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。