□熊方揚 陳 凱

電力系統(tǒng)的計算機控制系統(tǒng)是由數(shù)據(jù)模型、控制算法、傳感器、控制元件、計算機系統(tǒng)和電力系統(tǒng)等組合而成。電力系統(tǒng)實時控制是指計算機對外來的信號能夠快速處理，并在規(guī)定的時間內(nèi)迅速地作出響應或控制。現(xiàn)代化的電力系統(tǒng)自動監(jiān)視和控制系統(tǒng)是以計算機為中心的在線實時控制系統(tǒng)。

電力系統(tǒng)的自動監(jiān)視和控制系統(tǒng)由三部分組成：以計算機系統(tǒng)為核心的中央控制（調(diào)度）中心、被控對象的控制系統(tǒng)和遠程通訊系統(tǒng)。遠程通訊系統(tǒng)將被控對象（如發(fā)電廠、變電所等）運行狀態(tài)的各種信息傳遞給計算機系統(tǒng)，計算機對電力系統(tǒng)運行的實時信息進行綜合分析，作出調(diào)度決策，形成控制信息，通過遠程通訊系統(tǒng)發(fā)送到被控對象。

為了確保電力系統(tǒng)實時控制系統(tǒng)的安全、可靠，通常由兩臺以上的計算機與相應的外圍設備構(gòu)成,一般采用體積小、價格低、可靠性高的多臺微型機。計算機系統(tǒng)配置方案大致有以下三種：

雙機系統(tǒng)。通常用于中、小型電力系統(tǒng)。平時由一臺計算機擔負在線實時控制功能，另一臺進行離線計算。當在線計算機出現(xiàn)故障時，可以手動切換（切換時間允許在十分鐘內(nèi)完成）。也可以由一臺計算機擔負主要的在線任務，另一臺擔負次要的任務，它們之間保持緊密的聯(lián)系。當一臺計算機發(fā)生故障時，所有的功能都轉(zhuǎn)到另一臺計算機上，可在10—15秒內(nèi)完成切換。

主機—前置機系統(tǒng)。將一些簡單的計算和監(jiān)控 （如遠程信息的收集與處理、負荷—頻率控制、屏幕顯示等）任務，用微型機來處理，作為系統(tǒng)前置機。較復雜的計算任務，可集中到高速、大容量的計算機，作為系統(tǒng)主機。為了保證系統(tǒng)可靠性，主機和前置機采用雙機。

分層控制多機系統(tǒng)。該系統(tǒng)適用于大型電力系統(tǒng)。分層控制就是將監(jiān)視和控制任務分組管理。在每個區(qū)調(diào)內(nèi)裝設微型計算機，由它收集本地區(qū)各廠、站的遠程信息，經(jīng)過整理加工后轉(zhuǎn)發(fā)給裝在中調(diào)所的主計算機。主計算機監(jiān)視主網(wǎng)的運行情況，也控制一部分直調(diào)廠、站。主計算機的控制命令經(jīng)過高速通道發(fā)送給每臺微型機，再由它監(jiān)控本地區(qū)的每一個發(fā)電廠、變電站、集控站。采用分層控制，可減輕主機負擔。在緊急狀態(tài)下，可將電力系統(tǒng)分成幾個孤立系統(tǒng)單獨運行，提高了可靠性。

實時控制系統(tǒng)應配備實時時鐘、完善的多級優(yōu)先權中斷系統(tǒng)和中斷服務程序，使系統(tǒng)在規(guī)定時間內(nèi)，周期性、快速地響應被控對象所提供的信息（是隨機信息，也稱為外部事件）。若存在幾個外部事件，實時控制可以根據(jù)它們的輕重緩急（或不同的優(yōu)先級別）進行處理，主機響應優(yōu)先級別較高的外部事件所提出的中斷請求，立即轉(zhuǎn)入該外部事件的中斷服務程序。

電力實時控制系統(tǒng)的軟件應能適應系統(tǒng)龐大、復雜和快速的要求。程序設計的工作量是很大的，應包括系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)庫和應用程序的設計。系統(tǒng)軟件（包括實時操作系統(tǒng)和過程控制語言）應結(jié)合電力系統(tǒng)實時控制的特點，進行多道程序分時操作，便于修改和增加功能塊，能處理非標準外圍設備的信息，硬件故障的自動診斷，多機系統(tǒng)之間信息的交換等。實時控制系統(tǒng)中，所有應用程序需要使用一組共用的數(shù)據(jù)（包括實時數(shù)據(jù)和固定數(shù)據(jù)）。通常，把這些數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)庫內(nèi)進行管理，便于修改、檢索、交換和保護。

近年來，電力系統(tǒng)實時控制的應用程序發(fā)展較快，大致可分為兩大類：面向安全的應用程序和面向經(jīng)濟的應用程序。前者主要有安全監(jiān)視、安全分析和安全對策；后者主要有自動調(diào)頻和經(jīng)濟調(diào)度。

電力系統(tǒng)遠程通訊裝置是直接為電力監(jiān)控系統(tǒng)服務的，應滿足精度高、速度快、設備可靠性高、抗干擾能力強、易維護等要求。數(shù)字式遙測裝置能滿足上述要求，現(xiàn)已逐漸取代模擬式遙測裝置。我國生產(chǎn)的WYZ型遠程裝置，采用串行編碼方式，一臺發(fā)送器可傳送32、64或128個遙測量，使每個通道能夠傳遞的信息量大大增加。每2.5—3秒就可以收集一次全系統(tǒng)信息，如電力系統(tǒng)各母線電壓、相角，各線路與變壓器的有功、無功功率狀況，各斷路器與隔離開關的實時狀態(tài)等。近年來出現(xiàn)的數(shù)字式遠程裝置與微處理機技術相結(jié)合，大大提高遠程信息處理的可靠性和精度。