電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化控制技術(shù)及其應(yīng)用分析

羅建偉

摘 要：隨著智能電網(wǎng)改造項(xiàng)目與新建項(xiàng)目規(guī)模、數(shù)量的不斷增多，電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化控制技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，成為維護(hù)電力系統(tǒng)運(yùn)行安全與穩(wěn)定，提升電力企業(yè)電能供應(yīng)服務(wù)質(zhì)量的重要手段。本文以四川岷江水利電力股份有限公司為例，就電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)行了簡要分析，進(jìn)一步明確電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化控制技術(shù)在地方電力公司的應(yīng)用，以供參考。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；調(diào)度自動(dòng)化；自動(dòng)化控制技術(shù)

中圖分類號：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）15-0164-02

0 引言

經(jīng)過20余年的建設(shè)和推廣，電力調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)已非常成熟，已廣泛應(yīng)用于國內(nèi)幾大電網(wǎng)公司的電網(wǎng)調(diào)度管理，但在國內(nèi)部分偏遠(yuǎn)地區(qū)，仍然存在一些獨(dú)立于大型電網(wǎng)公司外的小型地方電力公司，這些地方電力公司集發(fā)、輸、變、配于一體，但受限許多因素制約，在電力調(diào)度自動(dòng)化應(yīng)用上仍然較為落后。因此，加強(qiáng)電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化控制技術(shù)的研究，有利于提高地方電力公司電力調(diào)度控制效率和自動(dòng)化水平，助力我國電力事業(yè)優(yōu)化發(fā)展。

1 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化控制技術(shù)的基本認(rèn)識

隨著近些年，我國電力事業(yè)的高速發(fā)展，電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用重要性日漸凸顯，成為推進(jìn)地方電力公司現(xiàn)代化、自動(dòng)化、智能化建設(shè)進(jìn)程的重要工具與手段。對此，加強(qiáng)地方電力公司電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用的研究具有重要意義，有利于豐富理論研究體系，為電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化控制技術(shù)在地方電力公司實(shí)踐應(yīng)用，提供有益指導(dǎo)，促進(jìn)技術(shù)應(yīng)用作用的有效發(fā)揮。

2 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用意義

2.1 提升電力調(diào)度工作質(zhì)量與效率

由電網(wǎng)調(diào)度管理要求可知：電力系統(tǒng)調(diào)度工作的目的在于保障電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定、安全、可靠、經(jīng)濟(jì)與優(yōu)質(zhì)發(fā)展。需電力調(diào)度工作人員能夠依據(jù)有關(guān)規(guī)定與要求，進(jìn)行電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行、調(diào)度規(guī)劃、電力通信、繼電保護(hù)等的科學(xué)管理。因此，電力調(diào)度工作是一項(xiàng)復(fù)雜、綜合、長期的系統(tǒng)工程。而應(yīng)用電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)各管理內(nèi)容的集約化管控，基于自動(dòng)化監(jiān)督、檢測分析、經(jīng)濟(jì)調(diào)整等功能的發(fā)揮，調(diào)解電力系統(tǒng)發(fā)電、供電與用電之間存在的矛盾，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一指揮、調(diào)度與管控，促進(jìn)電力調(diào)度工作質(zhì)量與效率的有效提升[1]。

2.2 維護(hù)電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定與安全

維護(hù)電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定與安全是電網(wǎng)調(diào)度管理工作的基礎(chǔ)內(nèi)容，也是重點(diǎn)要求。在傳統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度管理中，由于調(diào)度管理工作存在一定復(fù)雜性，需要依靠調(diào)度人員通過手工計(jì)算，進(jìn)行電源點(diǎn)輸送電量，電力系統(tǒng)自身消耗電量等的確定，以避免工作誤差產(chǎn)生，影響調(diào)度工作質(zhì)量。而應(yīng)用電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化控制技術(shù)，構(gòu)建調(diào)度自動(dòng)化控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)中發(fā)電站、變電站的一體化管控，提升電力系統(tǒng)運(yùn)行安全水平。以某地區(qū)調(diào)度中心建設(shè)工程為例，基于調(diào)度自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，調(diào)度系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對各水電站機(jī)組發(fā)電功率、電流、有功電度、無功電度；主變高壓側(cè)電流、中壓測電流、低壓側(cè)電流；變電所線路側(cè)功率、電度；斷路器信號等信息的有效采集，并實(shí)時(shí)傳送到調(diào)度中心，為供區(qū)電力生產(chǎn)與供應(yīng)提供依據(jù)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全、經(jīng)濟(jì)與優(yōu)質(zhì)[2]。

2.3 推進(jìn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化、智能化

科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，使電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化控制技術(shù)內(nèi)涵更豐富，應(yīng)用功能更全面，為電力系統(tǒng)調(diào)度管理的自動(dòng)化、智能化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，有利于推進(jìn)智能電網(wǎng)構(gòu)建進(jìn)程。例如，分布式結(jié)構(gòu)在調(diào)度自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，提升系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與處理能力，能夠有效對節(jié)點(diǎn)故障進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)測、隔離與處理，降低系統(tǒng)故障發(fā)生概率與影響；圖像技術(shù)、可視化技術(shù)、人工智能技術(shù)等的結(jié)合應(yīng)用，提升了電力調(diào)度自動(dòng)化控制系統(tǒng)交互性與智能性，使工作人員能夠根據(jù)自動(dòng)生產(chǎn)的歷史記錄列表、負(fù)荷曲線圖、事故跳閘報(bào)警、峰谷電量統(tǒng)計(jì)表等，進(jìn)行電網(wǎng)調(diào)度的現(xiàn)代化管理[3]。

3 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

為進(jìn)一步了解電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值與作用，以四川岷江水利電力股份有限公司電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)工程建設(shè)為例，對電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)用進(jìn)行如下分析。

3.1 應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)分享

工程項(xiàng)目為四川岷江水利電力股份有限公司電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)工程。四川岷江水利電力股份有限公司是一家少數(shù)民族地區(qū)的地方電力公司，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展為總資產(chǎn)超過24億元的跨地區(qū)經(jīng)營電力公司。公司的電網(wǎng)運(yùn)營，目前年售電量年已經(jīng)超過30億千瓦時(shí)，自有水電站年發(fā)電量常年超過8億千瓦時(shí)，具備發(fā)、輸、變、配一體化管控能力。與此同時(shí)，公司自有電網(wǎng)中20余座變電站，有4座全資水電站和20余座并網(wǎng)小水電，供電范圍為阿壩州茂縣、汶川縣和都江堰部分地區(qū)，由自有電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)調(diào)度管轄。此外，公司自有電網(wǎng)與國網(wǎng)大網(wǎng)有關(guān)口連接，能夠根據(jù)不同時(shí)期電力供應(yīng)需求，進(jìn)行電網(wǎng)調(diào)度，如豐水期網(wǎng)內(nèi)富余電力上國網(wǎng)大網(wǎng)，枯水期下國網(wǎng)大網(wǎng)電力供本地工業(yè)和民用電。由于電網(wǎng)調(diào)度獨(dú)立性強(qiáng)，四川岷江水利電力股份有限公司為維護(hù)電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)、可靠運(yùn)行，遵循“統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一指揮、分級管理”原則，構(gòu)建了自己的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。

四川岷江水利電力股份有限公司在建設(shè)調(diào)度主站時(shí)，與東方電子股份有限公司建立合作，引入了技術(shù)成熟的DF8003S SCADA/EMS系統(tǒng)。在項(xiàng)目組織開展過程中，總結(jié)積累了一定經(jīng)驗(yàn)，在這里分享，供大家參考：

（1）電力調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)，是電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)保障，不僅需獨(dú)立組網(wǎng)，專網(wǎng)專用，還需重點(diǎn)提高其通信可靠性。電力調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)主要包含傳輸網(wǎng)和調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)。電力調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)必須單獨(dú)組網(wǎng)運(yùn)行，不能綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)等其他網(wǎng)絡(luò)混用。電力調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)需在主站、電力線路及子站的不同工程中協(xié)同完成。傳輸網(wǎng)設(shè)備與調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)備的建設(shè)，隨主站與子站的建設(shè)進(jìn)行，對于不滿足調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的接入要求的老舊廠站，應(yīng)對其進(jìn)行升級改造。對于中小型地方電力公司而言，綜合考慮技術(shù)成熟度、建設(shè)成本及自身需要，主要傳輸網(wǎng)設(shè)備宜選用2.5G的SDH設(shè)備，重要核心網(wǎng)絡(luò)可根據(jù)需要選用10G的SDH設(shè)備。電力通信光纜的建設(shè)，隨電力線路建設(shè)和改造進(jìn)行，必要時(shí)擇優(yōu)選用其他通道的路由方式來滿足通行光纜的不同路由雙通道要求。在電力通信光纜的架設(shè)上，主要采用OPGW、ADSS、OPPC等纜線。為提高電力通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性，在具備條件時(shí)將傳輸網(wǎng)和調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)分為核心層、匯聚層和接入層進(jìn)行建設(shè)，核心層和匯聚層建設(shè)成冗余的A、B網(wǎng)，各自具備獨(dú)立運(yùn)行能力，并根據(jù)發(fā)展需要不斷優(yōu)化與調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的安全可靠性運(yùn)行。

（2）電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)屬于國家關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，應(yīng)選用穩(wěn)定性高的硬件和成熟套裝軟件，優(yōu)先選用國產(chǎn)軟硬件，并嚴(yán)格遵循“安全分區(qū)、網(wǎng)絡(luò)專用、橫向隔離、縱向認(rèn)證”的安全防護(hù)原則進(jìn)行建設(shè)。電力調(diào)度自動(dòng)化主站的機(jī)房、電源等設(shè)備設(shè)施，應(yīng)滿足國家計(jì)算機(jī)等級保護(hù)三級（一般地方電力公司的電網(wǎng)規(guī)模僅相當(dāng)于國家電網(wǎng)公司的縣公司或地市公司）要求。電力調(diào)度自動(dòng)化主站應(yīng)考慮A、B雙網(wǎng)，重要設(shè)備應(yīng)雙套配置，并能實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)切換，并按國家相關(guān)要求分為安全Ⅰ區(qū)，安全Ⅱ區(qū)和安全Ⅲ，并配置入侵防御、安全審計(jì)等安全防護(hù)設(shè)備。

（3）電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)選用“易學(xué)、易用、易維護(hù)”，具備跨平臺運(yùn)行能力，人機(jī)交互友好的軟件系統(tǒng)。電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)面對的絕大部分用戶都是電力公司的普通員工，他們中的大部分擅長的是電力系統(tǒng)的日常運(yùn)行和維護(hù)工作，而不是計(jì)算機(jī)軟件。地方電力公司的電網(wǎng)內(nèi)一般都有幾十條電力線路和幾十座廠站，1座中等規(guī)模的普通110kV變電站的遙測、遙信、遙控、遙調(diào)數(shù)據(jù)一般有1000余條，電力調(diào)度自動(dòng)化主站中的數(shù)據(jù)更是動(dòng)輒上萬條，廠站的“四遙”數(shù)據(jù)必須由主站和子站的維護(hù)人員協(xié)同配合，手工錄入并逐條核對正確，后期還必須及時(shí)更新，保持?jǐn)?shù)據(jù)與電網(wǎng)實(shí)際一致，數(shù)據(jù)維護(hù)工作量極大。因此，電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，特別是主站端，選用對計(jì)算機(jī)專業(yè)知識和技能要求不高，具備跨平臺運(yùn)行能力，大量采用“所見即所得”的圖形化運(yùn)行維護(hù)界面的系統(tǒng)，可以大大提高工作效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，更有利于不同層次人員的掌握和使用，也更有利于系統(tǒng)的運(yùn)用和推廣。

（4）電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)本身是一件輔助電網(wǎng)運(yùn)行管理的好工具，要很好地發(fā)揮其在電網(wǎng)運(yùn)行管理中作用，還需要圍繞調(diào)控一體化目標(biāo)，理順“人”的因素。地方電力公司在以往的發(fā)展過程中，基于自身組織機(jī)構(gòu)、職責(zé)分工和人員素質(zhì)等因素，已經(jīng)形成了一套與傳統(tǒng)電力生產(chǎn)相適應(yīng)的分工協(xié)作機(jī)制，但以“調(diào)控融合”為目的的調(diào)控一體化目標(biāo)，打破了原有的調(diào)度管理機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)管理部門、設(shè)備運(yùn)維單位和設(shè)備檢修單位之間的專業(yè)界限和職責(zé)界面，必須重新梳理完善調(diào)度管理機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)管理部門、設(shè)備運(yùn)維單位和設(shè)備檢修單位之間的職責(zé)界面和協(xié)作關(guān)系，制定完善相應(yīng)的管理辦法、制度和技術(shù)規(guī)程規(guī)范，調(diào)整配置專業(yè)技術(shù)力量，既要避免工作中出現(xiàn)無人負(fù)責(zé)的“真空地帶”，又要避免職責(zé)界面重疊造成的管理混亂，才能更好地發(fā)揮調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的功效。

3.2 應(yīng)用趨勢

目前國內(nèi)市場上成熟的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)基本都只適用于電網(wǎng)企業(yè)，雖然能很好地實(shí)現(xiàn)變電自動(dòng)化信息采集、分析和運(yùn)行管理輔助，但缺少發(fā)電機(jī)組油、水、氣等輔助設(shè)施和發(fā)電機(jī)組經(jīng)濟(jì)能效等的自動(dòng)化信息采集、分析和運(yùn)行管理輔助功能，而成熟的發(fā)電集控系統(tǒng)又只適用于發(fā)電企業(yè)，缺少電網(wǎng)調(diào)度管理功能。因此，對于集發(fā)、輸、變、配一體的地方電力公司，需要通過建立調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)和發(fā)電集控系統(tǒng)，來滿足自身生產(chǎn)自動(dòng)化的需要。四川岷江水利電力股份有限公司正在準(zhǔn)備建設(shè)自己的發(fā)電集控系統(tǒng)，再結(jié)合企業(yè)一體化集成整合平臺的建設(shè)，在調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)和發(fā)電集控系統(tǒng)之間做數(shù)據(jù)貫通，以形成自身所需的完整的生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)，下一步還將進(jìn)一步與營銷業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)貫通，推動(dòng)生產(chǎn)營銷融合。

4 結(jié)語

加強(qiáng)電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化控制技術(shù)的研究與應(yīng)用，已經(jīng)成為電力企業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)與發(fā)展的客觀需求與必然趨勢。地方電力企業(yè)一般規(guī)模和體量都較小，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相對簡單，電壓等級不高，在建設(shè)生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)，需立足實(shí)踐，根據(jù)自身特點(diǎn)和需要，遵循“適用、實(shí)用”原則，進(jìn)行系統(tǒng)簡化設(shè)計(jì)。并在系統(tǒng)設(shè)計(jì)與構(gòu)建時(shí)注重實(shí)用和安全防護(hù)，在系統(tǒng)運(yùn)用中注重相關(guān)管理和保障單位間的協(xié)同配合，保障系統(tǒng)功效得以發(fā)揮，以提升公司對系統(tǒng)的管控能力，降低系統(tǒng)運(yùn)行中信息安全事件的產(chǎn)生，保障電力供應(yīng)的穩(wěn)定與安全。

參考文獻(xiàn)

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