張恒一張亮

1.上海電力學(xué)院電氣工程學(xué)院 200090 2.河南省睢縣供電有限責(zé)任公司 476900

淺談電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展

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1.上海電力學(xué)院電氣工程學(xué)院 200090 2.河南省睢縣供電有限責(zé)任公司 476900

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)電能的需求量愈來愈大，對(duì)電能的可靠性、電能質(zhì)量要求越來越高，不僅促進(jìn)了電力系統(tǒng)的發(fā)展，也促進(jìn)了電網(wǎng)調(diào)度管理水平的發(fā)展。

電力系統(tǒng)；調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)；發(fā)展歷程

一、電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)概述

電力系統(tǒng)是一個(gè)由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電組成的龐大而復(fù)雜的整體。電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化在電力系統(tǒng)中處于重要地位，對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行起著不可或缺的作用。電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)由三部分組成：廠站端、控制中心主站系統(tǒng)和信息通道，其主要功能可概述為：從廠站端（發(fā)電廠、變電站）采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息通過信息數(shù)據(jù)通道傳送至控制中心主站，主站的調(diào)度工作人員由處理后的數(shù)據(jù)判斷電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生事故時(shí)，調(diào)度人員能迅速采取措施，發(fā)出相應(yīng)命令，經(jīng)信息通道到達(dá)廠站端后由自動(dòng)裝置執(zhí)行，防止事故擴(kuò)大。

二、電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展

（一）早期階段

在電力系統(tǒng)發(fā)展的早期階段，信息采集技術(shù)還沒有很大發(fā)展，調(diào)度人員無法得知遠(yuǎn)方廠站的實(shí)時(shí)信息，只能靠電話、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行電網(wǎng)的調(diào)度和管理。由于時(shí)效性差，易導(dǎo)致事故的擴(kuò)大，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

（二）遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用

我國(guó)最早的遙測(cè)裝置是電子管和繼電器邏輯的遙測(cè)、遙信、遙控裝置，由于設(shè)備容量小、精度低，不能滿足電網(wǎng)發(fā)展的需要。隨著電子元器件和數(shù)字邏輯技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)在20世紀(jì)60年代中期的晶體管數(shù)字綜合遠(yuǎn)動(dòng)裝置采用了模/數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字遙測(cè)，遙測(cè)精度大為提高；采用了時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)，遙測(cè)的路數(shù)也增多了；采用了抗干擾編碼技術(shù)，使傳輸?shù)目煽啃砸驳玫搅颂岣??？傊跀?shù)字綜合遠(yuǎn)動(dòng)裝置中，將數(shù)據(jù)通信、計(jì)算機(jī)技術(shù)引進(jìn)遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，使遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)在原理上有了一個(gè)飛躍，這些技術(shù)原理即使在現(xiàn)在的微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)中仍被繼續(xù)采用。隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，在數(shù)字綜合遠(yuǎn)動(dòng)裝置中也采用了集成電路技術(shù)，但從晶體管到集成電路數(shù)字綜合遠(yuǎn)動(dòng)裝置只是器件上的更新替代，原理上沒有發(fā)生實(shí)質(zhì)性的變化。遠(yuǎn)動(dòng)和通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，結(jié)束了電力系統(tǒng)僅靠電話進(jìn)行調(diào)度的歷史，系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息進(jìn)入調(diào)度室，使得調(diào)度人員能夠?qū)崟r(shí)、迅速地掌握系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理事故，防止事故擴(kuò)大。在20世紀(jì)60年代，電力系統(tǒng)開始使用數(shù)字式的遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備，提高了數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)木?、速度和可靠性。在這一時(shí)期，這些遠(yuǎn)動(dòng)裝置和通信設(shè)施構(gòu)成的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，主要功能是監(jiān)視電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、進(jìn)行遠(yuǎn)距離的斷路器開斷操作以及進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄和統(tǒng)計(jì)等。

（三）以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

將微機(jī)技術(shù)應(yīng)用于遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)后，遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)發(fā)生了重大變化，原來許多不易實(shí)現(xiàn)的功能，采用微機(jī)技術(shù)后便迎刃而解。與常規(guī)遠(yuǎn)動(dòng)相比，微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)功能強(qiáng)、體積小、可靠性高。如在微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)終端上，可以方便完成1：N的接收以及轉(zhuǎn)發(fā)功能。隨著60年代后期多起大面積的停電事故在其他國(guó)家發(fā)生，客觀上要求我國(guó)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，不僅能實(shí)時(shí)掌握電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，也能夠?qū)ο到y(tǒng)正常和事故情況下做出控制和決策，加強(qiáng)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的分析、控制。在這種情況下，形成了所謂能量管理系統(tǒng)（EMS），此系統(tǒng)包括SCADA、自動(dòng)發(fā)電控制與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、網(wǎng)絡(luò)分析、調(diào)度管理和計(jì)劃功能。借助這種自動(dòng)化系統(tǒng)，調(diào)度運(yùn)行人員的主要職能從之前的監(jiān)視記錄轉(zhuǎn)變成目前的對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)分析、判斷和決策?，F(xiàn)在常講的電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)基本上基于這時(shí)的概念展開并有所發(fā)展。

（四）調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的建立

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，電力工業(yè)中信息網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)是開放的、互聯(lián)的、共享的。90年代開始，我國(guó)部分地區(qū)投入運(yùn)行了開放式的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，并收到了良好的效果。1997年中國(guó)電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的開通，實(shí)現(xiàn)了國(guó)、網(wǎng)、省調(diào)的一級(jí)網(wǎng)的互連，1998年中國(guó)電力信息網(wǎng)開通，進(jìn)一步推動(dòng)了各級(jí)調(diào)度自動(dòng)化之間的信息交換?，F(xiàn)在國(guó)調(diào)的數(shù)據(jù)網(wǎng)已經(jīng)與因特網(wǎng)連接，并與各網(wǎng)調(diào)、大多數(shù)的省調(diào)之間開通了email等多項(xiàng)服務(wù)。

（五）調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的目前存在的問題

1、信息通道問題

從近年全國(guó)電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化運(yùn)行的情況分析，通道原因引起的遠(yuǎn)動(dòng)障礙占59.74%，可見，通道的不足和可靠性不高已經(jīng)成為了影響遠(yuǎn)動(dòng)功能的主要問題。不少的系統(tǒng)存在著通道利用率低或過高的現(xiàn)象，造成了通道的浪費(fèi)或可靠性降低。

2、設(shè)備的采購和利用問題

近年來，一些系統(tǒng)片面追求調(diào)度設(shè)備的先進(jìn)性，而忽略了其經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。不少用戶不顧采購的必要性，片面追求更新?lián)Q代，造成了經(jīng)濟(jì)效益的降低。另一方面，目前存在著遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備的不少功能利用不足的現(xiàn)象，甚至有些基本的功能也沒有得到充分的發(fā)揮。例如遙信、遙調(diào)功能的使用不是很普遍，不少系統(tǒng)都是象征性的使用，影響了設(shè)備功能的充分發(fā)揮。

3、人員的管理問題

電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)在人員管理方面存在著一些問題：運(yùn)行維護(hù)的水平仍需提高，缺少運(yùn)行維護(hù)的技術(shù)人員，會(huì)影響到調(diào)度系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性，影響系統(tǒng)功能的發(fā)揮；沒有足夠重視專業(yè)技術(shù)人員的學(xué)習(xí)培訓(xùn)，存在著過分依賴廠家的現(xiàn)象，重使用、輕維護(hù)，同樣會(huì)影響系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

三、電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著特高壓和全國(guó)大電網(wǎng)互聯(lián)的發(fā)展，調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)該是向著：數(shù)字化、集成化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)格化和市場(chǎng)化的趨勢(shì)發(fā)展。數(shù)字化是指電力信息的數(shù)據(jù)化，將采集的模擬信息數(shù)字化，便于傳輸、儲(chǔ)存和處理，是目前和未來的發(fā)展基礎(chǔ)。集成化和網(wǎng)格化是指不同的調(diào)度中心之間信息的整合共享、分類存取，這將使得整個(gè)大電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享使用更加方便，從而構(gòu)建更加堅(jiān)強(qiáng)的大電網(wǎng)。智能化是構(gòu)建智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的智能控制，是將來的發(fā)展方向。標(biāo)準(zhǔn)化是調(diào)度系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)，包括執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)和制定新的標(biāo)準(zhǔn)。市場(chǎng)化則是整個(gè)電力工業(yè)將來的發(fā)展趨勢(shì)，是電力體制改革的必然選擇。

四.結(jié)語

隨著科技的不斷進(jìn)步，先進(jìn)技術(shù)會(huì)越來越多的應(yīng)用到調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中，進(jìn)一步推動(dòng)其完善和發(fā)展；另一方面，經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和人們對(duì)電能要求的不斷提高，也會(huì)促進(jìn)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)向更加安全、可靠的方向發(fā)展，保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。