電網調度自動化系統控制技術及應用探討

黃傳炳

（貴州電網有限責任公司貴安供電局）

電網調度自動化系統控制技術及應用探討

黃傳炳

（貴州電網有限責任公司貴安供電局）

電網調度自動化系統對電網運營的經濟性、供電效率和安全性等方面具有直接影響作用。當前，我國電網調度自動化系統已實現了初級階段的發展，電網調度運行的管理水平實現了較大程度的提高，同時，還為電力系統的未來發展奠定了基礎?；诖?，本文主要對電網調度自動化系統控制技術以及其應用進行探討。

電網調度；自動化系統；控制技術；應用探討

1 引言

電力系統的安全、穩定的運行很大程度上取決于電網調度自動化系統的運行，并且電網調度自動化的安全運行能夠有效實現電力資源的優化配置，尤其在電力體制不斷改革，信息化網絡技術日益發達的時代背景下，對于電網調度自動化系統的要求也逐漸提高，以便其能夠與我國電力市場不斷發展的需求相滿足。

2 電網調度自動化系統的現實需求

2.1 統一性

現代化程度越來越高，電力系統發展也逐漸完善，在日后的發展過程中，要對統一性的原理予以更多的關注，并將分析功能和監控功能有效的結合在一起，從而對電力調度的靜態協調工作起到完善的作用。在社會環境逐漸穩定的情況下，為了確保電網調度能夠更順暢的運行，則需要有效的連接好輸電與配電網絡，確保電力系統能夠運行的更加安全。

2.2 容量大

電網調度自動化系統在實際發展過程中面臨的最為主要的一個問題就是容量大的問題，就電網調度自動化的整體特征而言，大容量的電能能夠符合人們生產生活的需要，特別是電網規模日益擴大的背景下，電網的數據越來越多，數據處理功能的發展也迫使電網調度自動化系統必須加大自身容量，確保所有工作正常進行。

2.3 綜合性

電網規模越來越大，電力系統中各項動態行為的變化也越來越快，且更加復雜，為了能夠對動態行為進行全面的掌握，確保電力系統能夠正常的運行，則需要對保護控制進行深入的強化。電網調度自動化系統能夠有效對電力需求進行分析和控制，其綜合性的要求較高，為此，要在固有監視分析的基礎上，充分實現保護與安全協調。

3 電網調度自動化系統控制關鍵技術

3.1 可視化技術

根據現代電網建設與運行需滿足的高可靠性、安全性要求，以及人們對電網服務提出的新要求，發展與應用可視化的在線監控軟件平臺已成為調度員工作中的迫切需求。在發展日益成熟的電網安全分析技術與計算機技術共同推動作用下，電網調度自動化系統開始引入可視化技術，可視化技術通過借助先進的顯示技術、圖形圖像處理技術將傳統以表格、數字方式表達為主的離線信息轉化為以圖形為主的信息，從而便于系統調度員對電網實施調度情況進行分析與掌握。

3.2 EMS技術

電力市場的快速發展與電網技術水平的不斷提升，電力市場的交易與安全分析一體化技術（EMS）作為電力市場支持系統的一個重要組成部分，不僅承擔著電網數據采集、電網調度運行狀態的監視與控制工作，而且更多的承擔著電力市場交易與安全分析任務。因此，EMS一體化技術在電網調度自動化系統中的應用，有利于傳統工作領域的改變，因為它要求將系統眾多EMS應用軟件分析技術與接口進行重新設計，以使各應用軟件與應用接口之間在形成統一的基礎上又能相互獨立執行，從而獲得更佳的監控效果。根據發電廠電網調度自動化系統工作屬性與特點分析可知，EMS技術是為電網調度自動化系統提供安全經濟、穩定可靠電力市場的技術基礎。其在電力調度自動化系統中的主要作用如圖1。

3.3 Internet技術

電網調度自動化系統引入Internet信息服務技術，不但能夠為系統的遠程維護提供全新手段與方法，而且還能夠有效的將傳統電網參數、SCADA實時數據的瀏覽擴展到EMS應用功能、擴展到AGC功能等的瀏覽上，從而在提高EMS應用軟件實用化水平的同時，擴展EMS系統的對外窗口，提高EMS系統的整體服務水平，進而提高電網調度自動化系統信息化程度。此外，伴隨計算機網絡帶寬的逐漸增加與網速的逐漸提升，網上遠程控制系統將會得到進一步的發展與應用，這意味著未來Internet技術將會為電網調度自動化系統提供更多、更全面的信息服務。

圖1 EMS技術電力調度自動化系統中的主要作用

3.4 公用信息模型（CIM）

CIM定義為提供用于電、水、氣工業的生產、傳輸、分配、市場和零售系統相互操作和應用的標準對象。在電力行業中，CIM對電力工業的標準對象模型進行了定義，并且有效的對電力系統的數據工程、規劃、管理、運行和商務等應用的開發和集成，為電力對象以及關系的標準進行了描述。CCAPI的CIM部分提交給IEC形成了IEC61970的三個部分。在IEC61970中，CIM用統一建模語言（UML）描述，對象用公共類、屬性及對象間的關系來描述，對象之間的靜態關系有：聚集、歸一化和關聯。為方便起見，CIM被劃分為許多子系統或包，包括：核心包、拓撲包、電網包、保護包、量測包、負荷模型包、發電包、域包、能量計劃包、備用包、資產包和SCADA包等。

3.5 中間件技術

應用中間件技術可以有效提高發電廠對電網調度自動化系統的開放性、高可靠性、易擴展性、跨平臺性等要求。以消息中間件為例，該技術在電網調度自動化系統中的應用主要包含兩方面：對等式結構設計與跨平臺。利用中間件設計的對等式結構，其各節點之間存在對等關系，且不存在依賴關系和從屬關系，也沒有獨立的消息服務端，它既支持一個節點在電網調度自動化系統中的動態加入或退出，也支持多個節點的動態加入和退出。最重要的是，在應用消息中間件技術的情況下，若任意一個節點或多個節點發生故障或以正常方式停機時，其他節點之間的相互通信不會受到任何影響，即通信可以正常進行。這主要是因為在網絡通信層上不同態之間的消息被隔離開來，從而可以使不同態之間消息無法進行相互通信。通常，電網調度自動化系統中的中間件技術工作在局域網應用層，可以實現完全自主式開發與實現，而應用軟件編寫所需編程語言可以選用C++或C語言，它不依賴于操作系統外的第三方軟件，符合IEEE標準，可以安全穩定的運行于Windows、Linux、IBM等多種操作系統之上，并且在同一操作系統平臺中，即使安裝有其他操作系統，節點之間的通信仍能夠正常進行，即實現跨平臺傳輸。

4 電網調度自動化系統在電廠中的應用

4.1 電廠電網調度自動化系統現狀

電網調度自動化系統為一種控制系統，其主要能夠直接為電網調度提供數據采集以及監控服務?，F階段，全國有32個網省（市、區）調，240個地調和500多個縣調中都已經配備了計算機的監控系統。而國調、網調、省調的自動化系統已達100%，地調自動化系統已裝備90%，縣調自動化系統已裝備35%。29個網省局、170個地區供電局、110個縣電業局的調度自動化系統的安全監視功能（SCADA）通過了實用化驗收。并以此為基礎在能量管理系統（EMS）、配電管理系統（DMS）以及在具有自主版權的支持軟件平臺和高級應用軟件開發和工程化應用方面，進行了卓有成效的工作，取得了很大進展，有些成果達到國外同類產品的先進水平。電網調度自動化系統的設備構成如圖2所示。

圖2 電網調度自動化系統的設備構成

4.2 電網調度自動化系統改造升級

在電網調度工作中，調度、監控與運維是三個最為重要的部分。為提高系統工作性能與運行合理性，需要對該電廠調度工作相關部門進行調整：①調度班負責110kV和220kV變電站以及地方電廠的調度運行，負責電網電能分配，實行24小時全天候輪崗機制，并將整個電網電壓等級各項信息顯示在系統界面上。②監控班負責變電站的監視與遠程操控，工作與調度班同步進行。運維站負責對各個變電站及電網調度自動化系統進行維護。具體改造升級方案如下：

綜合應用遙感技術與可視化技術?？紤]到該發電廠現行電網調度自動化系統仍處于傳統的遙感狀態，已無法滿足電網運行與維護要求，因此必須應用遙感技術與可視化技術，使系統在實現遠程運維的同時，使信息實現可視化。遙視功能的實現主要借助網絡技術、計算機技術、圖形圖像處理技術等來完成，主要分為調度中心控制站、運維站與變電站終端站三大部分，數據通過變電站終端傳輸至運維站和中心站，再利用通信網絡對數據進行處理與分析，并且采用分布式存儲方式可以有效提高系統的可靠性。在視頻系統中，采用分布式結構，中心站主要負責對遠程監控現場的實時瀏覽與各種信息的及時采集和處理；運維站通過遙視功能實現對電網調度自動化系統的遠程操控與瀏覽；變電站終端站主要為系統可視化功能的實現提供所需設備、環境數據與圖形信息。

此外，為彌補原系統缺乏命名功能缺陷，提高系統命名工作效率，減少電網安全隱患，該電廠在原有電網調度自動化系統的基礎上引入了一套智能辨別系統，智能辨別功能的增加可以有效解決以往新線路的命名問題，大大提高系統工作效率。經改造升級后，該電廠電網調度自動化系統在可靠性、安全性、系統容量、運行效率等各方面均得到了明顯的提升。

5 結語

綜上所述，電網調度自動化系統控制技術能夠有效改善系統的整體性能，并且能夠有效推動電網調度系統應用新技術的出現，如公用信息模塊、中間件技術等。因此，發電廠在應用電網調度自動化系統時，應對其進行不斷的創新，并確保新一代電網調度自動化系統能夠滿足國際標準要求，從而為未來該系統的發展奠定堅實基礎。

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[3]羅成，溫慶亮，陳定科.電網調度自動化系統技術的應用及前景[J].中國新技術新產品，2013（22）：54～55.

TM734

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1004-7344（2016）21-0106-02

2016-7-10

黃傳炳（1982-），男，侗族，貴州黎平人，助理工程師，本科，主要從事電網調度自動化工作。