電網自動化控制的技術關鍵

何新華

（河南省鄲城縣電業局 河南 鄲城 477150）

0 引言

進入21世紀，微電子技術、通信技術和計算機技術迅猛發展，自動化技術也隨著這些技術得到巨大的發展。特別是近幾年，自動化已經成為了熱門話題，電力工業各部門高度重視，以應用到電力系統當中去，并漸漸成為我國電力工業做技術進步的重點方向之一。隨著我國電力工業和電力系統的發展，對變電站的安全、經濟運行要求越來越高，實現變電站綜合自動化，可提高電網的安全、經濟運行水平，減少基建投資，并為推廣變電站無人值班提供了手段；隨著電網復雜程度的增加，各級調度中心要求更多的信息，以便及時掌握電網及變電站的運行情況。同時，為提高變電站的可控性，要求采用更多的遠方集中控制、集中操作和反事故措施等；我們可以利用現代計算機技術、通訊技術等，提供先進的技術裝備，可改變傳統的二次設備模式，實現信息共享，簡化系統，減少電纜，減少占地面積；并且對變電站進行全面的技術改造。推進變電站綜合自動化技術可以輕松實現以上設想，提高變電站工作的效率，所以電站自動化技術得到了日新月異的發展。對于電網調度自動化技術，自動化是相對于整個變電站的二次設備來說的，包括各種微機繼電保護裝置、自動重合閘裝置、低頻自動減負荷裝置、備用電源自投裝置、以及遠動裝置等，它們利用先進的計算機技術、現代電子技術、通信技術和信號處理技術，實現對全變電站的主要設備和輸、配電線路的自動監視、測量、自動控制和微機保護，以及與調度通信等綜合性的自動化系統，它集保護、測量、控制、調節、通信、調度于一體。下面，我們就針對電網自動化技術進行詳細的分析與概括，并對其應用進行概括性的陳述。

1 電網自動化的技術實現

現代電網自動化所涉及的內容范圍比較廣泛，系統比較復雜，實現起來有一定的難度。鑒于此，我們將電網自動化技術的技術實現分為以下幾個步驟和主要內容。

1.1 電網自動化技術中運行監視的實現

為了安全、經濟調度和控制提供依據，必須對電網實現以保證安全運行為中心的運行監視，就是安全監控。安全監控室調度中心掌握電網正常運行工況、異常及事故狀態的重要手段，已確保各個環節滿足有關法規、規程的要求和調度的需求。

網調、省調要監視電網的頻率、電壓、潮流、發電與負荷容量、電量、水情河水位等參數；監視斷路器、隔離開關、帶負荷調壓變壓器調壓分接頭以及發電機組等設備的自動調節裝置的工作位置狀態，主要保護河岸全自動裝置的動作狀態等信息。地、縣調和集控站運行監視的內容相對少一些，但對于大型的地調，所需的信息量仍然較多。運行監視的內容通過屏幕顯示、動態調度模擬屏、打印、拷貝、記錄及繪圖等多種手段。

1.2 電網自動化的經濟調度技術實現

電網經濟調度的目的是，在滿足運行安全和供電質量要求的條件下，合理地利用現有能源和設備，以最少的燃料成本，盡可能提高電網運行的經濟性，同時保證安全發供電。因此，網調和省調要在按規定保證電網的頻率和電壓質量的前提下，使發電煤耗、水耗及網損最小，即發電成本最低，同時又能保證一定的備用容量，因而網調和省調要進行負荷預測，實現經濟負荷與最佳負荷分配，制定發電機華語負荷曲線提供依據；實現水庫經濟調度與最優潮流分配，為在最佳水能水量綜合利用的條件下，使水耗與網損最小。

對于地調，則以實現負荷管理及其經濟分配為基本內容，還要定時進行電壓水平和無功功率分配的優化運算，用以提高電壓質量、降低網損，在尖峰負荷時要平衡饋線負荷以降低線損，在有條件的地區電網內，還要實現降壓變壓器的經濟運行，以實現小型梯級水電廠的經濟運行等內容。經濟調度的各種內容，需要同運行監視、自動控制、安全分析密切結合才能付諸實施。

1.3 電網自動化技術的安全分析

進行安全分析是對電網在正常和異常運行的狀態進行分析及對事故發生前的狀態預測和事故發生后的狀態分析，是保證電網安全穩定運行的重要內容。當電網發生事故后，在實現事故順序記錄、事故追憶等功能的基礎上，通過分析，跟蹤事故的發展、參數的變化，保護和自動裝置及斷路器的動作情況，從而提出事故處理的對策，以達到縮短事故處理時間，防止事故擴大的目的。在地區電網發生事故時，還可以通過對配電網的故障分析和實現在線預操作，及時處理事故，改善地區電網的安全運行水平。此外，通過調度員的培訓模擬，進行事故預想與事故演習，有效地提高調度人員運用調度自動化系統處理事故的臨戰能力。

1.4 自動控制

電網調度自動控制是在運行監視的基礎上，對電網的安全與經濟運行實施調節或控制。控制信號自上而下發送給廠、所或下級調度。這類控制范圍很廣，但主要是對斷路器及其它發送發變電設備，例如，發電機、調相機、帶負荷調壓變壓器、電力補償設備等，通過調度人員實現遙控、遙調或自動實現相應的閉環控制或調節。

2 電網調度自動化系統的作用

電網自動化技術包括遠動裝置和調度主站系統，是用來監控整個電網運行狀態的。為使調度人員統觀全局，運籌全網，有效地指揮電網安全、穩定和經濟運行，實現電網調度自動化已成為調度現代電網的重要手段，其作用主要有以下三個方面：

1）對電網安全運行狀態實現監控。電網正常運行時，通過調度人員監視和控制電網的周波、電壓、潮流、負荷與出力；主設備的位置狀況及水、熱能等方面的工況指標，使之符合規定，保證電能質量和用戶計劃用電、用水和用汽的要求。

2）對電網運行實現經濟調度。在對電網實現安全監控的基礎上，通過調度自動化的手段實現電網的經濟調度，以達到降低損耗、節省能源，多發電、多供電的目的。

3）對電網運行實現安全分析和事故處理。導致電網發生故障或異常運行的因素非常復雜，且過程十分迅速，如不能及時預測、判斷或處理不當，不但可能危及人身和設備安全，甚至會使電網瓦解崩潰，造成大面積停電，給國民經濟帶來嚴重損失。為此，必須增強調度自動化手段，實現電網運行的安全分析，提供事故處理對策和相應的監控手段，防止事故發生以便及時處理事故，避免或減少事故造成的重大損失。

3 總結與展望

隨著技術的發展，電網自動化技術將在電網的智能化上起到越來越重要的作用。為電網更好的服務于生產生活提供技術支持。隨著我家十二五期間對物聯網技術的投入加大，電網自動化技術也將會得到很好的支持并會有很好的發展。針對上述電網自動化實現的幾個基本內容和步驟之間是緊密相關的，不論哪一級調度中心都必須以實現電網的全面運行監視為前提，根據各自的特點和需要，積極充實完善，以達到實現電網自動化調度的目的。從而更好地實現電網的智能化。