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關(guān)于電力系統(tǒng)調(diào)度自動化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展
一、電力系統(tǒng)自動化和電力系統(tǒng)調(diào)度自動化
電力系統(tǒng)自動化是指應(yīng)用各種具有自動檢測、決策和控制功能的裝置、通過信號系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)對電力系統(tǒng)各元件、局部系統(tǒng)或全系統(tǒng)進(jìn)行就地或遠(yuǎn)方的自動監(jiān)視、調(diào)節(jié)和控制,以保證電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)地運行和具有合格的電量質(zhì)量。電力系統(tǒng)自動化已經(jīng)成為電力系統(tǒng)最核心內(nèi)容。而電力系統(tǒng)調(diào)度自動化是電力系統(tǒng)自動化的一部分,分為發(fā)電和輸電調(diào)度自動化(通常稱電網(wǎng)調(diào)度自動化)和配電網(wǎng)調(diào)度自動化(通常稱配網(wǎng)自動化)。
二、電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動
電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動就是在電力系統(tǒng)調(diào)度中心對電力系統(tǒng)實施的實時遠(yuǎn)方監(jiān)視與控制。遠(yuǎn)動系統(tǒng)包括控制站、被控站和遠(yuǎn)動通道。狹義遠(yuǎn)動系統(tǒng)只包括兩端遠(yuǎn)動設(shè)備和遠(yuǎn)動通道;而廣義的遠(yuǎn)動系統(tǒng)包括控制站的人機設(shè)備和被控站的過程設(shè)備在內(nèi)。電力系統(tǒng)的安全監(jiān)控功能由各級調(diào)度共同承擔(dān),而自動發(fā)電控制與經(jīng)濟(jì)調(diào)度則由大區(qū)網(wǎng)調(diào)或省調(diào)負(fù)責(zé),網(wǎng)調(diào)和省調(diào)還應(yīng)具有安全分析和校正控制等功能。
三 、電力系統(tǒng)調(diào)度自動化的功能
(一)電力系統(tǒng)監(jiān)視與控制
通過電力系統(tǒng)監(jiān)視與控制為自動發(fā)電控制、經(jīng)濟(jì)調(diào)度、安全分析等高層次功能提供實時數(shù)據(jù)。其中監(jiān)視主要是對電力系統(tǒng)運行信息的采集、處理、顯示、告警和打印,以及對電力系統(tǒng)異常或事故的自動識別,向調(diào)度員反映電力系統(tǒng)實時運行狀態(tài)和電氣參數(shù)。而控制主要是指通過人機聯(lián)系設(shè)備執(zhí)行對斷路器、隔離開關(guān)、靜電電容器組、變壓器分接頭等設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)方操作的開環(huán)控制。
(二)電力系統(tǒng)安全分析
電力系統(tǒng)安全分析主要內(nèi)容是利用實時數(shù)據(jù)對電力系統(tǒng)發(fā)生一條線路、或一臺發(fā)電機、變壓器跳閘的假想事故進(jìn)行在線模擬計算,以便隨時發(fā)現(xiàn)每一種假想事故是否可以造成設(shè)備過負(fù)荷、以及頻率和電壓超出允許范圍等不安全情況,是一系列以單一設(shè)備故障為目標(biāo)而進(jìn)行的在線潮流計算。
(三)電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度
電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度是在滿足安全、電能質(zhì)量和備用容量要求的前提下,基于系統(tǒng)有功功率平衡的約束條件和考慮網(wǎng)絡(luò)損失的影響,以最低的發(fā)電(運行)成本或燃料費用,達(dá)到機組間發(fā)電負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配且保證對用戶可靠供電的一種調(diào)度方法。在調(diào)度過程中按照電力系統(tǒng)安全可靠運行的約束條件,在給定的電力系統(tǒng)運行方式中,在保證系統(tǒng)頻率質(zhì)量的條件下,以全系統(tǒng)的運行成本最低為原則,將系統(tǒng)的有功負(fù)荷分配到各可控的發(fā)電機組。經(jīng)濟(jì)調(diào)度一般只按靜態(tài)優(yōu)化來考慮,不計算其動態(tài)過程。
四、電力系統(tǒng)調(diào)度自動化技術(shù)在國外的應(yīng)用
國外的電力系統(tǒng)調(diào)度自動化系統(tǒng)均是采用了RISc工作者,UNIX操作系統(tǒng)和國際公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn),主要有以下幾種:
(一)西門子SPECTRUM系統(tǒng)。該系統(tǒng)是由德國西門子公司基于32比特SUN點的SPACE或IBMMRS6000工作站硬件平臺,引入軟總線概念,服務(wù)器之間及內(nèi)部各進(jìn)程與實用程序問的信息交換實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化開發(fā)的。采用了分布式組件、面向?qū)ο蟮燃夹g(shù),廣泛應(yīng)用于配電公司、城市電力公司和工業(yè)用戶。
(二)CAE系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用64比特ALPHAI作站、客戶I服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)和雙以太網(wǎng)構(gòu)成的EMS硬件平臺,選用分布式應(yīng)用環(huán)境開發(fā)研制的,集DAC、SYS、uI、APP、COM于一體。該系統(tǒng)功能分布于各節(jié)點,能有效地減少網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流,防止通信瓶頸問題。
(三)VALMET系統(tǒng)。該系統(tǒng)適用于多種硬件平臺,可連接SUN、IBM、PHA工作站。該系統(tǒng)包括實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和應(yīng)用軟件三個服務(wù)器。
(四)SPIDER系統(tǒng)。該系統(tǒng)是由ABB公司開發(fā)的,采用分布式數(shù)據(jù)庫和模塊化結(jié)構(gòu),可根據(jù)用戶實際需求配置系統(tǒng)。它具有雙位的遙信處理功能,使?fàn)顟B(tài)信號穩(wěn)定性好,并有一套完整的維護(hù)工具。
五、電力系統(tǒng)調(diào)度自動化技術(shù)的基本特征
電力系統(tǒng)調(diào)度自動化技術(shù)應(yīng)具有以下基本特征:
(一)該技術(shù)應(yīng)該能夠及時并準(zhǔn)確地采集、檢測和處理電,網(wǎng)中各元件、局部或整個系統(tǒng)運行的實時信息;
(二)能根據(jù)電網(wǎng)的實際運行狀態(tài)和系統(tǒng)各元件的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等指標(biāo)要求,為調(diào)度人員做出準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)和控制的決策提供依據(jù);
(三)能實現(xiàn)整個電力系統(tǒng)的綜合協(xié)調(diào),使電力系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)地運行,并提供優(yōu)質(zhì)的供電;
(四)電力系統(tǒng)自動化技術(shù)能提高工作效率,降低電力系統(tǒng)事故發(fā)生概率,延長設(shè)備使用壽命,能夠保障電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)地運行,尤其是能避免整個電力系統(tǒng)的崩潰和大面積停電等連鎖性事故發(fā)生。
六、電力系統(tǒng)調(diào)度自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢
隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等技術(shù)的快速發(fā)展,電 力系統(tǒng)調(diào)動自動化技術(shù)應(yīng)朝著模塊化、面向?qū)ο蟆㈤_放化、只能化合可視化等方面發(fā)展。
(一)模塊化與分布式。電力系統(tǒng)調(diào)度自動化系統(tǒng)軟件設(shè)計的重要思想就是模塊化和分布式。組件技術(shù)是一種標(biāo)準(zhǔn)實施的基礎(chǔ),能夠?qū)崿F(xiàn)真正的分布式體系結(jié)構(gòu),基于平臺層解決數(shù)據(jù)交換的異構(gòu)問題,是一種重要的電力系統(tǒng)調(diào)度自動化技術(shù)。
(二)面向?qū)ο蠹夹g(shù)。電力系統(tǒng)調(diào)度自動化的目的就是為了能夠及時準(zhǔn)確地獲得電力系統(tǒng)運行的實時信息。面向?qū)ο蠹夹g(shù)是一種能很好的解決這個問題的技術(shù)先進(jìn)且能很好地遵循ClM的技術(shù),但它的實現(xiàn)有一定的難度。
(三)電力系統(tǒng)調(diào)度綜合自動化。全面建立調(diào)度數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),提高電力系統(tǒng)調(diào)度自動化的綜合管理水平,使電力系統(tǒng)運行達(dá)到最優(yōu)化,避免電力系統(tǒng)崩潰或大面積停電事故,提高電力系統(tǒng)的安全性和可靠性;建立并完善電氣事故處理體系,使事故停電時間降到最短,降低各種不必要的影響。
(四)無人化值守管理模式。建立無人值班綜合監(jiān)控系統(tǒng),能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的運行狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控、安全性分析、狀態(tài)估計、負(fù)荷預(yù)測及遠(yuǎn)程調(diào)控等,當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時自動報警,以便調(diào)度人員及時處理事故,從而保證電力系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運行,實現(xiàn)無人值守調(diào)度管理方式,減少值守人員,提高工作效率。
(五)智能化。智能化調(diào)度是未來電力系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。智能調(diào)度技術(shù)采用調(diào)度數(shù)據(jù)集成技術(shù),能夠及時、有效地獲取電力系統(tǒng)運行的實時信息,實現(xiàn)電網(wǎng)正常運行的實時監(jiān)測和優(yōu)化、預(yù)警和預(yù)防智能化控制、故障的智能判辨、故障的智能分析、故障的智能恢復(fù)等,最大限度實現(xiàn)全面、精細(xì)、及時、最優(yōu)的電力系統(tǒng)運行與管理,以達(dá)到電力系統(tǒng)的調(diào)度、運行和管理的智能化。
七、結(jié)束語
本文首先簡要地敘述了電力系統(tǒng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的重要性及電力系統(tǒng)設(shè)計人員掌握相關(guān)技術(shù)的必要性。根據(jù)幾種電力系統(tǒng)調(diào)動自動化系統(tǒng)的應(yīng)用,概述了電力系統(tǒng)調(diào)度自動化技術(shù)在國內(nèi)外的應(yīng)用狀況。從電力系統(tǒng)調(diào)度自動化技術(shù)的基本特征出發(fā),對幾種電力系統(tǒng)調(diào)度自動化技術(shù)進(jìn)行了簡要的探討。最后,對今后電力系統(tǒng)調(diào)度自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。
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