電網調度自動化應用與優化

廣西電網有限責任公司賀州供電局 羅騰鴻

電網調度自動化應用與優化

廣西電網有限責任公司賀州供電局 羅騰鴻

隨著中國經濟快速有效持續的發展，一些大中型城市的用電量也逐步攀升，傳統的電網模式已經難以滿足目前的生產生活的需要，必須將電網發展成為輸電，變電等多種混合一體的完整功能和用途綜合能力做出相應的提高以達到需求。隨著電網的不斷發展，一定程度上也刺激了電網自動化的發展，引進新的管理理念，建設科技技術含量更高的設備，改進功能實用性的電網調度自動化系統，不僅對人們的生產生活有著很重要的意義，同時也會在一定程度上促進經濟的快速發展提供有力的條件。

電網；調度自動化；應用；優化

引言

國內的電網自動化建設比較緩慢，從最初的相對簡單的微機管理發展到使用多個變電站相對獨立工作自動化系統和電網調度自動化系統，尤其是最近幾年科學技術的不斷革新和發展，同時也促進帶動電網調度自動化數據處理，傳輸技術，采集技術等不同的技術達到了一個全新的領域。

一、調度自動化系統基礎解析

調度自動化系統是為電網的正常運行提供數據采集及電網正常運行數據監控服務，能夠有效地實現對各級電網運行人員的有效支撐，為運行人員正確操作提供支持，實現電網運行人員的有效決策，確保整個電力系統操作正常。調度自動化系統是整個電網的焦點，自動化系統的結構主要有調控中心、主站、站端以及信息通道傳輸等部分組成。依據整個調度自動化系統信息傳輸功能的分歧，將調度自動化系統分為采集子體系、傳輸子體系、人機聯系子體系及信息處理子體系等多個體系。

二、電網調度自動化系統的基本應用剖析

1.SCADA系統的應用功能

SCADA系統主要是在統一的支撐平臺下電網調度自動化系統的一個具體應用，也是EMS系統中最為基本的一個應用，其主要實現了對電網高性能、實時的數據監控功能。電網調度自動化系統，能夠完成電網電壓等級的設定、調度口令命令以及系統工作站的安全管理等功能。電網中任何對設備的操作都能準確在SCADA系統中進行記錄，并且能夠將記錄進行打印。在對電網任何設備進行操作前系統都會進行安全性和相關命令口令的檢查，這樣就能夠實現數據處理和調節，并能夠實現網絡拓撲和事故追憶等功能。通過SCADA系統還能夠對電網實現“四遙”功能，其主要依靠在各個變電站和發電廠中所放置的RTU和監控設備完成。在調度主站端的SCADA系統能夠完成對數據通道相關數據的收集，實現RTU或電網電氣量信息的查看，并利用主站端的SCADA功能實現對整個電廠及變電站進行數據控制。站端的綜自設備能夠實現對主站命令的有效接收，并結合自身的功能來完成站端設備的控制。

2.AVC系統的應用功能

（1）全網無功優化

當地區電網內各級變電站電壓處在合格范圍內時，控制本級電網內無功功率流向合理，達到無功功率分層就地平衡,提高受電功率因數。同電壓等級同變電站不同容量電容器組根據計算決策誰優先投入，不同變電站電容器組根據計算決策誰優先投入。

（2）全網電壓調節

當無功功率流向合理，某變電站10kV側母線電壓超上限或下限運行，處在不合理范圍時，分析同電源、同電壓等級變電站和上級變電站電壓情況，決定是調節本變電站有載主變分接開關還是調節上級電源變電站有載主變分接開關，做到多級電壓協調控制，達到以最少的分接開關動作次數，使最大范圍的電壓合格，避免了多個變電站間頻繁調節主變分接開關引起的電壓調節振蕩。

（3）無功電壓綜合控制

當變電站10kV母線電壓超上限時，先降低主變分接開關檔位，如達不到要求，再切除電容器；當變電站10kV母線電壓超下限時，先投入電容器，達不到要求時，再提高主變分接開關檔位，盡可能提高電容器投入利用率。如果本級變電站無調節手段，則考慮調節上級變電站設備。

（4）安全控制策略

每個設備可以單獨設置動作間隔時限，通過潮流計算和靈敏度矩陣計算來對設備動作進行可靠預算；建立了較完善的動作閉鎖機制防止系統誤發令，并可以過濾掉尖峰脈沖數據等干擾數據。

3.PAS高級軟件應用功能

PAS高級軟件主要能夠實現對電網經濟運行情況的監視，并能夠提供預防、優化和對電網緊急情況下的控制功能，對整個電網的功能進行有效分析，主要實現以下功能：

（1）電網網絡的拓撲

電網網絡的拓撲對整個電網絡分析具有重要作用，通過對網絡拓撲模型的有效分析能夠確保各種軟件的正確應用。

（2）電網狀態的正確估計

電網狀態的估計能夠實現對信息模塊的重建，尤其是以EMS相關分析軟件為基礎的。

（3）調度員潮流分析

調度員潮流分析也許可以實現電網調度結果的良好的解析，調度員可以利用該系統實現假象條件下的網絡運行狀態的有效模仿，這種模擬實現調度方式計劃的實施。

（4）安全分析

經過國家安全系統的分析和評估，可以保證電網的安全并且對突發時件及時處理。

三、電網調度自動化系統高端功效優化剖析

1.DTS高級應用功能

電網調度自動化系統作為一套仿真系統，能夠實現電力系統實際數學模型的分析和建立，對調度操作及各種故障的情況進行再現，并將這些信息發送到電力調控中心的主站內，為調度員進行模擬提供絕對逼真的環境，進而達到在不影響實際情況的前提下使調度員產生身臨其境的感覺。

（1）仿真子系統能夠實現對電網真實情況的全面虛擬實踐，其主要包括一次系統的模仿和二次安全自動裝置的模仿，還可以實現電網調度數據的及時采集。

（2）EMS仿真子系統能夠有效實現數據采集的有效處理和控制，確保仿真數據與真實電網的一致性，調度自動化學員可以通過EMS完成相關應用軟件功能。

（3）電力系統中的調度員培訓仿真問題，包括仿真系統的斷面分析、供給對教案工具的管理和DTS系統的保護。

2.潮流計算高級功效運用

電網調度自動化系統中潮流計算是起一個較為主要的高級應用功能，通過潮流計算能夠實現電網的正常穩定運行，并給出在當時運行條件下的潮流計算結果，最后再通過改變運行條件的方式對電網調度中的潮流計算進行有效分析，保證在各種運行條件及方式下電網潮流均能夠正確、精準的進行核對、校正。不僅如此，潮流計算功能還能夠在網絡解列狀態下對各類網絡潮流進行計算，確保在調節電機復核的過程中起功率缺額能夠達到一定標準，從而使得相關機組能夠實現有效的調控，最后利用系統圖將網絡潮流計算結果加以展示。此外，在條件允許的情況下，還可以通過設置相關報警、越限的范式將元件以變色形式予以展示，從而提醒電網運行人員何種電力元件正處于危險運行的狀態。

圖1 潮流計算示意圖

3.短路電流計算高級應用功能

眾所周知，電力系統通常都具有短路電流計算這一高級應用功能，它能夠有效實現電力設備等值阻抗、阻抗核對、校正及其在各類運行條件下短路電流的計算、統計功能。不僅如此，通過短路電流計算還能夠同給定的參考數值進行比對，在不同的區間內能夠對電力設備阻抗進行針對性修正、修復措施，從而確保計算結果的精準性。

圖2 短路時電流分布

四、結語

總而言之，隨著我國社會經濟的迅速發展，我國電力事業取得了極大的成就與進步。電網新技術的廣泛使用，我國電網調度自動化系統也逐漸實現了各類高級功能的應用。但從整體上來看，我國電網調度自動化系統已經朝著數字化、系統化、智能化與網絡化的趨勢發展，功能將越來越完善、效率與質量越來越高，這對于確保電網高效、正常運行無疑具有極為重要的作用。

[1]李俊偉.EMS調度自動化系統在地區電網中安全調度應用的探討[J].黑龍江科技信息,2010(35).

[2]曾俊欽.論分布式電網調度運行管理系統[J].電源技術應用,2013(03).