市場(chǎng)環(huán)境下的電力系統(tǒng)調(diào)度相關(guān)技術(shù)探討

朱衛(wèi)中 國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司武岡市供電分公司

科技水平的不斷提高，使得電力行業(yè)的發(fā)展越來越呈現(xiàn)出一種自動(dòng)化、智能化的發(fā)展趨勢(shì)。我國(guó)目前的電力市場(chǎng)供不應(yīng)求，居民在電量方面的需求時(shí)常得不到滿足。為了解決這個(gè)問題，有關(guān)部門必須認(rèn)識(shí)到采用電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的重要性，加大相關(guān)設(shè)備的投資，并在順應(yīng)企業(yè)自身發(fā)展的基礎(chǔ)上，促進(jìn)電力調(diào)度質(zhì)量和水平的提高。

一、電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

當(dāng)前社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入科技飛速發(fā)展的時(shí)期，且電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)也成為電力系統(tǒng)技術(shù)一個(gè)非常關(guān)鍵的技術(shù)，由此可見其發(fā)展速度。不管是在國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，對(duì)于電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，也實(shí)現(xiàn)了一定的發(fā)展。國(guó)內(nèi)應(yīng)用與發(fā)展：當(dāng)前階段，我國(guó)在RISC工作站以及POSIX操作系統(tǒng)接口等技術(shù)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了國(guó)際范圍內(nèi)的電力調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用。在電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)方面，朱主要包含以下幾個(gè)系統(tǒng)：（1）CC-2000電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)；（2）SD-6000能量管理系；（3）OPEN-2000能量管理系統(tǒng)。國(guó)外應(yīng)用與發(fā)展：現(xiàn)如今，國(guó)外對(duì)于電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)而言，均是以RISC工作者為主，UNIX操作系統(tǒng)等一些國(guó)際公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)則包含以下幾種：（1）VALMET系統(tǒng)；（2）CAE系統(tǒng)；（3）西門子SPECTRUM系統(tǒng)等。

二、市場(chǎng)環(huán)境下的電力系統(tǒng)調(diào)度相關(guān)技術(shù)

（一）數(shù)字化調(diào)度安全技術(shù)

目前我國(guó)電力行業(yè)中所包含的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)非常之多，而且每一種調(diào)度系統(tǒng)都有著自己的特點(diǎn)與應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，這種多樣化的發(fā)展方向正好也是符合我國(guó)電力行業(yè)的總體發(fā)展方向的。那么想要更好地確保我國(guó)電力行業(yè)更加快速以及有效的發(fā)展，還應(yīng)該不斷鼓勵(lì)各種電力調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，這樣便可以更好地實(shí)現(xiàn)各種電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)之間的相互參考與借鑒。另外，如果是同時(shí)對(duì)多種調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用，在電力系統(tǒng)的運(yùn)行過程當(dāng)中，一旦發(fā)生什么故障，不會(huì)因?yàn)檫@一個(gè)系統(tǒng)的故障而嚴(yán)重影響到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，從而也就可以在很大程度上降低對(duì)電力企業(yè)所帶來的損失，進(jìn)而有效促進(jìn)了我國(guó)電力行業(yè)的長(zhǎng)久發(fā)展。

（二）多區(qū)域阻塞管理

在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中存在著不同的子網(wǎng)絡(luò)，調(diào)度方式也可以采用多種形式，可以通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)進(jìn)行集中調(diào)度，還可以應(yīng)用兩層調(diào)度的方式，在上一層設(shè)定系統(tǒng)調(diào)度機(jī)構(gòu)，同時(shí)在下一層設(shè)置不同控制區(qū)域的調(diào)度機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的區(qū)域調(diào)度管理。這種分層調(diào)度機(jī)構(gòu)的運(yùn)行能夠?qū)崿F(xiàn)多區(qū)域阻塞管理。應(yīng)用這種多區(qū)域阻塞管理的方法，能夠使大規(guī)?；ヂ?lián)電力系統(tǒng)安全性更強(qiáng)，也更容易實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用這種多區(qū)域阻塞管理的方法需要對(duì)下層調(diào)度機(jī)構(gòu)進(jìn)行阻塞管理，實(shí)現(xiàn)整個(gè)調(diào)度機(jī)構(gòu)的高效運(yùn)行。大規(guī)模的電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)有成百上千個(gè)，應(yīng)用集中式狀態(tài)進(jìn)行估計(jì)是不可能完成的任務(wù)，主要由于這種方式的估計(jì)效率太低。使用集中式狀態(tài)的估計(jì)需要將原始數(shù)據(jù)送到調(diào)度機(jī)構(gòu)，同時(shí)將壞數(shù)據(jù)進(jìn)行糾正，對(duì)丟失的量進(jìn)行重新測(cè)量，這種方式需要比較大的工作量。應(yīng)用分層狀態(tài)可以更好地完成不同的調(diào)度機(jī)構(gòu)，下層的調(diào)度機(jī)構(gòu)估計(jì)狀態(tài)量傳遞到上層機(jī)構(gòu)，兩種機(jī)構(gòu)的配合估計(jì)結(jié)果，進(jìn)行實(shí)時(shí)更新。

（三）建立完善的能力管理系統(tǒng)

這是一種建立在動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)、同步定時(shí)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、中央處理系統(tǒng)之上的管理兄臺(tái)那個(gè)?？梢詫?duì)各個(gè)母線、發(fā)電機(jī)等的空間矢量、正序分量等進(jìn)行分配，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力調(diào)度系統(tǒng)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)估計(jì)，對(duì)發(fā)電機(jī)的動(dòng)態(tài)行為的監(jiān)測(cè)以及對(duì)振蕩現(xiàn)象的監(jiān)控。其應(yīng)用表現(xiàn)在：①能夠適應(yīng)電力市場(chǎng)的要求，將系統(tǒng)的計(jì)算、分析、調(diào)度能力加以最大化的發(fā)揮。使得電力調(diào)度運(yùn)行的少受攻擊和爭(zhēng)論。②對(duì)全網(wǎng)范圍進(jìn)行狀態(tài)評(píng)估，包括全網(wǎng)運(yùn)行的分析，負(fù)荷情況的觀察，不利運(yùn)行方式的判斷，如網(wǎng)架變化、故障等影響電網(wǎng)安全運(yùn)行的對(duì)策和簡(jiǎn)易的提出。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有事故隱患或者對(duì)事故進(jìn)行演習(xí)時(shí)，組織有針對(duì)性的反事故預(yù)案，將防范措施等進(jìn)行細(xì)化，將電網(wǎng)事故杜杜絕在發(fā)生之前。③對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，包括系統(tǒng)的連續(xù)負(fù)荷、實(shí)時(shí)變化等，消除原有的系統(tǒng)容易發(fā)生斷面的缺陷的問題，給予電網(wǎng)中電廠、變電站以合理的安全評(píng)價(jià)。包括要求對(duì)影響電網(wǎng)運(yùn)行具有較大威脅的隱患限期整改的要求。④對(duì)于容易發(fā)生連鎖的事故進(jìn)行預(yù)防性自動(dòng)化控制，在緊急狀態(tài)下進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度控制，例如連鎖型行事故的集中式自動(dòng)控制。

（四）無人值守系統(tǒng)

這種系統(tǒng)主要是在互聯(lián)網(wǎng)、通信以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的協(xié)助下，以多種自動(dòng)化技術(shù)為運(yùn)行基礎(chǔ)，借助遠(yuǎn)程操作的方式，來促進(jìn)無人化在電力調(diào)度過程中的實(shí)現(xiàn)。近年來，一些規(guī)模較大的電業(yè)部門紛紛進(jìn)行了系統(tǒng)無人值班室的規(guī)劃和建設(shè)，自動(dòng)化技術(shù)的合理應(yīng)用，有利于對(duì)整個(gè)電力行業(yè)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況的監(jiān)測(cè)，通過對(duì)電力負(fù)荷、調(diào)度和分配過程的分析，來對(duì)可能會(huì)出現(xiàn)的故障進(jìn)行及時(shí)的發(fā)現(xiàn)，隨即采用發(fā)警報(bào)等適當(dāng)?shù)姆绞教嵝压ぷ魅藛T，從而使他們可以充分了解問題所在并迅速解決。這種技術(shù)的應(yīng)用，既有利于減少人力資源的浪費(fèi)，也幫助企業(yè)在一定程度上緩解了人員不足的壓力。

（五）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的最優(yōu)化應(yīng)用和信息數(shù)據(jù)共享

將VisualBasic軟件應(yīng)用到綜合自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)核中，對(duì)系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行構(gòu)建，可以實(shí)時(shí)保存數(shù)據(jù)，這樣數(shù)據(jù)庫在操作的過程中可以及時(shí)保存數(shù)據(jù)，促使數(shù)據(jù)的安全性得到保證。而在這個(gè)過程中，電力調(diào)度工作人員借助于先進(jìn)技術(shù)和高科技工具，有效提升了工作效率，這樣就可以保障工作準(zhǔn)確性和時(shí)效性，同時(shí)，電力調(diào)度人員的工作壓力也可以得到有效減輕。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，非常重要的資源是數(shù)據(jù)和信息，將數(shù)據(jù)和信息資源給高效利用起來，可以共享信息數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)采集裝置安裝于開關(guān)設(shè)備處，有效連接通信網(wǎng)絡(luò)，可以有效共享電力調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)。比如，向監(jiān)控機(jī)和控制臺(tái)上傳通訊網(wǎng)絡(luò)采集到的數(shù)據(jù)，就可以在整個(gè)變電站內(nèi)應(yīng)用整個(gè)信息數(shù)據(jù)。

（六）大型互聯(lián)電力系統(tǒng)中的阻塞管理

電力系統(tǒng)在進(jìn)行市場(chǎng)化之后的運(yùn)行變得更加高效，電力教育的涉及范圍變得更廣，也能夠使電力系統(tǒng)運(yùn)行接近了極限。目前，阻塞管理的方法已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，這種管理方法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)運(yùn)行的約束限制，實(shí)現(xiàn)電力工業(yè)的市場(chǎng)化改革。阻塞管理方法的應(yīng)用包括了很多方面，有動(dòng)態(tài)和靜態(tài)的安全分析方法，同時(shí)也包括了預(yù)防和緊急控制方法。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)管理方式為垂直管理方法，這種壟斷管理的方式存在著阻塞的情況，但是這種管理方式也能夠使發(fā)電再調(diào)度實(shí)現(xiàn)高效的運(yùn)行，解決這種阻塞問題，通過對(duì)發(fā)電機(jī)的處理對(duì)經(jīng)濟(jì)分配問題影響比較小。進(jìn)行電力工業(yè)市場(chǎng)的市場(chǎng)化調(diào)整，會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)公司和發(fā)電公司實(shí)現(xiàn)分離管理，使不同發(fā)電公司的利益沖突加大，不同的發(fā)電公司有更多的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，并且能夠在成功的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)當(dāng)中獲得更多的利益，這種競(jìng)爭(zhēng)能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)電公司的利益最大化。由于發(fā)電再調(diào)度的應(yīng)用，對(duì)不同的發(fā)電公司的利益產(chǎn)生了不同程度的影響，這時(shí)阻塞管理的優(yōu)勢(shì)也就表現(xiàn)出來，其能夠使電力系統(tǒng)的運(yùn)行更加安全，還可以使發(fā)電公司的競(jìng)爭(zhēng)更加公平，這種運(yùn)行方式導(dǎo)致了阻塞管理問題變得更加復(fù)雜。

在市場(chǎng)環(huán)境當(dāng)中的發(fā)電調(diào)度是由發(fā)電公司決定的，所以發(fā)電公司的報(bào)價(jià)會(huì)對(duì)調(diào)度產(chǎn)生直接的影響，而發(fā)電公司的報(bào)價(jià)也會(huì)進(jìn)行市場(chǎng)化的改革，如果出現(xiàn)富裕電荷的情況，發(fā)電公司的電價(jià)可能會(huì)相應(yīng)的降低，系統(tǒng)的運(yùn)行模式與市場(chǎng)化改革之前出現(xiàn)了比較大的差別。輸電系統(tǒng)的構(gòu)建在傳統(tǒng)的發(fā)電系統(tǒng)之上進(jìn)行規(guī)劃，而其調(diào)度模式也是在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)行建立，通過應(yīng)用新的調(diào)度模式，能夠使阻塞發(fā)生的情況經(jīng)常出現(xiàn)。電力市場(chǎng)化運(yùn)行會(huì)給競(jìng)爭(zhēng)者更多的市場(chǎng)壓力，從而可以更有效地降低成本，實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)參與者的利益最大化。很多調(diào)度人員應(yīng)用備用容量的方式參與到市場(chǎng)化的競(jìng)爭(zhēng)當(dāng)中，這樣能夠使市場(chǎng)化的競(jìng)爭(zhēng)更加充分。

（七）電力調(diào)度的自動(dòng)化

系統(tǒng)調(diào)度工作是否可以實(shí)現(xiàn)有效進(jìn)展，關(guān)鍵要看智能化技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的水平，它主要由集成和智能化技術(shù)構(gòu)成，有利于進(jìn)行良好的電力系統(tǒng)運(yùn)作環(huán)境的創(chuàng)造。通過對(duì)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)，自動(dòng)化的調(diào)度系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)獲取的目標(biāo)，在任何時(shí)段都能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行檢測(cè)，避免故障的出現(xiàn)。在具體的操作過程中，電業(yè)部門必須要做好調(diào)度工作的運(yùn)行，掌握好發(fā)展方向，使電能可以在平穩(wěn)狀態(tài)下進(jìn)行輸送，更好地滿足用戶的用電需求。

（八）實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)調(diào)度的全面自動(dòng)化

建立一個(gè)全方位的調(diào)度數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，以此實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化管理水平的提升，保證電力系統(tǒng)的運(yùn)行可以達(dá)到最佳，以免電力系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)崩潰，或者是大面積停電等安全故障，從而提升電力系統(tǒng)本身的可靠性與安全性。此外，也要建立一個(gè)覆蓋面大的電氣事故處理制度，將事故停電的時(shí)間降低至最短，從而減少一些不必要因素帶來的影響。

（九）規(guī)范調(diào)度員的操作水平和責(zé)任感

所有的設(shè)備和軟件的安全運(yùn)行，離不開調(diào)度員的規(guī)范操作和高超的技術(shù)水平并且還要有高度的責(zé)任感。調(diào)度人員的誤判和下令失誤以及誤調(diào)整，帶來的后果將會(huì)是十分嚴(yán)重的。電力系統(tǒng)的停電將給地方帶來巨大的社會(huì)危害和影響。因此在電力調(diào)度控制現(xiàn)場(chǎng)，除了要完善現(xiàn)場(chǎng)操作措施和制度外，還要不斷強(qiáng)化調(diào)度員的工作責(zé)任感和使命感。制定科學(xué)的管理措施加強(qiáng)安全操作規(guī)范。①提高運(yùn)行值班的質(zhì)量，合理分配值班員，安排值班力量，明確分工，及時(shí)溝通和監(jiān)護(hù)。②建立詳實(shí)的數(shù)據(jù)收集和歸檔制度，包括詳實(shí)、完整的設(shè)備臺(tái)賬等。運(yùn)用電網(wǎng)主設(shè)備的操作程序和當(dāng)值檢修制度，針對(duì)運(yùn)行方式制定事故防范預(yù)案。③制定調(diào)度規(guī)程，堅(jiān)決將違章操作等加以規(guī)避。例如調(diào)度員的受理工作票時(shí)，嚴(yán)格把關(guān)，對(duì)工作票所列任務(wù)、安全措施等進(jìn)行審核，重新辦理不合格的工作票，太難寫準(zhǔn)確的指令票，核對(duì)設(shè)備編號(hào)、停電范圍、相關(guān)措施的落實(shí)情況等，嚴(yán)格執(zhí)行工作票的三審制度，由操作人員填寫操作票并進(jìn)行初審和簽名，最后進(jìn)過調(diào)度管理人員復(fù)審后簽名執(zhí)行。④下達(dá)倒閘操作指令，采用調(diào)度屬于進(jìn)行命令的發(fā)布，按照統(tǒng)一規(guī)范的調(diào)度規(guī)定執(zhí)行發(fā)令、復(fù)誦和匯報(bào)制度，下令時(shí)思想要清晰集中，調(diào)度下大質(zhì)量要確保準(zhǔn)確無誤。

三、結(jié)語

總而言之，電力能源是人們生產(chǎn)生活當(dāng)中不可或缺的重要能源。所以，電力企業(yè)必須有效確保電力自動(dòng)化系統(tǒng)的安全性以及高效運(yùn)行才能為人們的生產(chǎn)以及生活的正常進(jìn)行提供有效的保障。自動(dòng)化技術(shù)在電力調(diào)度系統(tǒng)中的運(yùn)用，很好地提升了電力系統(tǒng)的供應(yīng)質(zhì)量以及供應(yīng)效率，進(jìn)一步提高了電力自動(dòng)化系統(tǒng)的性能，進(jìn)而更好地為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與建設(shè)提供更加有力的保障。