患，及時發(fā)出預警，快速事故處理，生成合理的管理方案。采用智能調度能有效預防大面積的連鎖故障，提高調度人員的掌控能力，提高網(wǎng)絡運行的效果和效率，保障電網(wǎng)的安全優(yōu)質地運行。

3 在管理上的應用

電網(wǎng)在地理上分散度很高，采取的是分片區(qū)式的管理，這樣容易導致片區(qū)跟片區(qū)之間沒法實現(xiàn)很好的協(xié)調。由于電路是連續(xù)性的，分開管理也會造成統(tǒng)一管理上的困難，不小心就會帶來安全隱患甚至是事故發(fā)生。這種情況下，建立一個完善統(tǒng)一的電網(wǎng)管理信息系統(tǒng)就成了管理人員的迫切需求。而一個成熟的電網(wǎng)管理信息系統(tǒng)應該能夠實時的采集現(xiàn)場并對其處理分析，集成為有用的信息將其顯示給管理人員，并且還要保障信息的安全。隨著國家城市化的不斷發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，傳統(tǒng)的管理信息系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)實的高要求，電力信息技術的巨大作用就漸漸浮出了水面。

通過電力信息技術建立的統(tǒng)一的管理信息系統(tǒng)，優(yōu)勢首先在于規(guī)范了數(shù)據(jù)格式，使得部門跟部門、分局跟分局之間可以進行良好的溝通。其次一個最大的優(yōu)點就是融合了互聯(lián)網(wǎng)技術。在互聯(lián)網(wǎng)的基礎下，讓每個部門每個片區(qū)的管理者都能實時地知道整條線路、整個電網(wǎng)的運行情況，再一次做出行為判斷，完美解決了企業(yè)跟部門間的信息共享問題，提高了數(shù)據(jù)傳遞的速度，降低了由于層層傳遞導致的信息失真，從而在宏觀方面提高了電網(wǎng)運行的安全度，減少在溝通協(xié)調方面浪費的成本。互聯(lián)網(wǎng)技術的支持使得整個系統(tǒng)的建立和完善都只需要較小的投資，而獲得顯著收效。不過在利用互聯(lián)網(wǎng)技術的過程中，一定要加強網(wǎng)絡及系統(tǒng)的安全性，防止網(wǎng)絡受到惡意攻擊而出現(xiàn)漏洞，否則帶來的影響或者損失也是隨著網(wǎng)絡規(guī)模成幾何倍數(shù)增長的。然后，利用這個集成系統(tǒng)，可以提高整個電網(wǎng)信息的集中度。各部門企業(yè)將收集的信息和數(shù)據(jù)通過系統(tǒng)傳給中央主機，中央主機統(tǒng)一計算分析后將結果又從系統(tǒng)反饋給各個單位。這樣，有效減輕了上級管理機構與下級管理機構信息不對等的狀況，防止了各單位由于信息的局限性導致判斷失誤或者為了自身利益的最大化產(chǎn)生責任推諉的現(xiàn)象。管理人員也能通過整體數(shù)據(jù)的分析得出線路運營的真實情況，更好地做出統(tǒng)一管理和調控。緊急情況下，下屬單位也能清楚的了解事故發(fā)生的狀況以及周邊可以利用的資源，及時做出正確的反應，增強了整體網(wǎng)絡的反應程度。

4 結論

電力行業(yè)的快速發(fā)展，使電網(wǎng)的安全運行已經(jīng)進入到了信息化時代，電力信息技術在電網(wǎng)運行方面發(fā)揮的作用也越大越來，日后電網(wǎng)的管理控制也會日趨全國化。電力企業(yè)應順應這個潮流，利用國家的基礎設施和政策支持，大力強化自身信息技術的運用，并且利用網(wǎng)絡技術，盡早融入整個電網(wǎng)信息系統(tǒng)中去，贏在起點，獲得先機。

[1]林江民.電力信息技術在電網(wǎng)運行中的應用分析[J].科技風，2010(19).

[2]顏偉，文旭，余娟，李一銘，趙霞.智能電網(wǎng)環(huán)境下電力市場面臨的機遇與挑戰(zhàn)[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2010(24).

[3]黃文，王磊，朱小蘭.電力信息技術在電網(wǎng)運行中的應用[J].大家，2011(19).

[4]吳俊勇.國內(nèi)外智能電網(wǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略[J].變頻器世界，2011(9).

[5]陳曉峰.淺析數(shù)字化變電站與常規(guī)變電站的不同以及自身存在不足[J].數(shù)字技術與應用，2010(11).

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1674-6708（2011）57-0118-02