廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司賀州供電局 羅騰鴻

電網(wǎng)調(diào)度自動化應(yīng)用與優(yōu)化

廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司賀州供電局 羅騰鴻

隨著中國經(jīng)濟快速有效持續(xù)的發(fā)展，一些大中型城市的用電量也逐步攀升，傳統(tǒng)的電網(wǎng)模式已經(jīng)難以滿足目前的生產(chǎn)生活的需要，必須將電網(wǎng)發(fā)展成為輸電，變電等多種混合一體的完整功能和用途綜合能力做出相應(yīng)的提高以達到需求。隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展，一定程度上也刺激了電網(wǎng)自動化的發(fā)展，引進新的管理理念，建設(shè)科技技術(shù)含量更高的設(shè)備，改進功能實用性的電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)，不僅對人們的生產(chǎn)生活有著很重要的意義，同時也會在一定程度上促進經(jīng)濟的快速發(fā)展提供有力的條件。

電網(wǎng)；調(diào)度自動化；應(yīng)用；優(yōu)化

引言

國內(nèi)的電網(wǎng)自動化建設(shè)比較緩慢，從最初的相對簡單的微機管理發(fā)展到使用多個變電站相對獨立工作自動化系統(tǒng)和電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)，尤其是最近幾年科學(xué)技術(shù)的不斷革新和發(fā)展，同時也促進帶動電網(wǎng)調(diào)度自動化數(shù)據(jù)處理，傳輸技術(shù)，采集技術(shù)等不同的技術(shù)達到了一個全新的領(lǐng)域。

一、調(diào)度自動化系統(tǒng)基礎(chǔ)解析

調(diào)度自動化系統(tǒng)是為電網(wǎng)的正常運行提供數(shù)據(jù)采集及電網(wǎng)正常運行數(shù)據(jù)監(jiān)控服務(wù)，能夠有效地實現(xiàn)對各級電網(wǎng)運行人員的有效支撐，為運行人員正確操作提供支持，實現(xiàn)電網(wǎng)運行人員的有效決策，確保整個電力系統(tǒng)操作正常。調(diào)度自動化系統(tǒng)是整個電網(wǎng)的焦點，自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要有調(diào)控中心、主站、站端以及信息通道傳輸?shù)炔糠纸M成。依據(jù)整個調(diào)度自動化系統(tǒng)信息傳輸功能的分歧，將調(diào)度自動化系統(tǒng)分為采集子體系、傳輸子體系、人機聯(lián)系子體系及信息處理子體系等多個體系。

二、電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的基本應(yīng)用剖析

1.SCADA系統(tǒng)的應(yīng)用功能

SCADA系統(tǒng)主要是在統(tǒng)一的支撐平臺下電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的一個具體應(yīng)用，也是EMS系統(tǒng)中最為基本的一個應(yīng)用，其主要實現(xiàn)了對電網(wǎng)高性能、實時的數(shù)據(jù)監(jiān)控功能。電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)，能夠完成電網(wǎng)電壓等級的設(shè)定、調(diào)度口令命令以及系統(tǒng)工作站的安全管理等功能。電網(wǎng)中任何對設(shè)備的操作都能準確在SCADA系統(tǒng)中進行記錄，并且能夠?qū)⒂涗涍M行打印。在對電網(wǎng)任何設(shè)備進行操作前系統(tǒng)都會進行安全性和相關(guān)命令口令的檢查，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)處理和調(diào)節(jié)，并能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓撲和事故追憶等功能。通過SCADA系統(tǒng)還能夠?qū)﹄娋W(wǎng)實現(xiàn)“四遙”功能，其主要依靠在各個變電站和發(fā)電廠中所放置的RTU和監(jiān)控設(shè)備完成。在調(diào)度主站端的SCADA系統(tǒng)能夠完成對數(shù)據(jù)通道相關(guān)數(shù)據(jù)的收集，實現(xiàn)RTU或電網(wǎng)電氣量信息的查看，并利用主站端的SCADA功能實現(xiàn)對整個電廠及變電站進行數(shù)據(jù)控制。站端的綜自設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)對主站命令的有效接收，并結(jié)合自身的功能來完成站端設(shè)備的控制。

2.AVC系統(tǒng)的應(yīng)用功能

（1）全網(wǎng)無功優(yōu)化

當(dāng)?shù)貐^(qū)電網(wǎng)內(nèi)各級變電站電壓處在合格范圍內(nèi)時，控制本級電網(wǎng)內(nèi)無功功率流向合理，達到無功功率分層就地平衡,提高受電功率因數(shù)。同電壓等級同變電站不同容量電容器組根據(jù)計算決策誰優(yōu)先投入，不同變電站電容器組根據(jù)計算決策誰優(yōu)先投入。

（2）全網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)

當(dāng)無功功率流向合理，某變電站10kV側(cè)母線電壓超上限或下限運行，處在不合理范圍時，分析同電源、同電壓等級變電站和上級變電站電壓情況，決定是調(diào)節(jié)本變電站有載主變分接開關(guān)還是調(diào)節(jié)上級電源變電站有載主變分接開關(guān)，做到多級電壓協(xié)調(diào)控制，達到以最少的分接開關(guān)動作次數(shù)，使最大范圍的電壓合格，避免了多個變電站間頻繁調(diào)節(jié)主變分接開關(guān)引起的電壓調(diào)節(jié)振蕩。

（3）無功電壓綜合控制

當(dāng)變電站10kV母線電壓超上限時，先降低主變分接開關(guān)檔位，如達不到要求，再切除電容器；當(dāng)變電站10kV母線電壓超下限時，先投入電容器，達不到要求時，再提高主變分接開關(guān)檔位，盡可能提高電容器投入利用率。如果本級變電站無調(diào)節(jié)手段，則考慮調(diào)節(jié)上級變電站設(shè)備。

（4）安全控制策略

每個設(shè)備可以單獨設(shè)置動作間隔時限，通過潮流計算和靈敏度矩陣計算來對設(shè)備動作進行可靠預(yù)算；建立了較完善的動作閉鎖機制防止系統(tǒng)誤發(fā)令，并可以過濾掉尖峰脈沖數(shù)據(jù)等干擾數(shù)據(jù)。

3.PAS高級軟件應(yīng)用功能

PAS高級軟件主要能夠?qū)崿F(xiàn)對電網(wǎng)經(jīng)濟運行情況的監(jiān)視，并能夠提供預(yù)防、優(yōu)化和對電網(wǎng)緊急情況下的控制功能，對整個電網(wǎng)的功能進行有效分析，主要實現(xiàn)以下功能：

（1）電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的拓撲

電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的拓撲對整個電網(wǎng)絡(luò)分析具有重要作用，通過對網(wǎng)絡(luò)拓撲模型的有效分析能夠確保各種軟件的正確應(yīng)用。

（2）電網(wǎng)狀態(tài)的正確估計

電網(wǎng)狀態(tài)的估計能夠?qū)崿F(xiàn)對信息模塊的重建，尤其是以EMS相關(guān)分析軟件為基礎(chǔ)的。

（3）調(diào)度員潮流分析

調(diào)度員潮流分析也許可以實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度結(jié)果的良好的解析，調(diào)度員可以利用該系統(tǒng)實現(xiàn)假象條件下的網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)的有效模仿，這種模擬實現(xiàn)調(diào)度方式計劃的實施。

（4）安全分析

經(jīng)過國家安全系統(tǒng)的分析和評估，可以保證電網(wǎng)的安全并且對突發(fā)時件及時處理。

三、電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)高端功效優(yōu)化剖析

1.DTS高級應(yīng)用功能

電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)作為一套仿真系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)實際數(shù)學(xué)模型的分析和建立，對調(diào)度操作及各種故障的情況進行再現(xiàn)，并將這些信息發(fā)送到電力調(diào)控中心的主站內(nèi)，為調(diào)度員進行模擬提供絕對逼真的環(huán)境，進而達到在不影響實際情況的前提下使調(diào)度員產(chǎn)生身臨其境的感覺。

（1）仿真子系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對電網(wǎng)真實情況的全面虛擬實踐，其主要包括一次系統(tǒng)的模仿和二次安全自動裝置的模仿，還可以實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)的及時采集。

（2）EMS仿真子系統(tǒng)能夠有效實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的有效處理和控制，確保仿真數(shù)據(jù)與真實電網(wǎng)的一致性，調(diào)度自動化學(xué)員可以通過EMS完成相關(guān)應(yīng)用軟件功能。

（3）電力系統(tǒng)中的調(diào)度員培訓(xùn)仿真問題，包括仿真系統(tǒng)的斷面分析、供給對教案工具的管理和DTS系統(tǒng)的保護。

2.潮流計算高級功效運用

電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)中潮流計算是起一個較為主要的高級應(yīng)用功能，通過潮流計算能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)的正常穩(wěn)定運行，并給出在當(dāng)時運行條件下的潮流計算結(jié)果，最后再通過改變運行條件的方式對電網(wǎng)調(diào)度中的潮流計算進行有效分析，保證在各種運行條件及方式下電網(wǎng)潮流均能夠正確、精準的進行核對、校正。不僅如此，潮流計算功能還能夠在網(wǎng)絡(luò)解列狀態(tài)下對各類網(wǎng)絡(luò)潮流進行計算，確保在調(diào)節(jié)電機復(fù)核的過程中起功率缺額能夠達到一定標準，從而使得相關(guān)機組能夠?qū)崿F(xiàn)有效的調(diào)控，最后利用系統(tǒng)圖將網(wǎng)絡(luò)潮流計算結(jié)果加以展示。此外，在條件允許的情況下，還可以通過設(shè)置相關(guān)報警、越限的范式將元件以變色形式予以展示，從而提醒電網(wǎng)運行人員何種電力元件正處于危險運行的狀態(tài)。

圖1 潮流計算示意圖

3.短路電流計算高級應(yīng)用功能

眾所周知，電力系統(tǒng)通常都具有短路電流計算這一高級應(yīng)用功能，它能夠有效實現(xiàn)電力設(shè)備等值阻抗、阻抗核對、校正及其在各類運行條件下短路電流的計算、統(tǒng)計功能。不僅如此，通過短路電流計算還能夠同給定的參考數(shù)值進行比對，在不同的區(qū)間內(nèi)能夠?qū)﹄娏υO(shè)備阻抗進行針對性修正、修復(fù)措施，從而確保計算結(jié)果的精準性。

圖2 短路時電流分布

四、結(jié)語

總而言之，隨著我國社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，我國電力事業(yè)取得了極大的成就與進步。電網(wǎng)新技術(shù)的廣泛使用，我國電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)也逐漸實現(xiàn)了各類高級功能的應(yīng)用。但從整體上來看，我國電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)已經(jīng)朝著數(shù)字化、系統(tǒng)化、智能化與網(wǎng)絡(luò)化的趨勢發(fā)展，功能將越來越完善、效率與質(zhì)量越來越高，這對于確保電網(wǎng)高效、正常運行無疑具有極為重要的作用。

[1]李俊偉.EMS調(diào)度自動化系統(tǒng)在地區(qū)電網(wǎng)中安全調(diào)度應(yīng)用的探討[J].黑龍江科技信息,2010(35).

[2]曾俊欽.論分布式電網(wǎng)調(diào)度運行管理系統(tǒng)[J].電源技術(shù)應(yīng)用,2013(03).