電力調度自動化技術應用與管理

□高 增

電網調度自動化系統是以數據采集和監控系統為技術手段的管理系統，隨時監視系統的運行情況，并對系統做出評價。在系統出現故障時，調度人員就會根據相應的警示信號，采取調整負荷、改變運行方式等措施，盡量使系統恢復正常。在緊急狀態下，如果不及時采取適當的控制措施，就會失去穩定進而分解成幾個系統，此時就會出現用戶大面積的停電和許多發電機組的緊急停機。在這個過程中，調度自動化系統也是調度人員恢復系統運行的重要手段。

1 電力調度自動化技術的發展

在20世紀80年代中期，全世界已裝備了200多個電網調度監控中心，普遍實現了數據采集與監控系統，有的還實現了自動發電控制和經濟調度控制，大大提高了電網調度自動化水平。我國從80年代開始，抓緊對調度自動化的研究與應用工作，在一些網調、省調及地區調度陸續引進并研制、使用了現代化在線計算技術裝備及相應的調度自動化管理設施，對電網實現實時監控和經濟調度，取得了初步經驗和效益，為其推廣使用打下了基礎。具體可劃分為三個階段：1）早期的遠動技術。早期依靠電話來進行調度指揮，但這顯然是無法滿足實時性的要求，此時遠動技術得到發展。在上世紀60年代我國研制了SZY系列和WYZ系列的遠動裝置。隨著科學技術的發展，遠動技術設備無論體積還是可靠性上，都取得明顯的進步。2）調度自動化系統。上個世紀80年代計算機技術廣泛應用，遠動技術有了突破性進展，體積更小且可靠性更高。微機用于遠動終端上，使許多不易實現的功能得到迎刃而解，如四大電網調度自動化系統的引進，大大提高了調度自動化系統的普及和應用水平。3）開放式調度自動化系統。90年代各大廠商紛紛推出開放式調度自動化系統，該系統由若干個子系統組成，且采用互為備用方式，雙網結構連接，進一步提高了系統可靠性。主站計算機系統向著標準化靠攏，人機界面和通信標準支持多個廠商設備，兼容性和擴展性大大提高。這個時期，各大廠商的自動化系統應用于地區和縣級電網中，極大地提高了電網調度自動化系統的應用水平。

2 現有電力調度自動化系統的局限性

電力系統的高效、安全運行是每一位電力員工期望的。但現有的能量管理系統比較傳統，僅具有電網安全和經濟運行的分析功能，也就是一些較常規的功能，這些功能主要有如狀態估計、外部等值、負荷預報等，可以看出現有的能量系統實際上主要是實現監視和分析的功能，并沒有對電網運行進行實時調控，具體的調控工作還需要專門的調度人員來完成。人工的完成效率較低且容易出錯，所以無法實現安全、優質和經濟的三個重要目標。除此之外，能量管理系統(EMS)還有很多沒有克服的難題：1）EMS系統計算速度有很大限制。從理論上講，電網有功和無功的協同控制，將實現最最優潮流的在線運行，但EMS系統計算速度遠達不到要求，無法進行最優潮流計算。2）電網是由不同的分級分層結構組成的，分級分層結構之間的交互性決定了電網的運行效率。而EMS系統目前仍無法實現電網模型的交互。

3 新型電力調度自動化關鍵技術

3.1 電力系統混成控制技術

電力混成思想為：對一切不符合要求的狀態進行分類定義，每一個分類都是一個事件，通過系統控制解決事件問題，從而使系統保持無事件狀態。無事件狀態是電網穩定運行的關鍵，其穩定性和經濟性都是趨優的。基于這一思想，建立先進的自動化控制技術，就會自動解決電網中存在的不合理、不滿意的問題，進而保證電網的安全性、穩定性和經濟運行水平，這也是電力工作者孜孜不倦追求的目標。

3.2 實現電網目標趨優運行

AEMS系統是一個先進的自動化管理系統，在一般情況下事件分析和事件處理可以保證電網的運行趨優閉環控制。不過為了讓調度人員有更多的“知情度”和“掌控權”，在AEMS里設置了一個調度員決策功能，其作用是：1）盡可能將系統狀態以可視化形式展示給調度人員，具有人性化的界面，讓調度人員能夠很直觀地了解系統的運行狀況。2）便于調度員進行運行時的調度決策和維護時的配置管理。

3.3 動態SCADA系統

電力系統是一個動態的系統，每時每刻都在發生著變化，所以電網系統管理必須是動態的。目前，SCADA系統可4-8s獲得一次RTU等設備的動態數據，而這個時間間隔內是無法獲取動態信息的，稱為系統斷面。這是由系統自身限制決定的，無法改變。PMU等量測設備可達到0.02s獲得一次系統動態數據，但鑒于其價格較昂貴且安裝數量少，無法普及使用，同時該設備與SCADA系統無法兼容。隨著新型電網的形成，風能、太陽能將大量接入其中，這就需要我們不斷進行技術革新，研究更新的智能電網基礎量測系統，從而解決系統斷面過大的問題。

[1]鄭云峰.論電力調度自動化系統及其發展趨勢[J].經營管理者,2011(03)

[2]王宏生.淺談電力系統調度自動化[J].中國電力教育,2011(06)