李振斌 李榮華 曹新穎
摘 要:電網(wǎng)調(diào)度是為了保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行、對外可靠供電、各類電力生產(chǎn)工作有序進行而采用的一種有效的管理手段。隨著現(xiàn)代社會的迅猛發(fā)展,電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大,電網(wǎng)調(diào)度對于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行具有越來越重要的作用,這其中,電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)作為電網(wǎng)調(diào)度最關(guān)鍵部分,能使調(diào)度人員統(tǒng)觀全網(wǎng),有效的指揮電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟運行,在電網(wǎng)調(diào)度和電網(wǎng)運行中有著很重要的作用。伴隨著電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)的不斷發(fā)展,實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動化已成為調(diào)度現(xiàn)代電網(wǎng)的重要手段。
關(guān)鍵詞:電網(wǎng)調(diào)度;自動化系統(tǒng);安全;技術(shù);運行
前言
電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)是基于計算機、通信、控制等技術(shù)的自動化系統(tǒng)的總稱,是在線為各級電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)生產(chǎn)運行人員提供實時電力系統(tǒng)運行信息的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),它為電網(wǎng)調(diào)度運行人員提供了分析決策工具和控制手段,其安全、穩(wěn)定、可靠的運行對于保證電網(wǎng)安全運行,提高供電可靠率,保障電能質(zhì)量具有十分重要的意義。
1 電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的作用和功能
1.1 電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的作用
電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的主要作用是用于監(jiān)視、控制整個電網(wǎng)運行狀態(tài)的。在正常狀態(tài)下,電網(wǎng)調(diào)度人員通過制定運行計劃、運用計算機監(jiān)控系統(tǒng)實時的收集和處理各種電力系統(tǒng)的運行信息,通過在線安全監(jiān)視和安全分析,使系統(tǒng)處于最優(yōu)的運行狀態(tài)。
1.1.1 對電網(wǎng)安全運行狀態(tài)進行監(jiān)視
在電網(wǎng)正常運行時,調(diào)度人員通過監(jiān)視和控制電網(wǎng)的周期波形、潮流、電壓、負(fù)荷和出力等各方面的工況指標(biāo),加上之前確定的各項預(yù)防性措施,對可能出現(xiàn)的緊急狀態(tài)提高處理能力,使之符合規(guī)定,從而保證電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運行,保證合格的電能質(zhì)量。
1.1.2 對電網(wǎng)運行實現(xiàn)安全分析和事故的處理
導(dǎo)致電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生故障或不正常運行的原因有很多,因素也很復(fù)雜。電網(wǎng)的故障過程十分迅速,如果不能及時的進行預(yù)測、判斷或者處理不恰當(dāng),有可能會危及人身和設(shè)備的安全,甚至使整個電網(wǎng)系統(tǒng)的瓦解崩潰,造成大面積的停電事故,帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟損失。由此看來,在整個電網(wǎng)運行系統(tǒng)中必須增強調(diào)度自動化手段,實現(xiàn)對電網(wǎng)運行的安全分析,提供事故處理對策和相應(yīng)的監(jiān)控手段,防止事故的發(fā)生以便處理事故,避免事故造成重大的損失。
1.2 電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的功能
調(diào)度自動化系統(tǒng)的功能主要可分為數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)監(jiān)控以及能量管理兩大部分。
1.2.1 數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視功能
數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視功能主要是完成信息采集、傳輸、監(jiān)視和控制,通過人機界面實現(xiàn)對系統(tǒng)的在線安全監(jiān)視,并有越限告警、記錄、打印制表、事故追憶、系統(tǒng)自身監(jiān)視等工作。另外還包括對系統(tǒng)中的重要開關(guān)進行遙控、對有載調(diào)壓變壓器、調(diào)相機、電容器等設(shè)備進行調(diào)節(jié)或投切,并完成記錄、統(tǒng)計、制表等日常工作。隨著調(diào)度自動化的發(fā)展,把原來獨立的頻率及有功自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及自動發(fā)電控制和經(jīng)濟調(diào)度包括進來,最終擴展成為了AGC/ED功能。
1.2.2 能量管理功能
隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大和接線更加復(fù)雜,僅僅監(jiān)視電網(wǎng)運行工況是遠遠不夠的,近年來在網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的支持下發(fā)展成包括SCADA、AGC/ED、PAS、DTS的能量管理系統(tǒng)。伴隨著電網(wǎng)互聯(lián)和電力改革的步伐的加快,對電網(wǎng)運行調(diào)度和控制的要求提出了許多更高更新的要求,傳統(tǒng)的能量管理的概念、結(jié)構(gòu)和功能都將發(fā)生很大的變化,在一定程度上也將推動電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的變革。
2 電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的構(gòu)成分析
電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)主要由三部分構(gòu)成,即主站系統(tǒng)、自動化系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)。電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)不僅運用了現(xiàn)代自動控制技術(shù),還將計算機技術(shù)和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)等多種高新技術(shù)融入其中。通過綜合利用現(xiàn)代自動控制技術(shù)、電子計算機技術(shù)和遠程通信技術(shù),實現(xiàn)電力系統(tǒng)調(diào)度自動化。
電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)控制著整個電網(wǎng)的運行,是電網(wǎng)的控制核心,保障著電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行,同時還能預(yù)防電網(wǎng)短路故障,對電網(wǎng)故障進行快速恢復(fù)。盡管在電網(wǎng)中,有繼電保護和自動裝置等就地裝置保護電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行,但僅靠這些就地裝置不能保證萬無一失,電網(wǎng)需要有更加可靠地系統(tǒng)來保護電網(wǎng)的安全。電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)就是通過全局故障信息來預(yù)測,分析電網(wǎng)系統(tǒng)的運行情況,從而根據(jù)實際情況對系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種復(fù)雜的問題進行處理的,因此電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)有著很高的可靠性,在電力系統(tǒng)中有著不可取代的作用。
3 電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)按其功能可以分為如下四個子系統(tǒng):信息采集與命令執(zhí)行子系統(tǒng)、信息傳輸子系統(tǒng)、信息采集處理與控制子系統(tǒng)和人機交聯(lián)子系統(tǒng)。
3.1 信息采集與命令執(zhí)行子系統(tǒng)
該子系統(tǒng)是指設(shè)置在發(fā)電廠和變電站中的子站設(shè)備、遙控執(zhí)行屏等等。子站設(shè)備可以實現(xiàn)“四遙”功能,包括:采集發(fā)送電力系統(tǒng)運行的實時數(shù)據(jù)和事故追憶報告,采集并發(fā)送電力系統(tǒng)繼電保護的相關(guān)動作信息、斷路器的狀態(tài)信息及事故順序報告,接受并執(zhí)行電網(wǎng)調(diào)度人員從主站發(fā)送的命令,完成對斷路器的分閘或合閘操作,接受并執(zhí)行電網(wǎng)調(diào)度人員或主站計算機發(fā)送的遙調(diào)命令,調(diào)整發(fā)電機功率。
3.2 信息傳輸子系統(tǒng)
該子系統(tǒng)主要完成主站與子站設(shè)備之間的信息交換及各個調(diào)度中心之間的信息交換。信息傳輸子系統(tǒng)是一個非常重要的子系統(tǒng),信號的傳輸質(zhì)量往往會影響整個調(diào)度自動化系統(tǒng)的質(zhì)量。
4 調(diào)度自動化系統(tǒng)的發(fā)展過程
20世紀(jì)30年代,電力系統(tǒng)就有了集中式自動調(diào)頻和機電型遠動裝置;20世紀(jì)60年代開始用計算機實現(xiàn)SCADA、AGC/EDC功能;我國調(diào)度自動化始于70年代。70年代基于專用計算機和專用操作系統(tǒng)的SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統(tǒng),如SD 176;20世紀(jì)80年代基于通用計算機的EMS(Energy Management System)系統(tǒng),如四大網(wǎng)引進系統(tǒng),VAX/VMS的SCADA/EMS系統(tǒng);20世紀(jì)90年代基于RISC/UNIX的開放式分布式EMS/DMS( Distribution Management System)系統(tǒng),如:RD 800、OPEN 2000、SD 6000、CC 2000等;進入21世紀(jì)以來,遵循IEC 61970 CIM(Common Information model)/CIS(Component Interface Standard),以采用JAVA、因特網(wǎng)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、綜合考慮電力市場環(huán)境中安全運行及商業(yè)化運營要求等為特征的新一代EMS系統(tǒng),如OPEN 2000E、TH21000等。
參考文獻
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作者簡介:李振斌(1982-),男,工程師,碩士,畢業(yè)于天津大學(xué),長期從事電力系統(tǒng)運行與控制、電網(wǎng)調(diào)度計劃工作,現(xiàn)就職于國網(wǎng)天津市電力公司調(diào)度中心。