國(guó)網(wǎng)大連供電公司 黃佳偉 姜威達(dá) 喬星漢 潘鵬飛 譚俐

電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用探討

國(guó)網(wǎng)大連供電公司 黃佳偉 姜威達(dá) 喬星漢 潘鵬飛 譚俐

本文從電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)原理，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)以及控制技術(shù)，以自身系統(tǒng)設(shè)備基礎(chǔ)，探討如何通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)來(lái)加強(qiáng)對(duì)電力系統(tǒng)無(wú)人值班站的建設(shè)與管理，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化集中監(jiān)控調(diào)度。

電力系統(tǒng)；調(diào)度自動(dòng)化；控制技術(shù)

0 引言

電力系統(tǒng)中的調(diào)度自動(dòng)化以及遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)已經(jīng)成為整個(gè)電力行業(yè)發(fā)展的核心。調(diào)度自動(dòng)化以及遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)不僅能有效提升電力系統(tǒng)的智能化和交互性，還對(duì)整個(gè)電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展起著推動(dòng)的作用。調(diào)度自動(dòng)化以及遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)是密不可分的，接下來(lái)一起對(duì)電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化以及遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)的要點(diǎn)進(jìn)行研究探討。

1 綜合自動(dòng)化控制技術(shù)概念

1.1 綜合自動(dòng)化技術(shù)

綜合自動(dòng)化技術(shù)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為前提，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為介質(zhì)，分層模式作為主要結(jié)構(gòu)，從而進(jìn)行自我控制來(lái)融合多種技術(shù)的一種綜合性技術(shù)。計(jì)算機(jī)作為基礎(chǔ)，在電力調(diào)度工作中，需要其進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算與數(shù)據(jù)分析，并迅速做出正確的判斷，所以要求其功能強(qiáng)大且工作效率高。綜合自動(dòng)化控制技術(shù)的輔助技術(shù)之一就是通信技術(shù)，通過(guò)對(duì)其的運(yùn)用來(lái)管理整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)，其中包括電力系統(tǒng)的每一個(gè)細(xì)節(jié)，通過(guò)這樣自動(dòng)化的控制與管理，避免了人工操作過(guò)程中出現(xiàn)的一些情況，提高工作效率。

1.2 綜合自動(dòng)化控制技術(shù)功能組成

綜合自動(dòng)化控制技術(shù)其功能組成包括了兩個(gè)部分，分別是計(jì)算機(jī)和單片機(jī)兩部分。主要作用是保護(hù)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行，提高電力系統(tǒng)的工作效率。同時(shí)可以自動(dòng)化控制變電站，定期提交變電站電壓報(bào)表，自動(dòng)進(jìn)行用電調(diào)整，盡量減少人工干擾，此外，能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)中出現(xiàn)的問(wèn)題迅速尋找出來(lái)并解決掉，保證電力系統(tǒng)的安全。

2 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)功能特點(diǎn)

2.1 能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)進(jìn)行安全分析

所謂安全分析主要是對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，利用模擬分析與計(jì)算的方式對(duì)事故發(fā)生的概率進(jìn)行核算、分析，如果事故一旦發(fā)生，可以第一時(shí)間找打問(wèn)題所在位置，迅速恢復(fù)電力系統(tǒng)的運(yùn)行。并且可以通過(guò)運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)事故周圍系統(tǒng)與設(shè)備受到的影響進(jìn)行分析與評(píng)估，如果發(fā)現(xiàn)其中一些設(shè)備與系統(tǒng)不在安全范圍，可以立即將其轉(zhuǎn)移至安全位置，以確保電力系統(tǒng)運(yùn)行安全與穩(wěn)定。

2.2 可以實(shí)施監(jiān)測(cè)控制

由于電力系統(tǒng)具體程序復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)龐大的特點(diǎn)，所以運(yùn)行中不可避免會(huì)出現(xiàn)一定程度的故障。通過(guò)電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)，可以對(duì)電力系統(tǒng)出現(xiàn)的異常進(jìn)行告警與識(shí)別。另外，借助人機(jī)對(duì)話的方式還可以對(duì)安全保障設(shè)備、斷路器以及隔離開關(guān)進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制。

2.3 能夠有效降低運(yùn)行成本

電通系統(tǒng)在確保供電質(zhì)量安全可靠的基礎(chǔ)之上，還要確保系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。通過(guò)電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)可以促進(jìn)電能傳輸更高效、調(diào)度精度更高、分配更合理，從而降低運(yùn)行成本。

3 SCADA系統(tǒng)在唐山電網(wǎng)中的應(yīng)用

3.1 節(jié)點(diǎn)入庫(kù)

節(jié)點(diǎn)入庫(kù)，就是將整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)的物理節(jié)點(diǎn)按照其聯(lián)接關(guān)系錄入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，從而形成網(wǎng)絡(luò)物理模型，作為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龅幕A(chǔ)。唐山調(diào)控一體化系統(tǒng)的廠站一次主接線圖上沒有顯示接地刀閘，所以選擇對(duì)間隔接線圖進(jìn)行節(jié)點(diǎn)入庫(kù)。

（1）打開所要進(jìn)行節(jié)點(diǎn)入庫(kù)的廠站的某一間隔接線圖，進(jìn)入編輯態(tài)；

（2）選擇“顯示邊框”顯示需要進(jìn)行節(jié)點(diǎn)入庫(kù)的設(shè)備；

（3）選擇“節(jié)點(diǎn)入庫(kù)”，在彈出的節(jié)點(diǎn)入庫(kù)界面選擇增加，將其添加到界面右方，點(diǎn)擊“選擇入庫(kù)用圖”，點(diǎn)擊“節(jié)點(diǎn)入庫(kù)”將該間隔圖中的節(jié)點(diǎn)入庫(kù)；

（4）節(jié)點(diǎn)入庫(kù)完成后，生成的節(jié)點(diǎn)號(hào)將被寫入數(shù)據(jù)庫(kù)中各設(shè)備表的“節(jié)點(diǎn)號(hào)”域。

在數(shù)據(jù)庫(kù)中，設(shè)備的連接關(guān)系通過(guò)其端子的節(jié)點(diǎn)號(hào)來(lái)表示，如果兩個(gè)設(shè)備端子具有相同的節(jié)點(diǎn)號(hào)，則表示它們連接在一起。

在選擇進(jìn)行節(jié)點(diǎn)入庫(kù)后，系統(tǒng)將首先進(jìn)行連接關(guān)系驗(yàn)證，連接關(guān)系驗(yàn)證包括警告和錯(cuò)誤兩大類，各類又包含多種情形。警告類包括：端子空掛，即一個(gè)設(shè)備端子部和其他任何設(shè)備端子相連；錯(cuò)誤類包括：不同廠站的設(shè)備連接在一起，不同電壓等級(jí)的設(shè)備連接在一起。

3.2 狀態(tài)估計(jì)

在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，由于接入系統(tǒng)的變電站的遠(yuǎn)動(dòng)裝置存在一定的誤差，數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)也會(huì)產(chǎn)生一定的誤差，使得調(diào)控一體化主站系統(tǒng)接收到的遙測(cè)數(shù)據(jù)也存在不同程度的誤差，數(shù)據(jù)的可靠性降低。此外，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量裝置的數(shù)量和種類的限制也會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)的分析缺少足夠的數(shù)據(jù)。因此，要對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行狀態(tài)估計(jì)，通過(guò)狀態(tài)估計(jì)濾掉不良數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度并補(bǔ)充不足的量測(cè)值，為電力系統(tǒng)高級(jí)應(yīng)用提供可靠地?cái)?shù)據(jù)。

3.3 調(diào)度員潮流

調(diào)度員潮流是電力系統(tǒng)能量管理系統(tǒng)中最基本的高級(jí)網(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用軟件，潮流計(jì)算是對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行條件下的研究，提供了在給定條件下網(wǎng)絡(luò)里功率流動(dòng)和節(jié)點(diǎn)電壓的有關(guān)信息，不僅能研究當(dāng)前電力系統(tǒng)可能出現(xiàn)的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)歷史運(yùn)行方式的變化進(jìn)行分析，還能用來(lái)校核調(diào)度計(jì)劃的安全合理性。在線調(diào)度員潮流基于狀態(tài)估計(jì)的正確結(jié)果可以進(jìn)行在線潮流計(jì)算或模擬操作潮流計(jì)算，得出線路、變壓器電流、母線電壓的越限信息，為調(diào)度員實(shí)際操作的可行性提供理論依據(jù)，也為操作后的方式調(diào)整提供參考。

唐山調(diào)控一體化OPEN-3000系統(tǒng)提供的調(diào)度員潮流應(yīng)用軟件結(jié)合唐山地調(diào)調(diào)度員的使用經(jīng)驗(yàn)和國(guó)電南瑞的強(qiáng)大開發(fā)能力，針對(duì)唐山調(diào)控一體化系統(tǒng)的需求，提供了眾多更實(shí)用的功能，包括數(shù)據(jù)來(lái)源的多樣性（實(shí)時(shí)、預(yù)測(cè)、歷史），靈活變化與修改運(yùn)行方式，良好的收斂性與輔助分析功能，方便直觀的檢查、監(jiān)視、調(diào)整結(jié)果的功能等，這些都使唐山地調(diào)調(diào)度員在實(shí)時(shí)環(huán)境中得到最好的培訓(xùn)操作和模擬研究的體驗(yàn)。

3.4 負(fù)荷預(yù)報(bào)

（1）超短期負(fù)荷預(yù)報(bào)指未來(lái)1h內(nèi)的負(fù)荷預(yù)報(bào)，用于預(yù)防控制和緊急狀態(tài)處理需10-60min的預(yù)測(cè)值，用于安全狀態(tài)監(jiān)視需要5-10s或1 -5min的預(yù)測(cè)值；

（2）短期負(fù)荷預(yù)報(bào)主要用于機(jī)組起停、水火電協(xié)調(diào)、機(jī)組經(jīng)濟(jì)組合、負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配和交換功率計(jì)劃，分為日負(fù)荷預(yù)報(bào)和周負(fù)荷預(yù)報(bào)，分別用于安排日和周調(diào)度計(jì)劃；

（3）中期負(fù)荷預(yù)報(bào)是指對(duì)系統(tǒng)的進(jìn)行月負(fù)荷和年負(fù)荷預(yù)報(bào)，用于確定機(jī)組的運(yùn)行方式，安排設(shè)備大修制定檢修計(jì)劃等；

（4）長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)報(bào)是指對(duì)未來(lái)3-5年甚至更長(zhǎng)時(shí)間段內(nèi)的負(fù)荷預(yù)報(bào)，用于電網(wǎng)規(guī)劃部門根據(jù)電力負(fù)荷發(fā)展的需求制定電網(wǎng)改造和擴(kuò)建工作的遠(yuǎn)景規(guī)劃。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我們國(guó)家經(jīng)濟(jì)不斷飛速發(fā)展，對(duì)電力的需求也在與日俱增。正是在這種條件下，如何運(yùn)用各種高新技術(shù)手段助力行業(yè)管理和發(fā)展，已成為電力能源領(lǐng)域的重點(diǎn)發(fā)展方向。通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)控制技術(shù)來(lái)加強(qiáng)對(duì)電力系統(tǒng)無(wú)人值班站的建設(shè)與管理，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化集中監(jiān)控調(diào)度對(duì)電力體統(tǒng)高效運(yùn)維將起到積極的推進(jìn)作用。

[1]楊曹?。娏φ{(diào)度中綜合自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用探討[J]．低碳世界，2016，07：65-66．

[2]唐娜．變電站智能輔助系統(tǒng)分析與研究[J]．信息系統(tǒng)工程，2017，01：137-138+141．