龔建斌

（廣東電網(wǎng)公司茂名供電局，廣東 茂名525200）

作為整個(gè)電網(wǎng)的控制核心，電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)從很大程度上保障了電力系統(tǒng)的安全、可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。它能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的監(jiān)控和實(shí)時(shí)信息采集，為整個(gè)電力系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持，給電力用戶(hù)提供可靠的電能。掌握好電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)對(duì)于電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。

1 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的功能

1．1 電力系統(tǒng)監(jiān)視與控制

電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化是指通過(guò)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)視及對(duì)遠(yuǎn)方設(shè)備進(jìn)行操作控制。監(jiān)視是指對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行信息的采集、處理、顯示、告警和打印，以及對(duì)電力系統(tǒng)異常或事故的自動(dòng)識(shí)別?？刂苿t主要是指通過(guò)人機(jī)聯(lián)系工具對(duì)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、靜電電容器組等設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)方操作的開(kāi)環(huán)性控制。調(diào)度員用人機(jī)聯(lián)系工具執(zhí)行電力系統(tǒng)日運(yùn)行計(jì)劃并保持頻率和中樞點(diǎn)電壓的質(zhì)量，采取預(yù)防性措施消除不安全因素，處理事故，恢復(fù)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行。

監(jiān)視控制功能是調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的基本功能。它為自動(dòng)發(fā)電控制、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、安全分析等高層功能提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和各種實(shí)用性支持程序，如畫(huà)面管理、人機(jī)交互管理、制表打印管理、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、計(jì)算通信管理等程序。

1．2 電力系統(tǒng)安全分析

電力系統(tǒng)靜態(tài)安全分析是提高電力系統(tǒng)安全性的重要措施之一?，F(xiàn)在有些控制中心裝配了靜態(tài)安全軟件，電力系統(tǒng)發(fā)生線(xiàn)路或是變壓器跳閘的事故時(shí)，利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬計(jì)算，從而及時(shí)反映該事故出現(xiàn)時(shí)會(huì)不會(huì)對(duì)設(shè)備造成負(fù)荷，電壓以及頻率是否在安全范圍。

同時(shí)針對(duì)目前在電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析與控制中存在的問(wèn)題，結(jié)合電力系統(tǒng)的能量描述和Hamiltonian系統(tǒng)理論，提出了基于能量的電力動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、快速穩(wěn)定性分析、魯棒控制設(shè)計(jì)以及電力系統(tǒng)安全性與經(jīng)濟(jì)性綜合控制設(shè)計(jì)框架；提出了能考慮發(fā)電機(jī)控制與網(wǎng)絡(luò)控制的、在嚴(yán)格意義下的魯棒控制設(shè)計(jì)理論與方法，將電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析與控制研究建立在統(tǒng)一的帶耗散的受控Hamiltonian系統(tǒng)框架下。

與此相比，綜合自動(dòng)化包含了電網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化組成部分之一是遠(yuǎn)動(dòng)裝置以及調(diào)度系統(tǒng)，其作用有：

（1）保證電網(wǎng)的正常運(yùn)行。在工作人員的監(jiān)控下，確保電網(wǎng)的周波、電壓、負(fù)荷與主要設(shè)備的位置以及水熱能等方面的指標(biāo)達(dá)到有關(guān)規(guī)定。（2）保障用戶(hù)的用電需求。實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)調(diào)度，可以使能源損耗降低，接受資源。同時(shí)在安全監(jiān)控的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)多方供電的目標(biāo)。

2 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的基本特點(diǎn)

2．1 數(shù)據(jù)采集與安全監(jiān)控（SCADA）

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，功能是對(duì)正在運(yùn)行的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，不同的領(lǐng)域?qū)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)的要求不同。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)很明顯，比如，信息完整、可以正確掌控系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)、迅速辨別系統(tǒng)故障、效率高、決策快等。它作為能源管理系統(tǒng)的重要部分，是電力調(diào)度的重要工具，能夠保障電網(wǎng)的可靠性和安全性，提高電網(wǎng)的效益，為調(diào)度員減輕工作量，加快電力調(diào)度的自動(dòng)化和現(xiàn)代化。

2．2 自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）和經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制（EDC）

自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)是由發(fā)電廠(chǎng)提供。在發(fā)電機(jī)組的規(guī)定范圍內(nèi)，自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)對(duì)電力調(diào)度交易機(jī)構(gòu)下達(dá)的指令進(jìn)行追蹤，以有規(guī)律的速率實(shí)時(shí)調(diào)整發(fā)電出力，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)頻率和聯(lián)絡(luò)線(xiàn)功率的監(jiān)控要求。該系統(tǒng)主要是利用遠(yuǎn)程終端、發(fā)動(dòng)機(jī)組自動(dòng)化裝置等進(jìn)行檢測(cè)和調(diào)整發(fā)電機(jī)組頻率，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)出力的控制。經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制包括發(fā)電調(diào)度、風(fēng)險(xiǎn)分析、效益分析與評(píng)價(jià)等，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行目標(biāo)。

2．3 安全分析與對(duì)策（SA）

SA功能是電網(wǎng)調(diào)度為了做到“防患于未然”而配備的功能。它通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的分析，估計(jì)出可能出現(xiàn)的故障，預(yù)先采取措施，避免事故發(fā)生。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生線(xiàn)路或是變壓器跳閘的事故時(shí)，SA利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行假想的模擬計(jì)算，及時(shí)反映該事故出現(xiàn)的時(shí)候會(huì)不會(huì)對(duì)設(shè)備造成負(fù)荷，電壓以及頻率是否在安全范圍，從而預(yù)估整個(gè)電網(wǎng)的安全水平，有針對(duì)性地提出改進(jìn)方案。

3 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

高效智能電網(wǎng)是當(dāng)前電力工業(yè)的發(fā)展目標(biāo)。但電網(wǎng)發(fā)展階段不同面臨的問(wèn)題也不同，世界各國(guó)在智能電網(wǎng)的發(fā)展思路上的著重點(diǎn)也不同。美國(guó)偏重的是電網(wǎng)基礎(chǔ)的構(gòu)架，更偏向于利用信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的智能化運(yùn)作，研發(fā)大容量的輸電技術(shù)。歐洲提倡綠色能源開(kāi)發(fā)，并以此為重點(diǎn)。他們認(rèn)為實(shí)現(xiàn)可再生能源的大規(guī)模利用，有利于電力工業(yè)發(fā)展模式的轉(zhuǎn)型。大體上來(lái)說(shuō)，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家關(guān)注于在配電上或是在用戶(hù)上實(shí)現(xiàn)智能化。中國(guó)面臨的主要問(wèn)題是如何加強(qiáng)輸電網(wǎng)建設(shè)，緩解能源緊張，同時(shí)響應(yīng)節(jié)能減排，減少二氧化碳的排放。

4 電力調(diào)度自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)

隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展和電力體制改革的深化，為保證電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)運(yùn)行，電力調(diào)度自動(dòng)化的發(fā)展將趨向于智能化、可視化、模塊化和分布式等。

4．1 同時(shí)運(yùn)行多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)

通過(guò)運(yùn)行多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，發(fā)揮計(jì)算機(jī)的處理能力，來(lái)實(shí)現(xiàn)電力的配置和管理，提高工作效率，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

4．2 模塊化與分布式

模塊化和分布式是電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)軟件的重要思想之一，其實(shí)施的必要條件之一就是組件技術(shù)。通過(guò)組件技術(shù)可以做到分布式的體系結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)層的數(shù)據(jù)交換問(wèn)題。

4．3 智能化

我國(guó)的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)在逐步經(jīng)歷并完成了從“經(jīng)驗(yàn)型調(diào)度”到“分析型調(diào)度”的轉(zhuǎn)變之后，必將發(fā)展至“智能調(diào)度”階段。這也是由當(dāng)前各種新的調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)需求所決定的。智能調(diào)度技術(shù)可以整合調(diào)度數(shù)據(jù)，獲取電力系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的監(jiān)控，并對(duì)系統(tǒng)的正常工作進(jìn)行預(yù)警，辨別故障，以及優(yōu)化控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的全面、及時(shí)、準(zhǔn)確地運(yùn)行和管理。

4．4 可視化

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及電力系統(tǒng)安全分析技術(shù)、圖像處理技術(shù)的全面發(fā)展，可視化將是電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化發(fā)展的趨勢(shì)之一。它將傳統(tǒng)的文字、數(shù)字等信息轉(zhuǎn)換為直觀(guān)的圖形數(shù)據(jù)，而這需要先進(jìn)的圖形技術(shù)以及顯示技術(shù)?？梢暬欣谡{(diào)度工作人員監(jiān)控電力系統(tǒng)的運(yùn)行，使工作人員能對(duì)電網(wǎng)的故障做出準(zhǔn)確的判斷，及時(shí)采取措施。

4．5 無(wú)人化值守管理模式

創(chuàng)建一個(gè)無(wú)人值班的綜合監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行分析，比如系統(tǒng)的安全性、負(fù)荷運(yùn)作、監(jiān)控狀態(tài)等。一旦有問(wèn)題或是故障，系統(tǒng)會(huì)有自動(dòng)報(bào)警機(jī)制。這樣既可以節(jié)省人力資源，也方便電力系統(tǒng)的管理，提高工作效率。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，電力系統(tǒng)也在不斷的完善，電網(wǎng)能源的管理水平也得到了很大的提高。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)已經(jīng)不能夠滿(mǎn)足人們對(duì)電網(wǎng)管理的要求。這需要我們不斷優(yōu)化電力系統(tǒng)的應(yīng)用軟件，提高電力管理系統(tǒng)的靈活性，增強(qiáng)其操作性、安全性和實(shí)用性。我國(guó)現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入了大電網(wǎng)、大機(jī)組、超高壓輸電的時(shí)代，完全可以相信，隨著我國(guó)新建電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展，我國(guó)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化水平會(huì)進(jìn)一步地提高，達(dá)到世界先進(jìn)水平。

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