淺論電網調度自動化系統

摘 要:電網調度自動化系統是以電力系統發電輸電為控制與管理對象，由計算機硬件、軟件、遠動和信道等組成的一個復雜系統。隨著電網調度自動化系統功能的日臻完善與提高，其在電網安全、經濟、優質運行方面發揮了愈來愈大的作用，成為電網調度不可分割的一部分。

關鍵詞:電網調度調度自動化配電自動化

中圖分類號:TM734文獻標識碼:A文章編號:1674-198X(2011)09(c)-0138-02

引言

電網調度自動化經歷了幾個發展階段。早期，調度員沒有辦法及時地了解和監視各個電廠或線路的運行情況，更談不上對各電廠和輸電網絡進行直接控制。調度員和系統內各廠站的惟一聯系方式是電話。調度員根據各廠站值班人員情況匯總進行分析，花費很長時間才能掌握電力系統運行狀態的有限信息。結合這些有限的“歷史”信息，加上個人經驗選擇一種運行方式，再用電話通知各廠站值班人員進行調整控制。顯然，這種落后的狀況與電力系統在國民經濟發展中所占的重要地位是很不相稱的。

1 電網調度自動化的發展過程

電網調度自動化發展的第一階段是遠動技術的采用。安裝在各個廠站的遠動裝置采集各機組出力、各線路潮流、各母線電壓等實時數據及各斷路器等開關的實時狀態，然后通過遠動通道傳給調度中心并直接顯示在調度臺和模擬屏上，調度員可以隨時看到這些運行參數和系統的運行方式。

電網調度自動化發展的第二階段是計算機在電力系統調度工作中的應用?，F代電力系統的結構和運行方式越來越復雜，同時，現代工業和人民生活對電能質量和供電的可靠性的要求越來越高，人們對系統運行的經濟性也越來越重視，為了全面解決這些問題，需要對電力系統中大量數據進行復雜的計算，計算機的應用滿足了日益復雜的電力系統的實際需要。首先應用計算機技術進行電網離線計算，然后參與電力系統的安全監視和控制，這就是監視控制和數據收集系統(SCADA)。

電網調度自動化發展的第三階段是在SCADA的基礎上，又發展為包括許多應用功能的能量管理系統(EMS)，基于UNIX(或PC／Windows)的開放分布式EMS系統，通過高級應用軟件的快速計算和實時智能分析，幫助調度員對電網深層把握，及時處理電網可能發生的潛在問題，提供電網改造、擴展的技術依據。

2 調度自動化系統

根據所完成功能的不同，調度自動化系統可劃分為信息采集和執行子系統、信息傳輸子系統、信息處理及運行狀態的分析和控制子系統、人機聯系子系統，各部分互相配合，缺一不可。信息采集和執行子系統的基本功能，是采集各種表征電力系統運行狀態的實時信息。該系統還負責接收和執行上級調度控制中心發出的操作、調節或控制命令。信息傳輸子系統提供了信息交換的橋梁，其核心是數據通道。信息處理及運行狀態的分析和控制子系統是整個調度自動化系統的核心，以計算機為主要組成部分，完成對采集到的信息的各種分析計算及處理，進而實現對電力設備的控制與操作。人機聯系子系統將傳輸到調度控制中心的各類信息進行加工處理，通過各種顯示設備、打印設備和其他輸入輸出設備，將這些實時信息提供給調度人員使用。

調度自動化系統的作用或好處有以下幾方面:

(1)安全

利用顯示器可隨時監視電網運行狀況，向調度員提供有關負荷與發電情況，電壓、電流及功率潮流，電網頻率及穩定極限等信息;在電網運行條件出現重要偏差時，及時自動告警，并指明或同時啟動糾偏措施;當發生事故(如解列)時，可以給出顯示，并指出解列處所，使事故得到及時處理，有助于防止事故擴大，減少停電損失。

(2)提高運行質量

實現自動發電控制(AGC)，可以自動維持頻率合格和聯絡線功率為事先安排的預定值;實現無功／電壓自動調節，可顯著提高全電網的電壓質量。

(3)經濟

實現在線經濟調度可以合理利用一次能源，降低全系統發電成本和電網損耗。

(4)運行記錄自動化

自動記錄電網的正常運行情況、事故運行情況和事故的順序事件記錄，有助于減輕運行人員的重復勞動，還可用于事故分析。

3 配電自動化系統

通常把配電系統的監視、控制和管理的綜合自動化系統稱為配電管理系統(DMS)。它可以是集中式的，也可以是分層分布結構的。其內容主要包括配電自動化系統(DAS)，配電網絡分析和優化(NA)，工作管理系統(WMS)等高級應用功能。

配電自動化系統(DAS)則是一種可以使配電企業在遠方以實時方式監視、協調和操作設備的自動化系統，內容包括配電網數據采集和監控(配網SCADA)、地理信息系統(GIS)和需方管理(DSM)幾個部分。

配電自動化的主要應用對象是配電網運行管理人員，其次是其他的生產技術人員，管理人員。因此對于一個配電自動化系統，首先應滿足最基本生產運行需要，對于很多由其邊際效益產生的功能，可以在其基本功能得到滿足后再做更多的擴展。

配網SCADA與AM/FM/GIS系統的集成方式可以分為松散集成和緊密集成兩種方式。在松散集成方式下，SCADA系統與AM/FM/GIS系統耦合比較松散。SCADA系統作為一個獨立的平臺存在，滿足所有常規的調度自動化中SCADA的功能，同時將監控的對象由廠站內相對集中的設備擴充到饋線、配電站等分散的配網設備。SCADA系統和AM/FM/GIS或其他系統通過交換實時數據進行集成。在緊密集成方式下，SCADA系統與AM/FM/GIS系統是一個整體。SCADA系統只提供基本的數據采集和監控服務，即不維護運行畫面，也不對網絡建模，只是作為后臺系統向AM/FM/GIS系統提供實時數據，同時接受AM/FM/GIS系統的命令進行遙控操作。傳統的SCADA(調度自動化中的應用)比如圖形、報表、曲線、告警等表示層的應用都集成在AM/FM/GIS系統中。

配網SCADA和AM/FM/GIS系統可以獨立運行，因此SCADA和AM/FM/GIS不但有自己的數據庫，還有各自的圖形系統。為實現無縫集成，從程序設計角度考慮，SCADA和AMIFMIGIS應提供組件化的實時畫面瀏覽控件，這樣SCADA和AM/FM/GIS都能很方便地集成對方的圖形系統。對于SCADA，還必須提供實時數據接口控件和實時數據檢索控件，從而使AM/FM/GIS能方便地利用SCADA的實時數據實現自己的各種功能。

4 結語

傳統的電網設備功能單一，不能從系統運行全局進行優化分析，互相之間無法協調配合，更無法作出超前判斷采取預防性措施。而電網調度自動化系統則有一套可靠的通信系統，是在對全系統運行信息進行采集分析的科學基礎上，由計算機監控作出縱觀全局的明智判斷和控制決策。發展完善電網調度自動化系統，不僅是實現“一強三優”科學發展戰略的現實需求，同時也是為了滿足市場環境多變這個“大勢”所趨。

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