蘇建成

(內(nèi)蒙古電力集團(tuán)有限責(zé)任公司鄂爾多斯電業(yè)局,內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017000)

配電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的研究與分析

蘇建成

(內(nèi)蒙古電力集團(tuán)有限責(zé)任公司鄂爾多斯電業(yè)局,內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017000)

隨著電力體制改革工作的不斷深入、全國(guó)聯(lián)網(wǎng)進(jìn)程的加快及調(diào)度機(jī)構(gòu)達(dá)標(biāo)創(chuàng)一流工作的深入開(kāi)展,我國(guó)配電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)及技術(shù)取得了重大進(jìn)展。將調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于配電網(wǎng),能夠減輕調(diào)度人員的工作難度,對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行科學(xué)調(diào)度,合理安排配電網(wǎng)負(fù)荷,使有限的電力發(fā)揮更大的經(jīng)濟(jì)效益,并且達(dá)到配電網(wǎng)安全、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確和可靠的運(yùn)行,因此本文將就配電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)展開(kāi)探討。

配電網(wǎng) 調(diào)度自動(dòng)化技術(shù) 基本特征 具體應(yīng)用 發(fā)展趨勢(shì)

1 配電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的基本特征

作為一項(xiàng)比較復(fù)雜的新興技術(shù)，調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)將數(shù)字技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)等結(jié)合起來(lái)，服務(wù)于配電網(wǎng)系統(tǒng)，使之實(shí)現(xiàn)離線/在線情況下的智能化管理。通過(guò)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的監(jiān)測(cè)與控制功能，用戶能夠獲得配電網(wǎng)運(yùn)行的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并對(duì)配電網(wǎng)存在的異常問(wèn)題和事故進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，調(diào)度人員則可以通過(guò)數(shù)據(jù)信息的分析來(lái)查看配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，從而技術(shù)處理異常狀況，確保配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

眾多工程實(shí)踐表明，配電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)具有如下特征：(1)配電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)能實(shí)時(shí)并準(zhǔn)確采集、檢測(cè)和處理配電網(wǎng)中各元件、局部或整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)參數(shù);(2)配電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)能夠結(jié)合當(dāng)時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)和系統(tǒng)各元件的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等指標(biāo)要求，為調(diào)度人員作出準(zhǔn)確的控制和調(diào)節(jié)決策提供科學(xué)依據(jù);(3)配電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)配電網(wǎng)的綜合協(xié)調(diào)，確保配電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)和可靠運(yùn)行，同時(shí)還能夠提供優(yōu)質(zhì)的供電;(4)配電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)能夠就提高工作效率，降低電力系統(tǒng)事故的發(fā)生概率，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，尤其可以避免配電網(wǎng)系統(tǒng)的崩潰和大面積停電等連鎖事故的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行的綜合效益。

2 配電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 電力SCADA系統(tǒng)

SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過(guò)程控制與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測(cè)量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類(lèi)信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)功能。

傳統(tǒng)電力SCADA系統(tǒng)主要包括遠(yuǎn)程終端設(shè)備RTU、通信網(wǎng)絡(luò)以及控制中心三大部分，其中RTU負(fù)責(zé)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及本地控制、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信單元通信和執(zhí)行控制功能等任務(wù);通信網(wǎng)絡(luò)主要用于從站與控制中心或從站與其它從站的通信;控制中心通過(guò)控制中心軟件管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，可以通過(guò)主控軟件監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)端現(xiàn)場(chǎng)的工作狀態(tài)和參數(shù)，下發(fā)控制命令進(jìn)行控制，并完成報(bào)表顯示及打印等功能。

隨著電力系統(tǒng)信息化建設(shè)的發(fā)展，傳統(tǒng)電力SCADA系統(tǒng)暴露出了擴(kuò)展新功能難、不同系統(tǒng)和應(yīng)用之間數(shù)據(jù)交換難、不同廠家的產(chǎn)品協(xié)調(diào)工作難等諸多問(wèn)題;特別是無(wú)法實(shí)現(xiàn)Internet如此方便條件下的遠(yuǎn)程監(jiān)控;專(zhuān)門(mén)的數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)限制了第三方的訪問(wèn)，使得很難在現(xiàn)有系統(tǒng)上開(kāi)發(fā)新的應(yīng)用，或是將第三方軟件集成到已有的系統(tǒng)。另外，由于各電力軟件生產(chǎn)廠商推出的基于電力系統(tǒng)的應(yīng)用都是自主設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)的，存在信息模型私有、訪問(wèn)接口私有、協(xié)議私有和互操作性差的不足，導(dǎo)致各個(gè)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享程度和集成度都很低，甚至自己開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品自我擴(kuò)展性也很差，阻礙了傳統(tǒng)SCADA系統(tǒng)被廣泛利用的可能。

2.2 AGC/AVC系統(tǒng)

AGC/AVC系統(tǒng)，其中AGC指的是自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)，AVC指的是最低電壓控制系統(tǒng)。AGC/AVC系統(tǒng)主要應(yīng)用在輸電網(wǎng)中。隨著配電網(wǎng)規(guī)模的發(fā)展及主動(dòng)配網(wǎng)、微電網(wǎng)、分布式發(fā)電等新概念、新技術(shù)的提出及應(yīng)用，AGC/AVC系統(tǒng)也將在配電網(wǎng)中得到用武之地。在閉環(huán)控制中，AGC/AVC系統(tǒng)影響著配電網(wǎng)運(yùn)行的安全性及經(jīng)濟(jì)性。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全國(guó)省級(jí)及以上電網(wǎng)中，有超過(guò)30家投入了AGC功能，在確?？绱髤^(qū)電網(wǎng)和網(wǎng)省電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)運(yùn)行方面發(fā)揮了重要的作用;另外，AVC功能在安徽、福建等省級(jí)電網(wǎng)中獲得了初步應(yīng)用，取得了較好的效果。由此表明，我國(guó)省級(jí)及以上電網(wǎng)調(diào)度已初步實(shí)現(xiàn)了由經(jīng)驗(yàn)型向分析型的過(guò)渡，電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的總體應(yīng)用水平已接近國(guó)際先進(jìn)水平。

2.3 能量管理系統(tǒng)

OPEN-2000能量管理系統(tǒng)是集監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集、電力系統(tǒng)應(yīng)用軟件、自動(dòng)發(fā)電控制、配電管理系統(tǒng)以及調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)等應(yīng)用于一體，具有開(kāi)放型、分布式等特點(diǎn)，適用于網(wǎng)、省調(diào)和大中型地調(diào)的新一代能量管理系統(tǒng)。它作為國(guó)內(nèi)外技術(shù)先進(jìn)、維護(hù)方便、適用面廣、性能完善、穩(wěn)定性高以及具有豐富工程經(jīng)驗(yàn)的系統(tǒng)已成功應(yīng)用于國(guó)調(diào)、廣西區(qū)調(diào)、江蘇省調(diào)、云南省調(diào)、重慶市調(diào)、上海市調(diào)以及南京、哈爾濱等省會(huì)城市在內(nèi)的幾十個(gè)大中地調(diào)中。

SD-6000能量管理系統(tǒng)具有統(tǒng)一支撐平臺(tái)的開(kāi)放式能力管理功能，采用了超大規(guī)模的調(diào)度投影屏、調(diào)度電話自動(dòng)撥號(hào)和氣象衛(wèi)星云圖等新技術(shù)，具有信息實(shí)時(shí)性、開(kāi)放式、分布式和友好的人機(jī)界面等特點(diǎn)。它是當(dāng)前國(guó)內(nèi)技術(shù)先進(jìn)、功能強(qiáng)大、成熟、可靠的分布式SCADA/EMS/DMS系統(tǒng)，該技術(shù)主要應(yīng)用在廣東省調(diào)、北京地調(diào)、南京地調(diào)、鄭州市供電局、海南省供電局等地。

3 配電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

第一，大容量。配電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)需要從全局的角度來(lái)考慮，處理海量的信息，具體表現(xiàn)在如下三個(gè)方面：隨著配電網(wǎng)規(guī)模的快速擴(kuò)充和配電網(wǎng)互聯(lián)的增強(qiáng)，對(duì)配電網(wǎng)大模型的統(tǒng)一分析越來(lái)越成為需要;目前配電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)是針對(duì)配電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)水平的監(jiān)控分析，未來(lái)需要擴(kuò)展到靜態(tài)、動(dòng)態(tài)、穩(wěn)態(tài)三位一體的信息處理與分析;未來(lái)配電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)需要綜合處理配電網(wǎng)、市場(chǎng)和電量信息。第二，統(tǒng)一性。未來(lái)配電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)需要加強(qiáng)監(jiān)控和分析的統(tǒng)一性。在時(shí)間維度上，需要靜態(tài)、動(dòng)態(tài)、暫態(tài)相結(jié)合;在空間維度上，需要各級(jí)調(diào)度的統(tǒng)一協(xié)調(diào);在對(duì)象維度上，需要考慮經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定性和物理穩(wěn)定性的交織作用。第三，高實(shí)時(shí)性。為了實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，高密度采集的相量測(cè)量單元對(duì)高速實(shí)時(shí)通信提出了更高的要求，對(duì)分析和決策軟件的實(shí)時(shí)性要求也更為苛刻，因此未來(lái)配電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)需要向高實(shí)時(shí)性的方向發(fā)展。第四，綜合性。隨著配電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，配電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)行為更為復(fù)雜，而傳統(tǒng)配電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)不能完全滿足配電網(wǎng)發(fā)展和安全運(yùn)行的要求，因此配電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技需要將功能從傳統(tǒng)的監(jiān)視、分析和控制進(jìn)一步延伸到廣域保護(hù)和安全協(xié)調(diào)防御。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著配電網(wǎng)的發(fā)展，配電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)從傳統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)視發(fā)展到需要綜合動(dòng)態(tài)以及暫態(tài)信息監(jiān)視的應(yīng)用。筆者相信，隨著配電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，它必將給電力行業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[1]許曉鋒.配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)問(wèn)題初探[J].科技資訊,2010(2)．

[2]鄒子軍.調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2013(16)．

[3]何云飛,何云波.沁水縣電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)升級(jí)改造實(shí)施方案[J].科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì),2009,19(26)．

蘇建成(1972—),男,本科,內(nèi)蒙古杭錦旗人,工程師,研究方向?yàn)殡娏こ獭?/p>