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關(guān)鍵詞:電力調(diào)度,自動(dòng)化系統(tǒng),應(yīng)用與發(fā)展
中圖分類(lèi)號(hào):F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
一、前言
隨著近年來(lái)電力行業(yè)的快速發(fā)展,電力調(diào)度的方法直接關(guān)系著整個(gè)電力工程的質(zhì)量,在電力調(diào)度中加強(qiáng)自動(dòng)化系統(tǒng)水平的提高,可以保證電力調(diào)度工程的質(zhì)量。
二、電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的內(nèi)容及主要任務(wù)
1.電力調(diào)度自動(dòng)化的內(nèi)容
電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化是早期的電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)及通信系統(tǒng)在引入計(jì)算機(jī)以后擴(kuò)充功能而形成的一套輔助調(diào)度人員工作的自動(dòng)化系統(tǒng),是以數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)為基礎(chǔ),包括自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)和經(jīng)濟(jì)調(diào)度運(yùn)行(EDC)、電網(wǎng)靜態(tài)安全分析(SA)、調(diào)度員培訓(xùn)仿真(DTS)以及配電網(wǎng)自動(dòng)化(DA),等幾部分在內(nèi)的能量管理系統(tǒng)(EMS)。它收集、處理電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)時(shí)信息,通過(guò)人機(jī)聯(lián)系把電網(wǎng)運(yùn)行狀況集中而有選擇性的顯示出來(lái)進(jìn)行監(jiān)控,并完成經(jīng)濟(jì)調(diào)度和安全分析等功能。信息采集、信息傳輸、信息處理與人機(jī)聯(lián)系是組成電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的幾個(gè)子系統(tǒng)。遠(yuǎn)方終端裝置(RTU)、通信設(shè)備及調(diào)度主機(jī)等設(shè)備是組成電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的主要設(shè)備。
2.電力系統(tǒng)調(diào)度的主要任務(wù)
電力系統(tǒng)調(diào)度的主要任務(wù)是控制電力系統(tǒng)運(yùn)行方式,使之在正常和事故情況下,安全經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量的供電。主要包含四個(gè)方面:一是要保證供電優(yōu)良的質(zhì)量?jī)?yōu)良;二是要保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)型;三是要保證具有較高的安全水平;四是要保證強(qiáng)有力的事故處理措施。
三、電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用
1、電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)
提高電網(wǎng)的安全水平,故障的恢復(fù)能力,并最終達(dá)到減少損失,這事電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的目標(biāo)。在調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)包含了對(duì)數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控的功能,可是在實(shí)施的過(guò)程中往往要根據(jù)自動(dòng)化的現(xiàn)實(shí)情況和具備的條件,按照由低至高的、由易到難的原則恰當(dāng)確定總體功能。
當(dāng)計(jì)算機(jī)運(yùn)用到電力自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中時(shí)要自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng),使原始的數(shù)據(jù)有畫(huà)面感,這樣后臺(tái)語(yǔ)言具有可組態(tài)性,那么所有的數(shù)據(jù)也就游客可組態(tài)性,這樣的方法就使原本抽象的數(shù)據(jù)分析更加可看性,層次分明,數(shù)據(jù)明了,實(shí)現(xiàn)從抽象設(shè)備達(dá)到了通訊規(guī)約層次。
2、SCADA系統(tǒng)應(yīng)用
為了提高系統(tǒng)的可靠性,自動(dòng)化系統(tǒng)主站網(wǎng)絡(luò)采用以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)、主機(jī)工作站、前置機(jī)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器均通過(guò)各自所配網(wǎng)卡的RJ-45插座連至網(wǎng)絡(luò)集線器(HUB)上,雙機(jī)切換柜分別與兩臺(tái)前置機(jī)中的多口智能接口相連,MODEM與雙機(jī)切換柜線中一對(duì)一相連,具體提升措施如下:EtherNet、FDDI或ATM等都可使用,顯示了系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)形式多種多樣。在系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)配置中多種方式隨意組合,其中包括單雙網(wǎng),高低網(wǎng)速等。采取網(wǎng)絡(luò)冗余熱備份??梢岳斫獬芍鞲蓖ǖ澜惶媸褂茫谥骶W(wǎng)絡(luò)通道傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)候,另一個(gè)備份通道停止使用,一旦主要通道出現(xiàn)了故障,則隨著被備份的通道補(bǔ)上,不會(huì)耽誤工作的進(jìn)行,也就保證了信息傳輸?shù)臅r(shí)效性,從這樣的意義上說(shuō)并沒(méi)有主副之分,只是兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的通道在交替使用。
3、系統(tǒng)性能指標(biāo)優(yōu)化
(一)、系統(tǒng)采取冗余容錯(cuò)結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)的熱備用就是雙網(wǎng)絡(luò)交錯(cuò)的實(shí)現(xiàn),在雙網(wǎng)運(yùn)用的時(shí)候主網(wǎng)和副網(wǎng)都會(huì)傳送系統(tǒng)數(shù)據(jù),也就是在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)是同步相持平的。系統(tǒng)為了更好的服務(wù)用戶的端口穩(wěn)定,配置了主副服務(wù)器,那么每個(gè)端口都和服務(wù)器連接,同時(shí)主副服務(wù)器都在傳送數(shù)據(jù),也就是提供了安全性,確保了為同樣的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā),同時(shí)也可以為端口進(jìn)行檢測(cè)。
系統(tǒng)采取雙通道方式:系統(tǒng)采取以通道的方式與RTU等采集設(shè)備進(jìn)行連接;系統(tǒng)支持自動(dòng)主備通道切換,不支持手動(dòng)切換,并且是采用冷備用原理。其實(shí)在主副服務(wù)器在傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)候是相互交替使用的,比如首先主通道在傳送數(shù)據(jù)的時(shí)候,副通道是不工作的,當(dāng)主通道在工作的時(shí)候錯(cuò)路率高,則此時(shí)副通道啟用,接替主通道的數(shù)據(jù)傳送,與此同時(shí)主通道不再工作,這兩個(gè)通道交替的工作可以大大降低錯(cuò)誤率,同時(shí)相互是備用的狀態(tài)。
(二)、系統(tǒng)采取的網(wǎng)絡(luò)通訊結(jié)構(gòu)
在電力系統(tǒng)采取的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)當(dāng)中,對(duì)于數(shù)據(jù)的改變有三種情況:第一,在網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)時(shí)候改變;第二,在網(wǎng)絡(luò)后臺(tái)運(yùn)用語(yǔ)言改寫(xiě)的時(shí)候;第三種情況是網(wǎng)絡(luò)其他節(jié)點(diǎn)傳送數(shù)據(jù)的時(shí)候改變。在實(shí)際運(yùn)用當(dāng)中,一旦用戶需要查詢功能,那么系統(tǒng)將會(huì)把查詢的內(nèi)容和歷史的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行連接,同時(shí)把需要查詢的內(nèi)容提交給數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器,從歷史庫(kù)當(dāng)中尋找到需要的信息的時(shí)候再通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)傳送到所要查詢的計(jì)算機(jī)上,此時(shí)當(dāng)主系統(tǒng)出現(xiàn)故障或通道出現(xiàn)故障時(shí),備用系統(tǒng)將自動(dòng)或手動(dòng)獲得控制權(quán),保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。
(三)、實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的有效擴(kuò)充
架設(shè)遠(yuǎn)程工作站。當(dāng)用戶相互距離較遠(yuǎn),但是在聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)之上,要求所要的信息實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確度高,那么我們選擇架設(shè)遠(yuǎn)程工作站,這個(gè)的缺點(diǎn)在于抗干擾能力和保密性不高。架設(shè)移動(dòng)工作站。由于移動(dòng)工作站需要人員平時(shí)的維護(hù)和檢測(cè),與遠(yuǎn)程工作的相似處在于對(duì)于數(shù)據(jù)的維護(hù)的傳送,但是不同的是移動(dòng)工作站就是有變換性的,移動(dòng)的,那么也就影響了對(duì)于數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性,但是攜帶移動(dòng)工作到現(xiàn)場(chǎng),卻能實(shí)時(shí)的靈活的核對(duì)數(shù)據(jù),達(dá)到了準(zhǔn)確的保證,這讓網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)檢查更加精準(zhǔn)。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)。遠(yuǎn)程維護(hù)的主要工作是工作人員通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控和檢查,對(duì)于端口的問(wèn)題或者用戶出現(xiàn)的故障進(jìn)行遠(yuǎn)程的檢測(cè)和維護(hù)。
四、電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)
1、數(shù)字化
電力調(diào)度自動(dòng)化的數(shù)字化將會(huì)給調(diào)度的視角帶來(lái)新的變化,許多新興技術(shù),如遙視技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、可視化技術(shù)、全球定位系統(tǒng)(GPS)技術(shù)、遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)將會(huì)在未來(lái)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中得到廣泛深人的應(yīng)用。
數(shù)字化的目標(biāo)是利用電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集、處理、通信和信息綜合利用的框架建立分區(qū)、分層和分類(lèi)的數(shù)字化電網(wǎng)調(diào)度體系,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)監(jiān)控分析的數(shù)據(jù)統(tǒng)一和規(guī)范化管理以及信息挖掘和信息增值利用,實(shí)現(xiàn)電力信息化和可視化、智能化調(diào)度,提高決策效率和電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。
2、市場(chǎng)化
電力市場(chǎng)化改革也給電力系統(tǒng)運(yùn)行和控制帶來(lái)一系列新問(wèn)題。例如:電網(wǎng)的傳輸容量逐步逼近極限容量;電網(wǎng)堵塞現(xiàn)象日趨嚴(yán)重;負(fù)荷和網(wǎng)絡(luò)潮流的不可預(yù)知性增加;大區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行相對(duì)保密,相關(guān)電網(wǎng)信息和數(shù)據(jù)不足;廠網(wǎng)分開(kāi)后的調(diào)度權(quán)受到限制,以安全性為唯一目標(biāo)的調(diào)度方法轉(zhuǎn)向以安全性和經(jīng)濟(jì)性為綜合目標(biāo)的調(diào)度方法;市場(chǎng)機(jī)制不合理可能降低系統(tǒng)的安全性等。因此,需要未來(lái)的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)和電力市場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)更加緊密地結(jié)合在一起,在傳統(tǒng)的EMS和WAMS應(yīng)用中更多地融入市場(chǎng)的因素,包括研究電力市場(chǎng)環(huán)境下電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)分析理論,以及研究市場(chǎng)環(huán)境下的傳統(tǒng)EMS分析功能,如面向電力市場(chǎng)的發(fā)電計(jì)劃的安全校核功能、概率性的潮流及安全穩(wěn)定計(jì)算分析、在線可用輸電能力(ATC)的分析計(jì)算等。
3、智能化
智能調(diào)度是未來(lái)電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。智能調(diào)度技術(shù)采用調(diào)度數(shù)據(jù)集成技術(shù),有效整合并綜合利用電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)和暫態(tài)運(yùn)行信息,實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的監(jiān)測(cè)與優(yōu)化、預(yù)警和動(dòng)態(tài)預(yù)防控制、事故的智能辨識(shí)、事故后的故障分析處理和系統(tǒng)恢復(fù),緊急狀態(tài)下的協(xié)調(diào)控制,實(shí)現(xiàn)調(diào)度、運(yùn)行和管理的智能化、電網(wǎng)調(diào)度可視化等高級(jí)應(yīng)用功能,并兼?zhèn)湔_\(yùn)行操作指導(dǎo)和事故狀態(tài)的控制恢復(fù),包括電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)、電能質(zhì)量在內(nèi)的電網(wǎng)調(diào)整的優(yōu)化和協(xié)調(diào)。
調(diào)度智能化的最終目標(biāo)是建立一個(gè)基于廣域同步信息的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)和緊急控制一體化的新理論與新技術(shù),協(xié)調(diào)電力系統(tǒng)元件保護(hù)和控制、區(qū)域穩(wěn)定控制系統(tǒng)、緊急控制系統(tǒng)、解列控制系統(tǒng)和恢復(fù)控制系統(tǒng)等具有多道安全防線的綜合防御體系。
五、結(jié)束語(yǔ)
電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)在電力行業(yè)中有著重要的作用。在電力調(diào)度的過(guò)程中,如果自動(dòng)化系統(tǒng)得不到充分保障,存在潛在隱患,那么,對(duì)電力調(diào)度的質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生很大的影響。
參考文獻(xiàn)
[1]何景斌.管理信息系統(tǒng)在電力調(diào)度管理自動(dòng)化中的應(yīng)用[J].建材與裝飾,2007.