配電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)的研究與分析

蘇建成

(內(nèi)蒙古電力集團有限責(zé)任公司鄂爾多斯電業(yè)局,內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017000)

配電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)的研究與分析

蘇建成

(內(nèi)蒙古電力集團有限責(zé)任公司鄂爾多斯電業(yè)局,內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017000)

隨著電力體制改革工作的不斷深入、全國聯(lián)網(wǎng)進程的加快及調(diào)度機構(gòu)達標(biāo)創(chuàng)一流工作的深入開展,我國配電網(wǎng)調(diào)度自動化專業(yè)及技術(shù)取得了重大進展。將調(diào)度自動化技術(shù)應(yīng)用于配電網(wǎng),能夠減輕調(diào)度人員的工作難度,對配電網(wǎng)進行科學(xué)調(diào)度,合理安排配電網(wǎng)負荷,使有限的電力發(fā)揮更大的經(jīng)濟效益,并且達到配電網(wǎng)安全、實時、準(zhǔn)確和可靠的運行,因此本文將就配電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)展開探討。

配電網(wǎng) 調(diào)度自動化技術(shù) 基本特征 具體應(yīng)用 發(fā)展趨勢

1 配電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)的基本特征

作為一項比較復(fù)雜的新興技術(shù)，調(diào)度自動化技術(shù)將數(shù)字技術(shù)、計算機技術(shù)和自動控制技術(shù)等結(jié)合起來，服務(wù)于配電網(wǎng)系統(tǒng)，使之實現(xiàn)離線/在線情況下的智能化管理。通過調(diào)度自動化技術(shù)的監(jiān)測與控制功能，用戶能夠獲得配電網(wǎng)運行的各項數(shù)據(jù)，并對配電網(wǎng)存在的異常問題和事故進行自動識別，調(diào)度人員則可以通過數(shù)據(jù)信息的分析來查看配電網(wǎng)運行狀態(tài)參數(shù)，從而技術(shù)處理異常狀況，確保配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

眾多工程實踐表明，配電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)具有如下特征：(1)配電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)能實時并準(zhǔn)確采集、檢測和處理配電網(wǎng)中各元件、局部或整個系統(tǒng)運行的狀態(tài)參數(shù);(2)配電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)能夠結(jié)合當(dāng)時的運行狀態(tài)和系統(tǒng)各元件的技術(shù)、經(jīng)濟等指標(biāo)要求，為調(diào)度人員作出準(zhǔn)確的控制和調(diào)節(jié)決策提供科學(xué)依據(jù);(3)配電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)配電網(wǎng)的綜合協(xié)調(diào)，確保配電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟和可靠運行，同時還能夠提供優(yōu)質(zhì)的供電;(4)配電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)能夠就提高工作效率，降低電力系統(tǒng)事故的發(fā)生概率，延長設(shè)備的使用壽命，尤其可以避免配電網(wǎng)系統(tǒng)的崩潰和大面積停電等連鎖事故的發(fā)生，實現(xiàn)配電網(wǎng)運行的綜合效益。

2 配電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 電力SCADA系統(tǒng)

SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，是以計算機為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過程控制與調(diào)度自動化系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)可以對現(xiàn)場的運行設(shè)備進行監(jiān)視和控制，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號報警等各項功能。

傳統(tǒng)電力SCADA系統(tǒng)主要包括遠程終端設(shè)備RTU、通信網(wǎng)絡(luò)以及控制中心三大部分，其中RTU負責(zé)進行數(shù)據(jù)采集及本地控制、遠程數(shù)據(jù)通信單元通信和執(zhí)行控制功能等任務(wù);通信網(wǎng)絡(luò)主要用于從站與控制中心或從站與其它從站的通信;控制中心通過控制中心軟件管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，可以通過主控軟件監(jiān)測遠端現(xiàn)場的工作狀態(tài)和參數(shù)，下發(fā)控制命令進行控制，并完成報表顯示及打印等功能。

隨著電力系統(tǒng)信息化建設(shè)的發(fā)展，傳統(tǒng)電力SCADA系統(tǒng)暴露出了擴展新功能難、不同系統(tǒng)和應(yīng)用之間數(shù)據(jù)交換難、不同廠家的產(chǎn)品協(xié)調(diào)工作難等諸多問題;特別是無法實現(xiàn)Internet如此方便條件下的遠程監(jiān)控;專門的數(shù)據(jù)采集設(shè)計限制了第三方的訪問，使得很難在現(xiàn)有系統(tǒng)上開發(fā)新的應(yīng)用，或是將第三方軟件集成到已有的系統(tǒng)。另外，由于各電力軟件生產(chǎn)廠商推出的基于電力系統(tǒng)的應(yīng)用都是自主設(shè)計并開發(fā)的，存在信息模型私有、訪問接口私有、協(xié)議私有和互操作性差的不足，導(dǎo)致各個系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享程度和集成度都很低，甚至自己開發(fā)的產(chǎn)品自我擴展性也很差，阻礙了傳統(tǒng)SCADA系統(tǒng)被廣泛利用的可能。

2.2 AGC/AVC系統(tǒng)

AGC/AVC系統(tǒng)，其中AGC指的是自動發(fā)電控制系統(tǒng)，AVC指的是最低電壓控制系統(tǒng)。AGC/AVC系統(tǒng)主要應(yīng)用在輸電網(wǎng)中。隨著配電網(wǎng)規(guī)模的發(fā)展及主動配網(wǎng)、微電網(wǎng)、分布式發(fā)電等新概念、新技術(shù)的提出及應(yīng)用，AGC/AVC系統(tǒng)也將在配電網(wǎng)中得到用武之地。在閉環(huán)控制中，AGC/AVC系統(tǒng)影響著配電網(wǎng)運行的安全性及經(jīng)濟性。

據(jù)統(tǒng)計，目前全國省級及以上電網(wǎng)中，有超過30家投入了AGC功能，在確保跨大區(qū)電網(wǎng)和網(wǎng)省電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)運行方面發(fā)揮了重要的作用;另外，AVC功能在安徽、福建等省級電網(wǎng)中獲得了初步應(yīng)用，取得了較好的效果。由此表明，我國省級及以上電網(wǎng)調(diào)度已初步實現(xiàn)了由經(jīng)驗型向分析型的過渡，電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的總體應(yīng)用水平已接近國際先進水平。

2.3 能量管理系統(tǒng)

OPEN-2000能量管理系統(tǒng)是集監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集、電力系統(tǒng)應(yīng)用軟件、自動發(fā)電控制、配電管理系統(tǒng)以及調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)等應(yīng)用于一體，具有開放型、分布式等特點，適用于網(wǎng)、省調(diào)和大中型地調(diào)的新一代能量管理系統(tǒng)。它作為國內(nèi)外技術(shù)先進、維護方便、適用面廣、性能完善、穩(wěn)定性高以及具有豐富工程經(jīng)驗的系統(tǒng)已成功應(yīng)用于國調(diào)、廣西區(qū)調(diào)、江蘇省調(diào)、云南省調(diào)、重慶市調(diào)、上海市調(diào)以及南京、哈爾濱等省會城市在內(nèi)的幾十個大中地調(diào)中。

SD-6000能量管理系統(tǒng)具有統(tǒng)一支撐平臺的開放式能力管理功能，采用了超大規(guī)模的調(diào)度投影屏、調(diào)度電話自動撥號和氣象衛(wèi)星云圖等新技術(shù)，具有信息實時性、開放式、分布式和友好的人機界面等特點。它是當(dāng)前國內(nèi)技術(shù)先進、功能強大、成熟、可靠的分布式SCADA/EMS/DMS系統(tǒng)，該技術(shù)主要應(yīng)用在廣東省調(diào)、北京地調(diào)、南京地調(diào)、鄭州市供電局、海南省供電局等地。

3 配電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢

第一，大容量。配電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)需要從全局的角度來考慮，處理海量的信息，具體表現(xiàn)在如下三個方面：隨著配電網(wǎng)規(guī)模的快速擴充和配電網(wǎng)互聯(lián)的增強，對配電網(wǎng)大模型的統(tǒng)一分析越來越成為需要;目前配電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)是針對配電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)水平的監(jiān)控分析，未來需要擴展到靜態(tài)、動態(tài)、穩(wěn)態(tài)三位一體的信息處理與分析;未來配電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)需要綜合處理配電網(wǎng)、市場和電量信息。第二，統(tǒng)一性。未來配電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)需要加強監(jiān)控和分析的統(tǒng)一性。在時間維度上，需要靜態(tài)、動態(tài)、暫態(tài)相結(jié)合;在空間維度上，需要各級調(diào)度的統(tǒng)一協(xié)調(diào);在對象維度上，需要考慮經(jīng)濟穩(wěn)定性和物理穩(wěn)定性的交織作用。第三，高實時性。為了實現(xiàn)閉環(huán)控制，高密度采集的相量測量單元對高速實時通信提出了更高的要求，對分析和決策軟件的實時性要求也更為苛刻，因此未來配電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)需要向高實時性的方向發(fā)展。第四，綜合性。隨著配電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，配電網(wǎng)的動態(tài)行為更為復(fù)雜，而傳統(tǒng)配電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)已經(jīng)不能完全滿足配電網(wǎng)發(fā)展和安全運行的要求，因此配電網(wǎng)調(diào)度自動化技需要將功能從傳統(tǒng)的監(jiān)視、分析和控制進一步延伸到廣域保護和安全協(xié)調(diào)防御。

4 結(jié)語

隨著配電網(wǎng)的發(fā)展，配電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)已經(jīng)從傳統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)視發(fā)展到需要綜合動態(tài)以及暫態(tài)信息監(jiān)視的應(yīng)用。筆者相信，隨著配電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，它必將給電力行業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。

[1]許曉鋒.配電網(wǎng)自動化技術(shù)問題初探[J].科技資訊,2010(2)．

[2]鄒子軍.調(diào)度自動化技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2013(16)．

[3]何云飛,何云波.沁水縣電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)升級改造實施方案[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟,2009,19(26)．

蘇建成(1972—),男,本科,內(nèi)蒙古杭錦旗人,工程師,研究方向為電力工程。