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        淺談智能電網調度自動化技術

        2015-12-19 21:00:10秦爽
        卷宗 2015年11期
        關鍵詞:調度供電電網

        秦爽

        摘 要:電網調度自動化是指利用網絡技術、通信技術、電子技術等各種高新技術,以實現電力系統中電網的安全運行以及事故狀態(tài)下的監(jiān)測、控制與保護的自動化和智能化。隨著我國智能電網的建設,電網調度自動化技術在電力系統中得到了廣泛的普及與應用,對保證電力系統的安全、可靠與經濟運行都發(fā)揮出了重要的作用。

        關鍵字:電力系統;電網調度;自動化;研究

        電網是電力系統中聯系發(fā)電與用電設施的總稱,并主要由輸電線路、配電線路、變電站、配電所等多個部分所組成。隨著近年來我國電力系統的迅速發(fā)展,電網的規(guī)模正逐漸擴大,其電壓等級也不斷提高?;谶@樣龐大的電力網絡,必須采用調度自動化技術,以實現對電網運行狀態(tài)的實時監(jiān)控與經濟調度,實現對電網運行故障的及時分析與處理,進而保障整個電力系統的經濟、安全運行。

        1 實施電網調度自動化的意義

        (一)提高供電質量

        電網調度自動化能利用各種終端系統,實現對電網運行過程中電壓、頻率、負荷、潮流等數據變化的實時監(jiān)控,并通過對電網中各類設備運行的動態(tài)調整,從而使無功功率趨向于平衡,并保證主設備的位置狀況及各種指標能符合標準規(guī)定,從而有效提升供電質量與供電安全。

        (二)提高供電可靠性

        通過電網調度自動化技術的應用,一方面能對復雜的電力網絡及設備進行實時的狀態(tài)監(jiān)控,當故障發(fā)生后能及時判斷分析,從而及時的處理故障;另一方面,調度自動化技術還能通過饋線自動化的故障隔離,以及故障區(qū)域的供電恢復,以極大的減少停電時間和停電范圍,這都有效保證了供電的可靠性。

        (三)提高了供電的經濟性

        通過電網調度自動化技術,還能進行電網的拓撲分析、狀態(tài)估計、潮流計算以及負荷預測等多種功能,以實現電網運行的經濟調度,從而達到降低供電損耗,節(jié)省能源,多發(fā)電和多供電的目的,有效提高供電的經濟性。

        2 電網調度自動化的功能及應用

        (一)電網調度自動化的分層控制應用

        隨著近年來我國電力網絡的逐步擴大,在全國范圍內已形成大型區(qū)域電網。基于龐大的電力網絡,為保障大型電力網絡之間的能量交換,必須實現自動化的分級控制與管理。

        如圖1所示,我國電網通過實施分層自動化管理,各層次之間的調度自動化系統通過數據信息的分層采集、逐級上傳,以保證整個電力網絡的經濟、安全和可靠運行。以國家電網調度自動化系統和大區(qū)電網調度自動化系統為例,其主要功能和特點有:

        1 國家電網調度自動化系統。在該級系統中通過通信技術與網絡技術, 與大區(qū)電網調度系統之間相連接,以協調和控制大區(qū)電網的潮流分布與運行方式,并且實時監(jiān)控與管理全國電網的運行狀況。

        2 大區(qū)電網調度自動化系統。在該級系統中根據統一調度和分級管理的原則,對東北電網、華北電網、西北電網等各大區(qū)電網的安全運行、用電計劃負責,以提高供電的質量和安全、經濟運行的水平。其功能主要包括:

        (二)電網調度自動化的具體功能應用

        目前,電網調度自動化中功能最為完善的一種系統被稱為能量管理系統(EMS),它能夠將SCADA系統、AGC 系統、EDC系統的功能融為一體,以實現電網的網絡分析、數據采集、數據監(jiān)控以及自動發(fā)電控制等多種分散的功能進行有機的結合,并進行統一化的管理,為我國電力系統電網調度自動化水平的提升與發(fā)展創(chuàng)造出了有力的條件。

        EMS調度自動化系統的主要應用功能, 集中在以下幾個方面:

        1 網絡拓撲分析

        網絡拓撲分析也被稱為網絡接線分析,它是根據電網一次接線圖以及開關閉合狀態(tài),來確定電網節(jié)點與支路之間的連通關系。利用網絡接線分析,不僅能給出系統中各子系統的拓撲結構,而且還能對網絡元件進行跟蹤著色,用直觀、形象的方式來表現出各網絡元件的運行狀態(tài)以及網絡各節(jié)點間的連通性。

        2 狀態(tài)估計

        利用SCADA系統進行全電網實施數據收集和匯總時,其數據匯總得到的SCADA數據庫往往存在以下缺陷:一是部分設備的運行參數無法測量,導致所收集數據的不全面;二是數據采集和轉換環(huán)節(jié)容易存在誤差,導致數據不精確;三是因濾波或干擾編碼等,造成所收集數據錯誤;四是因各種誤差的存在,導致數據計算分析的不準確。

        3 潮流計算

        潮流計算是保證電網穩(wěn)態(tài)運行的重要計算功能,它能根據整個電網的運行條件、網絡拓撲分析結果以及相關設備的運行參數,對各母線電壓、各電力元件功率以及整個電網功率損耗等運行狀態(tài)數據進行求解。電力系統運行調度人員,則可以根據潮流計算結果,對當前電網供電方案、運行方式進行對比分析,從而制定出最合理、經濟的電網運行方案。

        4 負荷預測

        EMS系統主要負責對電網過去、現在及未來三類數據信息的收集與分析, 其中未來數據信息就主要來源于電網的負荷預測。負荷預測主要可分為系統負荷預測以及母線負荷預測這兩類,它作為EMS系統的主要功能模塊,對于整個電網的經濟運行以及安全控制都是非常重要的。近年來,我國各省、市、地區(qū)的電力管理部門都非常重視電網的負荷預測,并通過不斷提高負荷預測的精度,以提高電網運行的安全性與經濟性。

        3 對電網調度自動化技術的發(fā)展展望

        我國電力系統電網調度自動化技術的研究與應用工作,最初起始于20世紀70年代。經過多年以來的發(fā)展與應用, 相關技術的應用已逐步實現了實用化與商業(yè)化。目前,我國已有38個省市的電網調度中心建立了較為完善的SCADA系統或者EMS系統。

        電網調度自動化技術在未來的發(fā)展趨勢是: 一是能更加適應堅強智能電網的發(fā)展需要,并不斷開發(fā)出與之相適應的分析功能與決策功能,能夠更好的輔助調度人員實時監(jiān)控與智能控制;二是電網調度自動化技術在未來將更加標準化、開放化,以不斷適應新技術的發(fā)展需要,并能更好的滿足各級電網調度中心的信息數據交互和融合的需要。

        4 結語

        本文從實施電網調度自動化的意義出發(fā),并著重就電網調度自動化在電力系統中的應用與發(fā)展進行了研究與探索。隨著電力系統電網調度自動化技術的應用與發(fā)展,它不僅已成為了各省、市地區(qū)電網調度工作的重要技術工具與分析手段,而且明顯提升了電網的調度運行水平,對保障整個電力系統的經濟、安全運行都起到了非常重要的作用。

        參考文獻

        [1] 李文杰. 調度自動化系統在電網中的應用[J]. 科技咨詢,2013(07).

        [2] 李海燕. 地區(qū)電網調度自動化EMS 系統設計規(guī)劃研究[J]. 科技與生活,2014 (07).

        [3] 陳慈萱. 電氣工程基礎[M]. 北京:中國電力出版社,2013.

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