基于數(shù)據(jù)倉庫的一體化電力調(diào)度自動化系統(tǒng)分析

陳立貴

摘 要：從電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā)，提出了基于數(shù)據(jù)倉庫的一體化電力調(diào)度自動化系統(tǒng)設計，希望能以數(shù)據(jù)倉庫為紐帶，實現(xiàn)各個應用子系統(tǒng)的相互聯(lián)系，保證良好的系統(tǒng)運行效果。

關鍵詞：數(shù)據(jù)倉庫；一體化；電力調(diào)度；自動化系統(tǒng)

中圖分類號：TM734 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.22.065

電力調(diào)度是指依據(jù)相關現(xiàn)場設備反饋的數(shù)據(jù)信息，結合電網(wǎng)的實際運行參數(shù)，對電網(wǎng)的運行狀態(tài)進行分析和判斷，并利用現(xiàn)代通信技術，指揮現(xiàn)場工作人員或自動化系統(tǒng)進行電力調(diào)度工作。自動化系統(tǒng)的出現(xiàn)極大地推動了電力調(diào)度工作的發(fā)展，也因此受到了相關技術人員的重視和深入研究。

1 電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，隨著計算機技術、網(wǎng)絡技術、現(xiàn)代通信技術等的發(fā)展，從電力市場的商業(yè)化運營需求考慮，電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)得到了飛速發(fā)展，而以數(shù)據(jù)倉庫為依托，實現(xiàn)電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的一體化設計，能加強應用子系統(tǒng)之間的相互聯(lián)系，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高度共享。

就目前而言，在電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中，軟、硬件平臺以及系統(tǒng)實現(xiàn)技術存在著較大的差距，也因此使得不同應用系統(tǒng)之間的軟件互聯(lián)和數(shù)據(jù)共享變得非常困難的，比較常見的解決方法有2種：①結合實際需求，開發(fā)點對點的接口；②實現(xiàn)跨部門、跨系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集。無論采用哪一種方法，都可能會因系統(tǒng)之間的復雜聯(lián)系而產(chǎn)生大量的冗余數(shù)據(jù)，引發(fā)數(shù)據(jù)不一致的問題，進而影響數(shù)據(jù)的共享。而在技術發(fā)展的帶動下，以CIM、CORBA等為基礎的一體化設計開始受到了電力部門的重視，尤其是IEC61970標準的完善，為電力調(diào)度一體化系統(tǒng)的開發(fā)奠定了堅實的基礎。但考慮到資金、技術等各方面的因素，一體化系統(tǒng)的開發(fā)是一個長期過程，并非短時間內(nèi)可以完成，這一點電力企業(yè)必須認識到。

2 基于數(shù)據(jù)倉庫的電力自動化系統(tǒng)

2.1 調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)

以省級電力調(diào)度系統(tǒng)為例，電網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控主要是基于EMS和SCADA，前者包括網(wǎng)絡建模與拓撲分析、狀態(tài)估計、靜態(tài)安全分析、網(wǎng)損分析以及自動電壓控制等，這些模塊都是依照電網(wǎng)的實際運行數(shù)據(jù)或歷史數(shù)據(jù)，針對電網(wǎng)的多個方面進行分析和計算的，使系統(tǒng)工作人員能了解電網(wǎng)的實時運行狀態(tài)，實現(xiàn)相應的監(jiān)督控制；后者則主要負責對220 kV以上變電站的數(shù)據(jù)進行采集和處理，以及事故反演、報表處理等，還負責與其他系之間的信息傳輸。

在省調(diào)度系統(tǒng)中，無論是EMS，還是SCADA，都離不開各種調(diào)度數(shù)據(jù)的支持，這些數(shù)據(jù)主要來自于變電站、發(fā)電廠以及區(qū)域調(diào)度。以區(qū)域調(diào)度為例，SCADA/PAS是監(jiān)控系統(tǒng)中非常重要的組成部分，就目前來看，區(qū)域調(diào)度系統(tǒng)與省調(diào)度系統(tǒng)的相互通信主要是針對部分變電站實時運行數(shù)據(jù)、區(qū)域功率總加以及各類關口信息的傳輸。

2.2 繼電保護系統(tǒng)

繼電保護在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的保護作用，能確保故障的及時切除，縮小其影響范圍。與之功能相似的是智能穩(wěn)定措施，其主要作用是在發(fā)生系統(tǒng)故障時，及時對不平衡負荷進行切除，以確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠運行。從電力調(diào)度運行的安全性和可靠性角度考慮，必須重視繼電保護和智能穩(wěn)措系統(tǒng)的建設。

現(xiàn)階段，繼電保護以及故障信息管理系統(tǒng)主要基于計算機以及通信技術，對廠站端的微機保護信息、故障錄波信息進行采集，對轄區(qū)內(nèi)變電站繼電保護裝置的運行狀態(tài)進行判斷，對線路中存在的故障和問題進行分析，為故障的應對和處理提供數(shù)據(jù)支持。隨著電力市場的持續(xù)發(fā)展，靈活交流輸電技術得到了應用，也因此帶動了電網(wǎng)結構、運行方式以及故障元件參數(shù)的變化，在提升電力調(diào)度自動化系統(tǒng)靈活性的同時，對繼電保護也提出了更加嚴格的要求，尤其是繼電保護定值，其必須滿足自適應的需要。在這種情況下，結合EMS數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)對電網(wǎng)變化情況的及時、準確分析，實現(xiàn)對保護定值的在線整定，從而為繼電保護及其故障管理提供便利。

2.3 市場支持系統(tǒng)

我國對電力市場支持系統(tǒng)的研究已經(jīng)進行了很長時間，最初在山東、上海、吉林等6個地區(qū)展開了“廠網(wǎng)分開、競價上網(wǎng)”的試點，并逐漸擴展到全國各地。對不同地區(qū)的電力市場技術支持系統(tǒng)進行分析發(fā)現(xiàn)，雖然在具體的實現(xiàn)方式上存在差異，但是系統(tǒng)功能基本相同，主要包括電能計費系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)、交易管理系統(tǒng)、電費結算系統(tǒng)以及市場預測系統(tǒng)等。從配電側電力市場的角度考慮，還需要加入大用戶數(shù)據(jù)申報系統(tǒng)等。從目前的發(fā)展情況分析，電力市場支持系統(tǒng)需要通過EMS/SCADA系統(tǒng)實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)和控制功能。

2.4 仿真培訓系統(tǒng)

仿真培訓系統(tǒng)的基本原理是結合計算機技術，構建基于電力系統(tǒng)的實際模型，對調(diào)度信息、發(fā)生故障后的系統(tǒng)工況再現(xiàn)，并傳輸?shù)侥Ｐ椭校瑥亩鵀檎{(diào)度人員提供一個相對真實的培訓環(huán)境，在不影響電力系統(tǒng)正常運行的基礎上，提升調(diào)度人員的實踐能力。在計算機技術飛速發(fā)展的帶動下，仿真培訓系統(tǒng)的應用范圍也在持續(xù)擴大，其不再僅限于對調(diào)度人員的培訓，還可以為電網(wǎng)決策人員以及運行支持人員提供相應的研究工具，確保其能更加準確地把握電網(wǎng)的運行情況，保證電力調(diào)度工作的針對性。仿真培訓系統(tǒng)的建設需要原始數(shù)據(jù)的支持，而這些原始數(shù)據(jù)多來自EMS的實時數(shù)據(jù)或歷史數(shù)據(jù)。

2.5 雷電定位系統(tǒng)

雷電對電力系統(tǒng)的影響和危害是非常巨大的。在雷電多發(fā)區(qū)域，經(jīng)常出現(xiàn)雷電導致的短路或斷線故障，進而引發(fā)大面積的停電，給周邊居民帶來了很大的不便。對此，應該做好雷電故障的及時定位，提高故障的處理效率。雷電定位系統(tǒng)就是基于這樣的目的而產(chǎn)生的，其主要結合設置在電網(wǎng)中的雷電采集裝置，針對采集到的信號進行過濾，從而使調(diào)度中心可以明確雷電電流的大小、極性、雷擊次數(shù)和產(chǎn)生時間等，準確進行故障的定位和分析，為故障的及時、有效處理提供數(shù)據(jù)支持。

3 結束語

總而言之，在當前的技術條件下，電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的功能越來越完善，系統(tǒng)結構也逐漸向著一體化的方向發(fā)展，為數(shù)據(jù)信息的傳輸和共享提供了便利。我們應該認識到，一體化系統(tǒng)是在現(xiàn)有電力調(diào)度自動化基礎上的一次改進，對數(shù)據(jù)網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)倉庫等的建設意義重大。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕