電網調度自動化系統控制技術及應用探討

摘 要：伴隨信息時代的來臨，各種自動化系統被廣泛應用在各個領域內，促使智能化、自動化、一體化成為現代生產管理的代名詞。其中，電網調度自動化系統作為現代發電廠不可缺少的一項重要工具，在電網調度、電能傳輸等各方面發揮著重要的作用。文章根據對電網調度自動化系統控制關鍵技術的詳細介紹，根據對其在電廠實際中具體應用的分析，旨在進一步推動電網調度自動化系統技術水平的提升。

關鍵詞：電網調度自動化系統；控制技術；應用

引言

近幾年來，網絡技術、面向對象技術、通信技術、數據庫技術及軟件技術等各種信息技術發展迅猛。在此背景下，集生產、傳輸、調配、消費于一體的電網調度自動化系統以其高開放性、可擴展性與可移植性而在各大發電廠中得到了良好的應用，為電網調度的實施監控與管理帶來了巨大的便利。研究電網調度自動化系統中的控制技術與應用是促進該系統不斷完善的必要條件，對電網發展具有重要的意義。

1 電網調度自動化系統控制關鍵技術

1.1 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。可視化技術在電網調度自動化系統中的應用是多方面的，如暫態穩定安全域可視化技術、電壓穩定可視化技術、負荷預測可視化技術等等。這些方面利用可視化技術可以使系統調度運行更加滿足人員監控的實際需要，是電網調度自動化系統擁有的一項重要控制技術。

1.2 EMS技術

隨著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。

1.3 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。

1.4 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。

2 電網調度自動化系統在電廠中的應用

2.1 某電廠電網調度自動化系統現狀

電網調度自動化系統，是指為電網調度運行直接提供數據采集與監控服務的一種控制系統。根據對某發電廠現行電網調度自動化系統運行狀況的分析與總結發現，該系統當前存在較多問題丞待解決，包括無法遠程監控、信息較為繁瑣等。這就需要采用先進技術對電網調度自動化系統進行改造與升級，并且改造升級后的系統應具備安全可靠、系統容量大、智能化與一體化要求。

2.2 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：首先，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。其次，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。考慮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。

3 結束語

綜上所述，通信技術、網絡技術、可視化技術、Internet技術等作為電網調度自動化系統實現與應用的基礎，不僅大大改善與提升了系統整體性能，擴展與強化了系統功能，而且有效推動了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。

參考文獻

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