摘 要：隨著信息科技時(shí)代的到來，電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展越來越受到重視。我們要緊跟時(shí)代的步伐認(rèn)清形勢，掌握電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展走向，利用電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的功能與優(yōu)勢，積極探索出更能適應(yīng)電網(wǎng)的電力調(diào)度自動(dòng)化的系統(tǒng)。

　　關(guān)鍵詞：電力自動(dòng)化系統(tǒng);應(yīng)用現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢

　　Abstract: With the information age arriving, the development of the electric power dispatch automation system is paid more and more attention. We need keep up with the pace of the times to clearly understand the situation, grasp the development trend of the electric power dispatching automation system, use the power dispatching automation system functions and advantages, and actively explore a better electric power dispatching automation system that adapts to the power grid.

　　Key words: power automation system; application status; development trend

　　中圖分類號: TM247　文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A　文章編號：2095-2104(2012)

　　電力系統(tǒng)是一個(gè)地域分布遼闊，由發(fā)電廠、變電站、輸配電網(wǎng)絡(luò)和用戶組成的統(tǒng)一調(diào)度和運(yùn)行的復(fù)雜大系統(tǒng)。按照電能的生產(chǎn)和分配過程，電力系統(tǒng)自動(dòng)化包括電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化、火力發(fā)電廠自動(dòng)化、水力發(fā)電站綜合自動(dòng)化、電力系統(tǒng)信息自動(dòng)傳輸系統(tǒng)、電力系統(tǒng)反事故自動(dòng)裝置、供電系統(tǒng)自動(dòng)化、電力工業(yè)管理系統(tǒng)的自動(dòng)化等7個(gè)方面，并形成一個(gè)分層分級的自動(dòng)化系統(tǒng)。

　　1、電力系統(tǒng)自動(dòng)化的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

　　電力系統(tǒng)自動(dòng)化是指對電力系統(tǒng)進(jìn)行控制、監(jiān)測、保護(hù)等行為的自動(dòng)化建設(shè)，既包括硬件也包括軟件。電力系統(tǒng)中的各種自動(dòng)化，充分顯示了電力系統(tǒng)的信息技術(shù)特點(diǎn)。從我國來看的話，電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)主要有CC-2000，SD-6000，OPEN-2000。它們的基本功能都能達(dá)到國內(nèi)外的同系統(tǒng)的水平。

　　1.1 CC-2000系統(tǒng)。在不同的應(yīng)用環(huán)境中，CC-2000系統(tǒng)提供兩個(gè)種類的數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，即為基于VME總線的工控機(jī)系統(tǒng)和基于終端服務(wù)器的系統(tǒng)。它們主要遵循兩種不同的體系結(jié)構(gòu)與技術(shù)思想，表現(xiàn)為系統(tǒng)的可靠性、適用性、實(shí)時(shí)性和靈活性等方面各有所側(cè)重，而且在三十多個(gè)實(shí)際工程中有了應(yīng)用，很好地適應(yīng)了各類應(yīng)用系統(tǒng)的需求。其主要運(yùn)用開放式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，技術(shù)為面向?qū)ο螅�引用軟件運(yùn)用事件驅(qū)動(dòng)和封裝的思想為其提供透明的接口。由于應(yīng)用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，一個(gè)新的大對象的概念在自動(dòng)化系統(tǒng)中得到了引用，與此同時(shí)，通用性和專有性的結(jié)合，使得支撐系統(tǒng)同時(shí)滿足了電力系統(tǒng)一方的需求與其他行業(yè)的實(shí)際需求。

　　1.2 SD-6000系統(tǒng)。SD-6000系統(tǒng)是電力自動(dòng)化研究院為滿足廣東電網(wǎng)發(fā)展的需要而開發(fā)的一套新型能量管理系統(tǒng)，是我國電力部門的重點(diǎn)項(xiàng)目，主要集合了超大規(guī)模的調(diào)度投影屏、調(diào)度電話自動(dòng)撥號、氣象衛(wèi)星云圖等新型技術(shù)，開放式和分布式的支撐系統(tǒng)平臺是其特點(diǎn)，具有較高穩(wěn)定性和可靠性的電網(wǎng)元件模型，場站單線圖等技術(shù)為關(guān)鍵技術(shù)。

　　1.3 OPEN-2000系統(tǒng)。PEN-2000系統(tǒng)在新型的能量管理系統(tǒng)中被運(yùn)用,由于自身性能的完善、適用面廣泛、可靠性高、成熟性好、等優(yōu)勢使其快速的在國內(nèi)外發(fā)展,同時(shí)其雙網(wǎng)機(jī)制的采用使它的流量和可靠性都得到了很大的提升。

　　2、電力系統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)的新技術(shù)應(yīng)用

　　當(dāng)今電力系統(tǒng)的自動(dòng)控制技術(shù)正在向以下幾個(gè)方面發(fā)展：在控制策略上日益向最優(yōu)化、適應(yīng)化、智能化、協(xié)調(diào)化、區(qū)域化發(fā)展;在設(shè)計(jì)分析上日益要求面對多機(jī)系統(tǒng)模型來處理問題;在理論工具上越來越多地借助于現(xiàn)代控制理論;在控制手段上日益增多了微機(jī)、電力電子器件和遠(yuǎn)程通信的應(yīng)用;在研究人員的構(gòu)成上日益需要多“兵種”的聯(lián)合作戰(zhàn)。

　　2.1 電力系統(tǒng)的智能控制。電力系統(tǒng)的控制研究與應(yīng)用在過去的40多年中大體上可分為三個(gè)階段：基于傳遞函數(shù)的單輸入、單輸出控制階段、線性最優(yōu)控制、非線性控制及多機(jī)系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制階段、智能控制階段。智能控制是當(dāng)今控制理論發(fā)展的新的階段，主要用來解決那些用傳統(tǒng)方法難以解決的復(fù)雜系統(tǒng)的控制問題;特別適于那些具有模型不確定性、具有強(qiáng)非線性、要求高度適應(yīng)性的復(fù)雜系統(tǒng)。智能控制在電力系統(tǒng)工程應(yīng)用方面具有非常廣闊的前景，其具體應(yīng)用有快關(guān)汽門的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)控制，基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的勵(lì)磁、電掣動(dòng)、快關(guān)綜合控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，多機(jī)系統(tǒng)中的ASVG(新型靜止無功發(fā)生器)的自學(xué)習(xí)功能等。

　　2.2 FACTS和DFACTS。FACTS(柔性交流輸電系統(tǒng))，就是在輸電系統(tǒng)的重要部位，采用具有單獨(dú)或綜合功能的電力電子裝置，對輸電系統(tǒng)的主要參數(shù)(如電壓、相位差、電抗等)進(jìn)行調(diào)整控制，使輸電更加可靠，具有更大的可控性和更高的效率。這是一種將電力電子技術(shù)、微機(jī)處理技術(shù)、控制技術(shù)等高新技術(shù)應(yīng)用于高壓輸電系統(tǒng)，以提高系統(tǒng)可靠性、可控性、運(yùn)行性能和電能質(zhì)量，并可獲取大量節(jié)電效益的新型綜合技術(shù)。FACTS的核心裝置是ASVC，基于大功率電力電子器件的快速開關(guān)作用和所組成逆變器的逆變作用。ASVC是包含了FACTS裝置的各種核心技術(shù)且結(jié)構(gòu)比較簡單的一種新型靜止無功發(fā)生器。ASVC由二相逆變器和并聯(lián)電容器構(gòu)成，其輸出的三相交流電壓與所接電網(wǎng)的三相電壓同步。它不僅可校正穩(wěn)態(tài)運(yùn)行電壓，而且可以在故障后的恢復(fù)期間穩(wěn)定電壓，因此對電網(wǎng)電壓的控制能力很強(qiáng)。DFACTS是指應(yīng)用于配電系統(tǒng)中的靈活交流技術(shù)，它是1988年針對配電網(wǎng)中供電質(zhì)量提出的新概念，其主要內(nèi)容是：對供電質(zhì)量的各種問題采用綜合的解決辦法，在配電網(wǎng)和大量商業(yè)用戶的供電端使用新型電力電子控制器。

　　2.3 基于GPS統(tǒng)一時(shí)鐘的新一代EMS和動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)。基于GPS統(tǒng)一時(shí)鐘的新一代EMS目前應(yīng)用的電力系統(tǒng)監(jiān)測手段主要有側(cè)重于記錄電磁暫態(tài)過程的各種故障錄波儀和側(cè)重于系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況的監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集(SCADA)系統(tǒng)。前者記錄數(shù)據(jù)冗余，記錄時(shí)間較短，不同記錄儀之間缺乏通信，使得對于系統(tǒng)整體動(dòng)態(tài)特性分析困難;后者數(shù)據(jù)刷新間隔較長，只能用于分析系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性。兩者還具有一個(gè)共同的不足，即不同地點(diǎn)之間缺乏準(zhǔn)確的共同時(shí)間標(biāo)記，記錄數(shù)據(jù)只是局部有效，難以用于對全系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為的分析。基于GPS的新一代動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)基于GPS的新一代動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)，是新動(dòng)態(tài)安全監(jiān)測系統(tǒng)與原有SCADA的結(jié)合。電力系統(tǒng)新一代動(dòng)態(tài)安全監(jiān)測系統(tǒng)，主要由同步定時(shí)系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)相量測量系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和中央信號處理機(jī)四部分組成。采用GPS實(shí)現(xiàn)的同步相量測量技術(shù)和光纖通信技術(shù)，為相量控制提供了實(shí)現(xiàn)的條件。GPS技術(shù)與相量測量技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物——PMU(相量測量單元)設(shè)備，正逐步取代RTU設(shè)備實(shí)現(xiàn)電壓、電流相量測量(相角和幅值)。

　　3、電力系統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展分析

　　整個(gè)電力系統(tǒng)自動(dòng)化趨向于多方面的發(fā)展，由開環(huán)監(jiān)測向閉環(huán)控制發(fā)展，例如從系統(tǒng)功率總加到AGC(自動(dòng)發(fā)電控制);由高電壓等級向低電壓擴(kuò)展;由單個(gè)元件向部分區(qū)域及全系統(tǒng)發(fā)展;由單一功能向多功能、一體化發(fā)展;裝置性能向數(shù)字化、快速化、靈活化發(fā)展;追求的目標(biāo)向最優(yōu)化、協(xié)調(diào)化、智能化發(fā)展。

　　3.1 市場化。在將來的電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中，電力企業(yè)不斷地適應(yīng)市場的發(fā)展，而這種改革既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。電力企業(yè)為適應(yīng)市場的改革為用戶提供了多種選擇，同時(shí)使用戶自動(dòng)作負(fù)荷管理，高峰負(fù)荷減少，裝機(jī)容量減少，電力容量利用率和效益提高，更容易得到經(jīng)濟(jì)目標(biāo)以促進(jìn)系統(tǒng)的合理規(guī)劃發(fā)展和電力工業(yè)的經(jīng)營管理和持續(xù)良性發(fā)展，創(chuàng)造最大的社會(huì)效益。

　　3.2 數(shù)字化。隨著數(shù)字化時(shí)代的到來，人們越來越意識到信息技術(shù)的重要性，數(shù)字化電網(wǎng)和數(shù)字化變電站的開發(fā)得到人們的普遍關(guān)注。電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)字化發(fā)展趨勢主要指電網(wǎng)信息源的數(shù)字化發(fā)展，通過系統(tǒng)數(shù)字化使電網(wǎng)中的運(yùn)行數(shù)據(jù)對電網(wǎng)的調(diào)度系統(tǒng)中的綜合信息和通信進(jìn)行分層分類和分區(qū)的采集和處理得到了實(shí)現(xiàn)。統(tǒng)一和規(guī)范了電網(wǎng)的整個(gè)監(jiān)控過程，電力自身信息化、智能化和可視化的調(diào)度得到了促進(jìn),系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定、安全、經(jīng)濟(jì)。

　　3.3 智能化。智能調(diào)度是電網(wǎng)未來發(fā)展的必然趨勢，智能調(diào)度技術(shù)采用先進(jìn)的調(diào)度數(shù)據(jù)集成技術(shù)，進(jìn)一步綜合的利用電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)和暫態(tài)的運(yùn)行信息進(jìn)行有效整合，對電力系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測和優(yōu)化，實(shí)施必要的預(yù)警和動(dòng)態(tài)預(yù)防控制，增加系統(tǒng)的事故辨識、故障處理和系統(tǒng)恢復(fù)，從而更加協(xié)調(diào)與優(yōu)化電廠質(zhì)量、職場運(yùn)營還有電網(wǎng)的調(diào)整。與此同時(shí)，在緊急的情況下，系統(tǒng)還能夠進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，以達(dá)到調(diào)度、運(yùn)行和管理。此外，電網(wǎng)調(diào)度的應(yīng)用功能具有可視化等。

　　4、小結(jié)

　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)，控制技術(shù)及信息技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)自動(dòng)化面臨著空前的變革。多媒體技術(shù)、智能控制將迅速進(jìn)入電力系統(tǒng)自動(dòng)化領(lǐng)域，而信息技術(shù)的發(fā)展，不僅會(huì)推動(dòng)電力系統(tǒng)監(jiān)測的發(fā)展，也會(huì)推動(dòng)電力系統(tǒng)控制向更高水平發(fā)展。

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