特高壓調(diào)度運(yùn)行支持系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

王治宇

【摘 要】隨著社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，我國電力事業(yè)發(fā)展迅速，特高壓交流輸電在現(xiàn)代電力系統(tǒng)得到了越來越普遍的應(yīng)用，極大地提高了我國電力系統(tǒng)的電力運(yùn)輸能力，滿足了現(xiàn)代電力系統(tǒng)的實(shí)際發(fā)展需求。與傳統(tǒng)的交流輸電模式相比，特高壓交流輸電具有聯(lián)絡(luò)線功率波動大、輸送功率水平高以及電壓變化大等特點(diǎn)和優(yōu)勢，一方面提高了電力系統(tǒng)輸電能力，一方面給電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行帶來了巨大的工作難度和挑戰(zhàn)。筆者即從特高壓調(diào)度運(yùn)行支持系統(tǒng)入手，就其應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，發(fā)表幾點(diǎn)看法，以供相關(guān)單位參考。

【關(guān)鍵詞】交流特高壓；電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行；支持系統(tǒng)；關(guān)鍵技術(shù)

近幾年，我國電力事業(yè)發(fā)展迅速，電力系統(tǒng)和輸電規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大，以及現(xiàn)代高新技術(shù)的引入和應(yīng)用，有效推動了特高壓輸電技術(shù)的研究和應(yīng)用發(fā)展。特高壓交流輸電線路，就是在特高壓環(huán)境下進(jìn)行輸電作業(yè)的線路，與常規(guī)性超高壓線路相比，其在輸電功率方面有著明顯的優(yōu)勢，根據(jù)自然傳輸功率標(biāo)準(zhǔn)，一條特高壓線路就可以達(dá)到4～5條500kV超高壓線路的傳輸功率標(biāo)準(zhǔn)。傳輸功率得到大幅度提升的同時，特高壓輸電系統(tǒng)對于電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)要求，同時也給電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行帶來的全新的挑戰(zhàn)。本文即圍繞特高壓調(diào)度運(yùn)行支持系統(tǒng)，就其中的幾類關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)行了分析和探討，具體內(nèi)容如下：

一、特高壓調(diào)度運(yùn)行支持系統(tǒng)概述

隨著我國電力事業(yè)不斷發(fā)展，特高壓交流輸電技術(shù)在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中得到了越來越廣泛的重視和關(guān)注，為適應(yīng)特高壓交流輸電技術(shù)帶來的全新要求和變化，我國相關(guān)部門針對特高壓交流試驗(yàn)相關(guān)調(diào)試結(jié)果以及系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行實(shí)際需求，開發(fā)了相應(yīng)的特高壓調(diào)度運(yùn)行支持系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包含EMS系統(tǒng)（能量管理系統(tǒng)）、WAMS系統(tǒng)（廣域相量測量系統(tǒng)）以及DSA系統(tǒng)（跨區(qū)電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定檢測與預(yù)警系統(tǒng)）三部分內(nèi)容，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖一所示。在可視化技術(shù)、智能報警技術(shù)以及遙視技術(shù)等高新技術(shù)的支持下，其可以實(shí)現(xiàn)“靜態(tài)-動態(tài)-暫態(tài)”三位一體的信息分析和處理，系統(tǒng)運(yùn)行科學(xué)性和實(shí)用性有了極大的提升。

二、特高壓調(diào)度運(yùn)行支持系統(tǒng)相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)分析

（一）特高壓調(diào)度可視化技術(shù)分析

與常規(guī)性超高壓輸電工程相比，特高壓輸電工程具有以下幾點(diǎn)突出特征：第一，特高壓輸電系統(tǒng)的電壓和無功問題較為突出；第二，系統(tǒng)運(yùn)行初期存在著較為特殊的穩(wěn)定矛盾；第三，系統(tǒng)穩(wěn)定控制和無功電壓受到聯(lián)絡(luò)線功率的影響。

根據(jù)以上系統(tǒng)特點(diǎn)和特高壓交流輸電試驗(yàn)結(jié)論，相關(guān)人員在建立特高壓調(diào)度運(yùn)行支持系統(tǒng)時，在EMS主畫面中重點(diǎn)突出了特高壓聯(lián)絡(luò)線的波動情況、系統(tǒng)各電壓等級的電壓情況以及特高壓聯(lián)絡(luò)線相角差的實(shí)際情況，同時加強(qiáng)了可視化技術(shù)在特高壓監(jiān)視畫面中的應(yīng)用。

就特高壓調(diào)度運(yùn)行支持系統(tǒng)而言，其可視化功能主要包含等高線、動態(tài)潮流圖、三維棒圖、三維曲面、廠站故障指示、區(qū)域著色、動態(tài)棒圖、動態(tài)餅圖、以及變壓器異常指示等等。可視化的基本內(nèi)容則包括低頻振蕩分區(qū)顯示、在線安全穩(wěn)定預(yù)警結(jié)果顯示、線路潮流分布、有功損耗顯示、線路負(fù)載率、主變負(fù)載率、以及狀態(tài)估計(jì)結(jié)構(gòu)顯示等。同時，可視化基本內(nèi)容可以根據(jù)系統(tǒng)調(diào)度實(shí)際需求進(jìn)行合理性調(diào)整，其不僅局限于數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控，或者提供WANS實(shí)時數(shù)據(jù)，其還可以實(shí)現(xiàn)調(diào)度輔助決策、安全穩(wěn)定預(yù)警以及安全分析等數(shù)據(jù)的可視化，從而更加科學(xué)、全面地揭露電網(wǎng)運(yùn)行的內(nèi)在規(guī)律。

（二）特高壓視頻監(jiān)視技術(shù)分析

鑒于特高壓交流輸電線路特殊的運(yùn)行條件和功能，相關(guān)人員引入了“遙視”技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)對相關(guān)特高壓設(shè)備運(yùn)行狀況的實(shí)時監(jiān)控。視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由遠(yuǎn)端部分、數(shù)據(jù)傳輸部分以及監(jiān)控中心三個部分組成。其中，遠(yuǎn)端部分主要由視頻服務(wù)器和攝像機(jī)設(shè)備組成；數(shù)據(jù)傳輸部分則負(fù)責(zé)將遠(yuǎn)端部分采集的視頻信號傳輸至國調(diào)中心，一般來說，數(shù)據(jù)傳輸借由國家電網(wǎng)公司綜合信息網(wǎng)完成；監(jiān)控中心主要由監(jiān)控終端和錄像服務(wù)器組成，各遠(yuǎn)端部分上傳的數(shù)據(jù)信號都會在此匯集，統(tǒng)一進(jìn)行信息瀏覽、存儲、轉(zhuǎn)換以及交互控制等操作。

（三）遠(yuǎn)程圖形終端技術(shù)分析

傳統(tǒng)模式下，電網(wǎng)調(diào)度指揮人員需以本站監(jiān)控系統(tǒng)圖像作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)試，對于特高壓交流輸電系統(tǒng)來說，這種傳統(tǒng)的調(diào)控模式無法適應(yīng)特高壓交流輸電系統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)度需求。因此，我國相關(guān)部門和人員，開發(fā)研制了遠(yuǎn)程圖形終端系統(tǒng)，用以系統(tǒng)的調(diào)度運(yùn)行控制。

遠(yuǎn)程圖形終端系統(tǒng)所包含的人機(jī)訪問中間件，涉及實(shí)時數(shù)據(jù)刷新服務(wù)、運(yùn)行文件訪問服務(wù)、歷史數(shù)據(jù)服務(wù)等服務(wù)內(nèi)容，圖形顯示終端則運(yùn)行實(shí)施數(shù)據(jù)刷新請求、終端運(yùn)行文件訪問請求、歷史數(shù)據(jù)請求等進(jìn)程，通過人機(jī)訪問中間件的引入和應(yīng)用，有效實(shí)現(xiàn)了人機(jī)客戶端對于數(shù)據(jù)資源的透明訪問。與傳統(tǒng)切換器相比，遠(yuǎn)程圖形終端系統(tǒng)需要的網(wǎng)絡(luò)連接資源更少，系統(tǒng)性能也更加優(yōu)越。

結(jié)語：

綜上所述，隨著社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，我國的特高壓交流輸電技術(shù)越發(fā)完善和成熟，在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中也得到了相應(yīng)的應(yīng)用，大幅度提高我國電力系統(tǒng)輸電能力的同時，也給電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行提出了更高的要求。因此，相關(guān)部門還需進(jìn)一步加強(qiáng)對特高壓調(diào)度運(yùn)行支持系統(tǒng)相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的探討，綜合提高系統(tǒng)的運(yùn)行性能和安全性能，進(jìn)而促進(jìn)我國電力事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

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（作者單位：國網(wǎng)山西省電力公司檢修分公司）