現(xiàn)代技術(shù)在電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行中的應(yīng)用

宋士強(qiáng)

[摘 要]本文通過論述現(xiàn)代技術(shù)在在電力調(diào)度運(yùn)行中的實(shí)際運(yùn)用，說明了現(xiàn)代高科技技術(shù)已經(jīng)成為電力系統(tǒng)安全和經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行的保障，在電力調(diào)度中起主導(dǎo)作用。

[關(guān)鍵詞]計(jì)算機(jī) 雷電定位 電力電子 調(diào)度運(yùn)行

中圖分類號：P558 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）07-0265-01

引言

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)隨著時代的發(fā)展得到高速的發(fā)展，電力系統(tǒng)對于我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展影響重大，所以對于在電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行中通過應(yīng)用新技術(shù)，加強(qiáng)對電力系統(tǒng)的管理與調(diào)度控制至關(guān)重要，就當(dāng)前我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r而言，先進(jìn)的現(xiàn)代科技正逐步成為電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)、安全與可靠運(yùn)行的有力保障，并且在電力調(diào)度過程中起著至關(guān)重要的作用。

1 變電站綜合自動化技術(shù)的應(yīng)用

1.1 變電站綜合自動化技術(shù)簡介

變電站綜合自動化是近年來發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)，目前已在全國電網(wǎng)得到普遍應(yīng)用。變電站綜合自動化技術(shù)以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，以數(shù)據(jù)通信為手段，以信息共享為目標(biāo)。它可以實(shí)現(xiàn)如下功能：保護(hù)和重合閘、四遙、電度采集、五防、故障錄波，而且還可以實(shí)現(xiàn)專家系統(tǒng)。它的發(fā)展大致經(jīng)歷了全集中式階段、大RTU階段、分層分布式階段。

1.2 分層分布式綜合自動化系統(tǒng)的特點(diǎn)

現(xiàn)在所采用的大多是分層分布式綜合自動化系統(tǒng)。它是以新型的面向間隔的設(shè)計(jì)代替了傳統(tǒng)的面向功能的設(shè)計(jì)，將數(shù)據(jù)采集裝置安裝在開關(guān)設(shè)備上或離開關(guān)設(shè)備較近的地方，再通過專用的通訊網(wǎng)相連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控機(jī)和調(diào)度主站，在整個變電站和調(diào)度主站的層面上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。這樣就大大減少了二次系統(tǒng)及控制信號屏的設(shè)置，系統(tǒng)具備實(shí)時性、可靠性，靈活性的特征，可以在很大程度上提高自動化水平和調(diào)度管理水平。

1.3 對調(diào)度運(yùn)行工作的要求

正是由于變電站綜合自動化系統(tǒng)具有上述特點(diǎn)，近些年來才被大量地應(yīng)用于電力生產(chǎn)中，這給調(diào)度指揮工作提供了強(qiáng)有力的支持，同時也對調(diào)度運(yùn)行工作人員提出了新的要求，在主設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)視、調(diào)整操作、保護(hù)投停、事故處理等方面為調(diào)度指揮提供了極大的方便，成為調(diào)度員必須掌握和研究的新課題。

2 雷電定位技術(shù)的應(yīng)用

2.1 雷電定位技術(shù)原理

雷擊是雷雨季節(jié)導(dǎo)致線路跳閘的主要原因，對電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行影響較大。雷電定位系統(tǒng)是基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的大面積、全自動、實(shí)時監(jiān)測雷電活動的計(jì)算機(jī)在線系統(tǒng)，是電力系統(tǒng)為減少雷擊故障導(dǎo)致停電損失的最有效的工具。目前雷電定位探測采用定向定位與時差定位技術(shù)。當(dāng)有兩個及以上的探測站根據(jù)接收到的雷電電磁信號測定雷電方位角后，就可以根據(jù)三角定位原理計(jì)算出雷擊點(diǎn)的位置。該技術(shù)原理清晰，方法簡單，且在多站系統(tǒng)中幾乎不存在探測死區(qū)。時差定位方法測定雷電電磁信號到達(dá)各探測站的時刻，根據(jù)時間差來計(jì)算雷擊位置，周圍環(huán)境對結(jié)果影響不大，誤差較小。綜合雷電定位技術(shù)利用“定向”+“時差”兩種方法結(jié)合，使分析結(jié)果更加準(zhǔn)確，定位精度更高。

2.2 雷電定位系統(tǒng)的構(gòu)成

雷電定位系統(tǒng)主要包括雷電探測、定位計(jì)算和雷電信息服務(wù)三部分。包括遍布全省的多個探測站、設(shè)在省調(diào)的中心站、多個用戶終端和通訊網(wǎng)絡(luò)。其中雷電探測、定位計(jì)算部分要求具有較高的精度和效率，而信息服務(wù)部分則要求將全省范圍的落雷信息實(shí)時接收、存儲、分析、判斷，配合地理信息系統(tǒng)GIS中的電子地圖，能在線路雷擊跳閘后盡快查出線路遭受雷擊的故障桿塔號。

2.3 雷電定位系統(tǒng)在調(diào)度運(yùn)行中的應(yīng)用

測定雷擊的位置，這是該系統(tǒng)在電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行中最直接的應(yīng)用。以往每當(dāng)輸電線路發(fā)生雷擊跳閘，調(diào)度需要通知有關(guān)單位出動大批巡線人員，僅能根據(jù)繼電保護(hù)裝置給出的測距結(jié)果，沿線路逐級桿塔尋找故障點(diǎn)，費(fèi)時費(fèi)力，效率很低。連帶還會造成延誤恢復(fù)送電、聯(lián)絡(luò)線功率超限、電網(wǎng)安全穩(wěn)定水平下降等嚴(yán)重后果。通過利用雷電定位系統(tǒng)，在線路發(fā)生雷擊跳閘后，調(diào)度運(yùn)行值班人員只需提供跳閘精確時間，線路巡視人員根據(jù)定位系統(tǒng)查詢該時刻發(fā)生落雷的具體區(qū)域，再結(jié)合GIS系統(tǒng)電子接線圖和保護(hù)測距數(shù)據(jù)直接查找最有可能發(fā)生雷擊的桿塔位置，有的放矢，能夠在最短的時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，及時恢復(fù)正常供電，同時可以大大減輕線路工作人員的勞動強(qiáng)度。在電網(wǎng)的調(diào)度運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)中，往往將發(fā)生在雷雨天氣而又未能查找到明確故障點(diǎn)的線路跳閘原因歸結(jié)為雷擊故障，這就影響到對真正事故原因的查找，留下了再次發(fā)生事故的隱患，如果能參照雷電定位系統(tǒng)則對此類事故的判定就有了依據(jù)。另外通過雷電定位系統(tǒng)接收的雷電信息和數(shù)據(jù)分析，調(diào)度員可以判斷雷電發(fā)生的準(zhǔn)確地點(diǎn)、雷電強(qiáng)度及走向趨勢，根據(jù)情況及時調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行方式，降低電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險，避免電網(wǎng)遭受雷擊導(dǎo)致的不必要的經(jīng)濟(jì)損失和電網(wǎng)事故，保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3 計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

3.1 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)的實(shí)時數(shù)據(jù)庫部分包括實(shí)時數(shù)據(jù)庫和實(shí)時關(guān)系庫兩個部分。實(shí)時數(shù)據(jù)庫記錄調(diào)度員在調(diào)度操作工作中需記錄的各種數(shù)據(jù)。實(shí)時關(guān)系庫則根據(jù)各項(xiàng)業(yè)務(wù)的計(jì)算公式和計(jì)算關(guān)系，將計(jì)算所需的各種分量，從分量所在的子系統(tǒng)提取出來，將各層分量關(guān)系歸納總結(jié)，形成計(jì)算關(guān)系數(shù)據(jù)庫。

3.2 數(shù)據(jù)庫運(yùn)行

數(shù)據(jù)庫針對調(diào)度員編制，以MSEXCEL為界面和VB為內(nèi)核，主要實(shí)現(xiàn)操作票計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)生成和數(shù)據(jù)存儲功能。調(diào)度員可利用該庫提供的權(quán)限和存檔操作票調(diào)用功能，在已有操作票基礎(chǔ)上進(jìn)行修改和組合，進(jìn)而生成所需操作票，并利用計(jì)算機(jī)打印，避免了手工開票的諸多不便和人為錯誤因素，大大提高了操作票擬寫質(zhì)量和效率，減少了錯票率和廢票率。同時該程序也為調(diào)度員提供了操作票庫，存儲了大量的原始操作票，既方便了統(tǒng)計(jì)和查詢，也可方便維護(hù)人員在方式變化的情況下，對典型操作票進(jìn)行修改。確保了調(diào)度自動化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)的不間斷實(shí)時數(shù)據(jù)流的傳輸，保證了調(diào)度員對分站實(shí)時數(shù)據(jù)的監(jiān)控，使電力調(diào)度自動化系統(tǒng)運(yùn)行更加可靠。同時數(shù)據(jù)庫運(yùn)行中必須考慮如下調(diào)度運(yùn)行分析計(jì)算特點(diǎn)：（1）滿足計(jì)算的實(shí)時性要求；（2）實(shí)時數(shù)據(jù)庫，采用TCP/IP同步和啟停切換同步實(shí)體這兩種同步方法實(shí)現(xiàn)主備數(shù)據(jù)的同步問題；（3）考慮實(shí)時計(jì)算后每天累計(jì)數(shù)據(jù)的歸零問題；（4）考慮計(jì)算周期、公式、考核標(biāo)準(zhǔn)的用戶自定義性；（5）考慮計(jì)算結(jié)果的可核實(shí)核查性和各用戶的考核辦法、標(biāo)準(zhǔn)和報表的多樣性；（6）考慮考核業(yè)務(wù)的無限可擴(kuò)展性。

3.3 調(diào)度EMS高級應(yīng)用軟件的應(yīng)用

安裝EMS高級應(yīng)用軟件進(jìn)行“狀態(tài)估計(jì)與在線潮流計(jì)算”，該程序的初始狀態(tài)為電力系統(tǒng)實(shí)時運(yùn)行方式，只要狀態(tài)估計(jì)提供的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湔_，其潮流是和實(shí)際潮流相符合的。對電力系統(tǒng)調(diào)度員來說，以往要進(jìn)行潮流估計(jì)工作必須憑借調(diào)度經(jīng)驗(yàn)，容易造成誤差，而潮流計(jì)算提供了現(xiàn)行運(yùn)行方式下電力系統(tǒng)任何故障對潮流數(shù)據(jù)的影響，這對于調(diào)度人員反事故水平的提高有極大的幫助。目前調(diào)度人員主要利用該程序進(jìn)行日常潮流演算、事故預(yù)想和操作前潮流估計(jì)。具體程序如下：（1）通過日常潮流演算熟悉系統(tǒng)結(jié)線方式及正常潮流，并加強(qiáng)對系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)的管控。（2）在一些電力系統(tǒng)大型操作前和系統(tǒng)特殊結(jié)線情況下進(jìn)行事故預(yù)測，并通過該程序?yàn)檎{(diào)度操作人員的方式安排提供潮流補(bǔ)充，把事故損失減小到最低程度，同時有效加快事故處理速度。（3）在進(jìn)行電力系統(tǒng)合解環(huán)等特殊操作前使調(diào)度人員進(jìn)行操作風(fēng)險評估，以選擇最佳時機(jī)進(jìn)行操作。潮流計(jì)算程序?yàn)檎{(diào)度人員的運(yùn)行操作提供的潮流依據(jù)，使調(diào)度人員進(jìn)行操作風(fēng)險評估成為可能。

結(jié)語

本文所述的幾種現(xiàn)代電力技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于我國的電力生產(chǎn)中，并且極大地促進(jìn)著電力系統(tǒng)的發(fā)展，我們要繼續(xù)探索現(xiàn)代技術(shù)在電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行中的應(yīng)用，爭取發(fā)揮出更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

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