電力系統(tǒng)調(diào)度自動化技術(shù)應(yīng)用及其發(fā)展

童梅（國網(wǎng)四川雅安電力（集團(tuán)）股份有限公司，四川 雅安625000）

電力系統(tǒng)調(diào)度自動化技術(shù)應(yīng)用及其發(fā)展

童梅（國網(wǎng)四川雅安電力（集團(tuán)）股份有限公司，四川 雅安625000）

為了保證電力系統(tǒng)運行的安全性、可靠性，保證供電質(zhì)量，提高電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟(jì)性，必須及時正確獲得電力系統(tǒng)的實時信息，掌握電力系統(tǒng)的實時運行狀態(tài)，部分或完全地實現(xiàn)調(diào)度自動化。本文對我國電力系統(tǒng)調(diào)度自動化的實現(xiàn)進(jìn)行探討。

電力系統(tǒng)；調(diào)度自動化；發(fā)展

1 引言

電力調(diào)度自動化系統(tǒng)其實是利用計算機技術(shù)，對電網(wǎng)信息進(jìn)行處理，它是利用各個區(qū)域內(nèi)的電廠或者電站的遠(yuǎn)端中斷采集電網(wǎng)的詳細(xì)信息，之后再利用調(diào)度中心的主戰(zhàn)系統(tǒng)以及光纜傳輸，收集數(shù)據(jù)信息，調(diào)度員根據(jù)數(shù)據(jù)對電網(wǎng)的工作狀況進(jìn)行詳細(xì)的分析，包括首要的安全分析、預(yù)測負(fù)載以及電量協(xié)調(diào)控制等。調(diào)度自動化就是運用自動化技術(shù)，使運行人員在調(diào)度室里就可以可靠的監(jiān)視、控制、維護(hù)電網(wǎng)。

2 電力調(diào)度自動化的基本結(jié)構(gòu)

2.1 采集信息和執(zhí)行指令的子系統(tǒng)

采集信息與一些子系統(tǒng)一般安裝在變電場與發(fā)電廠的遠(yuǎn)端終端。遠(yuǎn)端終端通過監(jiān)控主戰(zhàn)，有4個主要功能，分別是：

（1）遠(yuǎn)程采集數(shù)據(jù)，并且傳輸有關(guān)的即時數(shù)據(jù)；

（2）采集繼電保護(hù)的動作數(shù)據(jù)、斷路器的工作情況以及有關(guān)時間數(shù)據(jù)等；

（3）遠(yuǎn)程接收且執(zhí)行主戰(zhàn)的指令，控制斷路器的開關(guān)閘；

（4）遠(yuǎn)程接收發(fā)電機的指令。

2.2 信息傳輸子系統(tǒng)

由于傳輸方式的不同，信息傳輸子系統(tǒng)主要有數(shù)字傳輸和模擬傳輸。

數(shù)字傳輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸要通過多種數(shù)字接收器，才能夠?qū)崿F(xiàn)快速傳輸。隨著信息技術(shù)的不斷成熟，數(shù)字傳輸技術(shù)被廣泛的使用，該系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量和傳輸速度也會不斷改善。

由于模擬傳輸系統(tǒng)的傳輸信號容易被干擾，遠(yuǎn)端信號應(yīng)該要通過信號調(diào)制以后才可以傳輸，而且信號傳輸?shù)馁|(zhì)量受到有關(guān)技術(shù)的影響，因此信號傳輸?shù)乃俣群唾|(zhì)量必然會受到影響。

2.3 信號收集、診斷和監(jiān)控子系統(tǒng)

為了能夠監(jiān)控整個系統(tǒng)，應(yīng)該要整合所有網(wǎng)點的數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行分析處理，調(diào)度員需要對其進(jìn)行分析，從而能夠控制整個網(wǎng)絡(luò)。

2.4 人機聯(lián)系子系統(tǒng)

因為調(diào)度系統(tǒng)的自動化，調(diào)度員需要利用高度集成的網(wǎng)絡(luò)，要及時的分析了解網(wǎng)絡(luò)的實際工作情況，然后做出相應(yīng)的處理，確保電力系統(tǒng)的安全高效運行。采集遠(yuǎn)端終端的數(shù)據(jù)信息，將信息反饋給調(diào)度人員，在根據(jù)數(shù)據(jù)信息做出相應(yīng)的處理，再通過各種手段進(jìn)行操作控制，這個過程就是所謂的人機聯(lián)系。

3 電網(wǎng)調(diào)度的任務(wù)

3.1 確保電網(wǎng)的安全運行

安全運行時電網(wǎng)的主要目的，由于在多種安全裝置的保護(hù)下，電網(wǎng)系統(tǒng)的安全性得到了有效的保障，但是一些事故時不可能避免的。電力系統(tǒng)在運行期間可能會因為一處故障而導(dǎo)致大范圍斷電，甚至導(dǎo)致整個系統(tǒng)的故障。電力調(diào)度自動化系統(tǒng)需要時刻監(jiān)測電網(wǎng)的運行狀況，對于出現(xiàn)的一些小故障，要及時的做出處理，消除安全隱患，防止事故的發(fā)生。若出現(xiàn)安全事故，也需要做出正確的處理，爭取將事故控制在合理的范圍。

3.2 確保電能質(zhì)量

系統(tǒng)的電壓、波形、頻率是描述電能的重要指標(biāo)。按照要求，電壓滿足的變化范圍是：35kV以上電壓供電可以再額定值的±10%范圍內(nèi)；10kV及以下三相供電范圍為額定值的± 7%；220V單相供電為額定值的+7%，-10%。調(diào)度的主要工作是合理設(shè)置調(diào)相機和發(fā)電機的無功出力，投退各種無功補償裝置，可以平衡系統(tǒng)的無功供需，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整有負(fù)載的高壓變壓器。頻率的質(zhì)量范圍可以達(dá)到50±0.2Hz，大部分情況可以由地區(qū)調(diào)度或者更高機構(gòu)來執(zhí)行頻率調(diào)度工作。此外，波形作為電能質(zhì)量的主要指標(biāo)之一，對于不同的電壓等級有不同的指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，380V電壓等級的正弦波形畸變率的極限值為5%，而10kV達(dá)到4%，35kV僅為3%，110kV為1.5%。縣調(diào)對波形的管理主要是通過對用戶的非線性用電設(shè)備投入運行時進(jìn)行各種諧波檢測，確定其是否符合入網(wǎng)的要求。

3.3 確保電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運行

確保電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運行安全是電力生產(chǎn)各項工作的基礎(chǔ)，為廣大用戶輸送高質(zhì)量的電能是電力企業(yè)的服務(wù)宗旨。電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運行的內(nèi)容涉及的范圍比較廣，主要是通過選擇最佳的電網(wǎng)運行方式，降低網(wǎng)絡(luò)的傳輸損耗，恰當(dāng)?shù)睦貌煌詣涌刂蒲b置，保障電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)持續(xù)運行，使用計算機技術(shù)和調(diào)度自動化系統(tǒng)對電網(wǎng)進(jìn)行管理。

4 電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中存在的問題

4.1 系統(tǒng)存在的問題

（1）系統(tǒng)設(shè)計缺陷和施工隱患。由于無人值班模式可以解放大量的操作人員，并且安全性較高，所以一些變電站也對電力調(diào)度自動化進(jìn)行改造，但是在施工環(huán)節(jié)中，由于施工現(xiàn)場具有眾多的不確定因素。

（2）過多虛假的消息。由于調(diào)度自動化有著齊全的系統(tǒng)功能，因此有著較多的系統(tǒng)警告消息。在實際工作時，每當(dāng)檢修年檢、遙測波動、裝置復(fù)位以及遙信接點顫動，此時遠(yuǎn)動裝置頻繁的發(fā)送無用的消息，這些類似“狼來了”的信息極易淹沒真實的事故信號，給安全監(jiān)護(hù)埋下了隱患。

（3）硬件老化問題嚴(yán)重。電力系統(tǒng)調(diào)度自動化應(yīng)該擁有長時間工作的能力，同時在24h內(nèi)連續(xù)工作；另外里面的每一個配件能夠在不同的溫度和濕度環(huán)境下正常工作，檢修時間以及工作環(huán)境也可以對遠(yuǎn)動裝置產(chǎn)生影響，在工作中，若是長時間超負(fù)荷工作，硬件的老化速度會更快。

4.2 管理不善

電力調(diào)度的管理存在著諸多需要加強的地方。首先，管理沒有實現(xiàn)和新工作模式、新裝備應(yīng)用的同步更新，因而存在著不少的管理漏洞。對管理影響最為顯著的便是無人值班模式的應(yīng)用。

4.3 員工素質(zhì)不高

（1）缺乏安全意識。現(xiàn)在調(diào)度以及集控工作員工直接對電網(wǎng)進(jìn)行遙測、遙控以及遙調(diào)等控制，管理人員重視第一次檢修，對第二次維護(hù)不夠重視，以及特別注重現(xiàn)場的操作，對管理不夠重視。這樣的環(huán)境下，大量人員對安全問題不夠重視，沒有形成安全意識以及對工作認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，對于平時的工作過于草率隨意。

（2）綜合素質(zhì)不夠。當(dāng)今社會是信息時代，知識更新日新月異，技術(shù)人員要多看些專業(yè)方面的書籍，豐富自己的知識，提高自己的綜合素質(zhì)，在工作中要不斷強化安全意識。同時要注重自身的實際操作水平，掌握學(xué)習(xí)新的操作技能以便能夠滿足系統(tǒng)操作的需求。

5 解決措施

5.1 加強系統(tǒng)的運行管理，改善系統(tǒng)設(shè)備的運行環(huán)境

調(diào)度自動化系統(tǒng)的運行管理在很大程度上決定著這個系統(tǒng)運行的好壞。本文作者認(rèn)為，調(diào)度自動化系統(tǒng)主站是一個集中了各種信息的地方，因而調(diào)度自動化系統(tǒng)主站也就成為實施運行管理的最佳切入點。

5.2 技術(shù)方面

積極開發(fā)更高級實用的裝置和軟件，努力提高自動化水平和保證通信的清晰暢通，避免工作中出現(xiàn)因電話不清楚、自動化畫面顯示不正確而造成的錯誤。

5.3 管理方面

對電力系統(tǒng)的調(diào)度一定要加強，提高認(rèn)識。要避免人為的誤差、操作失誤和不執(zhí)行調(diào)度指令。要做好思想工作，防治人員錯誤操作，提高調(diào)度工作人員的安全管理意識，培養(yǎng)他們的責(zé)任心和提高他們的綜合素質(zhì)，這樣才能將誤操作的概率降到最低。同時對調(diào)度人員定期進(jìn)行考核，加大獎懲力度，加強監(jiān)督檢查工作。

5.4 改變觀念，大力開展人員培訓(xùn)

電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的安全管理，從根本上說還是對人的管理。在新模式管理制度下，管理階層不僅要提高自身的管理素質(zhì)，還要改變舊的管理觀念，確保能夠在新模式管理制度下，安全管理隊伍，保證新形勢下的安全管理工作需求。調(diào)度自動化系統(tǒng)的安全管理需要培養(yǎng)高素質(zhì)的技術(shù)管理隊伍，這樣就需要從培訓(xùn)方面突出重點。

6 電力調(diào)度的發(fā)展趨勢

為了適應(yīng)電網(wǎng)互聯(lián)化發(fā)展趨勢的需要，新一代調(diào)度自動化系統(tǒng)在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)該具備以下特征：市場化、數(shù)字化和信息化、網(wǎng)格化、智能化、集成化。

6.1 市場化

在未來相當(dāng)長的一段時期內(nèi)，電力企業(yè)會面臨市場的巨大壓力，這種壓力同時也是一種機遇和挑戰(zhàn)。在市場壓力下，未來的電力調(diào)度系統(tǒng)中，電力企業(yè)要不斷地了解市場需求，依托市場，謀求自身的發(fā)展。

6.2 數(shù)字化和信息化

數(shù)字信息技術(shù)的發(fā)展使得人們意識到，在信息化和數(shù)字化時代，信息技術(shù)的不斷提高是應(yīng)對未來發(fā)展中最關(guān)鍵所在。在這種發(fā)展趨勢下，人們越來越注重對數(shù)字化電網(wǎng)和信息化變電站的開發(fā)和應(yīng)用。電網(wǎng)信息源的數(shù)字化和信息化是數(shù)字化和信息化的電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的主流發(fā)展方向。

6.3 智能化

電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的智能化是當(dāng)前以及未來一段時期發(fā)展的必然走向。所謂智能化，就是要運用數(shù)據(jù)集成技術(shù)，整合電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)、動態(tài)和暫態(tài)運行信息，在電力調(diào)度過程中，加強數(shù)據(jù)分析和動態(tài)調(diào)整，加強防控和預(yù)警力度，對電力調(diào)度自動化系統(tǒng)運行過程進(jìn)行優(yōu)化處理，同時增強系統(tǒng)的事故辨別、故障處理和系統(tǒng)恢復(fù)能力，達(dá)到優(yōu)化電力調(diào)度系統(tǒng)運行過程的目的。

6.4 網(wǎng)格化

網(wǎng)格化電力調(diào)度類似于蜘蛛結(jié)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其基礎(chǔ)是利用電子計算機網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，由網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)格和信息數(shù)據(jù)格兩部分組成。網(wǎng)格化技術(shù)由無數(shù)個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，類似于蜘蛛網(wǎng)的蛛絲交點，其特點是通過網(wǎng)格傳輸，各節(jié)點建立起了共通的數(shù)據(jù)傳輸關(guān)系，可以便捷的通過調(diào)度中心實現(xiàn)資源共享，相互之間協(xié)作效率也大大提高。網(wǎng)格技術(shù)應(yīng)用于電力調(diào)度中，可以最大限度的實現(xiàn)電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中各個部分和環(huán)節(jié)之間的信息傳輸速度，大大縮短各個系統(tǒng)之間信息往來所耗費的時間，使得資源共享和協(xié)調(diào)更加便捷。

7 結(jié)束語

隨著市場化程度的提高，電力調(diào)度系統(tǒng)的信息安全必然要承受更多的考驗，面對這些挑戰(zhàn)，電力調(diào)度自動化系統(tǒng)必將進(jìn)一步提高與發(fā)展。電網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展是電力調(diào)度自動化系統(tǒng)發(fā)展的推動力，電力調(diào)動自動化系統(tǒng)正朝著更加先進(jìn)和智能的方向發(fā)展。總而言之，電力系統(tǒng)調(diào)度自動化技術(shù)應(yīng)用實踐，關(guān)系著電力行業(yè)的發(fā)展，因此應(yīng)當(dāng)加強重視。

[1]劉雅臻.電力調(diào)度自動化系統(tǒng)應(yīng)用及發(fā)展趨勢探析[J].科技與生活，2015（10）：29～30.

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[3]周 龍.調(diào)度自動化系統(tǒng)在配電網(wǎng)上的應(yīng)用研究[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)（學(xué)術(shù)版），2014，33（4）：80～81.

TM734

A

2095-2066（2016）22-0073-02

2016-6-30

童 梅（1971-），女，工程師，大專，主要從事電力調(diào)度自動化等相關(guān)工作。