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新聞資訊
智能電網調度自動化現狀與發展
來源：本站 作者：管理員 發布時間：2015-10-08 09:06:19
隨著新能源滲透率越來越高，分布式電源技術日漸成熟，區域電網互聯更加緊密，電網總的體量極其龐大，傳統的電網管理技術漸漸難以滿足新形勢下對電網安全及效率的要求，世界各國均提出智能電網的概念，以物理電網為基礎，通過采用先進的測量技術、通信技術、計算機技術、控制技術保證電網安全運行，提高電網總體效率。調度自動化系統是電網中保證電網運行安全可靠的控制部分，建設智能電網要求調度自動化系統向智能化方向發展。
1、智能電網調度自動化功能
1.1 實時信息采集功能
智能調度自動化的實時信息采集部分通過廣域測量技術，利用PMU全面測量電網各節點的電壓、相位、功率及開關量等多種參量，同時也會收集電廠相關設備的運行數據（如煤耗、脫硫、煙氣、供熱等）以及并非電力系統的參量但對電力系統運行會產生相當影響的氣溫、雷暴、降水、風力等數據，為綜合分析電網運行狀態提供海量數據支撐。
1.2 分析與評估功能
智能電網調度系統的分析與評估部分在正常運行時，應該可以輔助調度員更清晰的了解電網運行狀況，采用可視化技術，將對調度員提供電網實時運行情況，包含設備備用容量及運行情況，符合分布狀況，電網靜態穩定性分析、大電網運行潛力分析、電網運行方式安排，保護及安全自動裝置的整定計算、對低頻振蕩的監視與告警。對電網故障的智能告警等。同時也應提供教學培訓功能如專業及調度人員的培訓和考核、反事故演習等。在發生故障時，由于以下四個原因要求智能調度自動化系統分析與評估部分能夠協調系統安全與經濟給出故障處理及恢復決策方案建議。
1）發生故障時系統運行參數迅速變化給調度員施加很大壓力；
2）國外有研究顯示，當調度員承受的壓力超過臨界值后其反應速度會急劇下降；
3）有經驗的調度員退休或變更崗位導致在調度系統內工作經驗無法完全傳承下去；
4）個體差異導致值班調度員的技能水平會有波動。
1.3 調控及管理功能
調控功能是指調整控制電網的運行方式，包含對分布式能源的調度、用電負荷控制、自動發電控制、小水電及新能源并網控制、無功電壓控制、電網頻率控制、二次設備控制、新設備啟動控制等。管理功能指通過計算機及網絡技術對電力系統中眾多的調度生產資料及管理資料（如：供用電計劃、風力預測、水情預報、負荷預測、檢修計劃管理、并網協議管理、網站管理及信息發布、電網原始參數管理、檢修計劃管理、發電計劃、輔助服務管理、網損管理、運行值班管理、電網前期管理以及其他各種統計報表管理等）進行統一管理，避免信息孤島的產生，提高管理效率，為各種決策提供全面信息參考。
2、我國調度自動化系統現狀
我國電網調度自動化系統歷經六十多年的發展，在方法研究和實踐應用兩方面均獲得了巨大的進步，有效地推動了我國電力系統自動化的發展，電網調度自動化系統已經成為我國電網安全穩定運行的核心之一。
2.1 遠動技術的飛速發展
隨著遠動技術的不斷發展以及計算機網絡水平的提高，我國電網調度自動化系統地發展經歷了質的變化，從功能單一的遠動遙測裝置發展到當前的多功能智能化微機遠動系統；產品的普及度和穩定性、信息的準確性和完整性大大提高。如今我國110kV以上變電站、大部分35kV變電站以及各種類型的發電廠都配備了相應的調度自動化系統。
2.2 科研水平令人矚目
我國科研人員對調度自動化系統的研發過程大致經歷了兩個階段：從早期引進國外優秀產品以及吸收、學習國外先進技術到如今自主研發適合我國電網運行特點的調度自動化系統。目前我國在電力系統遠動和自動化專業的人才儲備方面，已達到國際先進水平，逐漸形成了以高等院校、電力科研所院及企業研發為核心的優秀科研隊伍，涌現出了一批創新能力顯著的電力企業。國內開發的許多調度自動化系統在功能和性能方面已經進入世界先進行列，并且在很多方面取得了大幅度的突破。例如，南瑞公司研制的OPEN-3000系統率先采用了IEC61970組件參考模型，實現了IEC61970CIS的接口設計，支持多上下文、在U-NIX和PC平臺上均可運行，并且能夠在不同UNIX服務器上任意混合操作；科東公司開發的CC-2000A電網調度自動化系統該系統首次采用了基于SOA的調度自動化設計，除了具有常規的數據采集、SCA-DA、AGC、DTS功能之外還具備了數據整合與共享以及一體化設計、多平臺混合運行、多時序并發控制等特點。以上這些系統已通過電網實用性試驗在實際應用中發揮著重要功能。據統計，截止2012年全國現有320多個地調，其中99%都使用了計算機監控系統，94%通過了實用化驗收；70%的調度自動化系統載入了網絡潮流計算、電力系統狀態估計、負荷預測等應用功能，其中，36%在實際應用中取得了良好的效果，為所屬網站帶來了優異的經濟效益。
2.3 運行管理達到了較高水平
調度自動化系統在我國的飛速發展加快了電網運行管理的科學化進程。各級電網為加強系統的運行管理，認真制訂了一系列相關的規章制度和考核方法。這些規章制度的正確實施有利于各部門之間明確分工，提升調度人員的工作效率，為調度人員能夠正確、及時地做出決策提供了保障，增強了調度自動化系統的運行管理水平。
3、智能電網下調度自動化系統建設原則與要求
3.1 建設原則
目前，智能電網下的調度自動化系統建設仍處于初級階段，各國也在結合本國國情探索適合自身的調度自動化設計方法。我國的調度自動化水平與發達國家仍存在一定的差距，所以對智能電網下調度自動化的建設提出了更高的要求。構建智能電網下調度自動化系統原則如下：
1）系統必須是具有領先技術水平的三代及以上系統，優先考慮系統的安全性，同時兼顧系統的經濟適用性以及兼容性。
2）調度主站采用雙機雙網冗余配置，以光纖通信為主要通信方式，以載波或電纜通信為備用通信方式。
3）系統要有標準的接口，支持其他應用軟件的接入，包括監控系統、安防系統等。
4）在傳統“四遙”，即遙測、遙信、遙控、遙調意義的基礎上，考慮增設遙視功能。
5）要充分保證系統的安全性、完整性與可靠性。
3.2 建設要求
智能電網下調度自動化系統建設要充分考慮系統的安全性、可靠性、實用性等，要能夠把先進的技術嵌入到系統中，既要操作方便，又要便于維護，具體要求如下：
3.2.1 安全性和可靠性
安全性與可靠性是系統建設的首要要求。安全性要求系統采用安全的分區，必要時設置硬件防火墻、軟件防火墻及相應的數據隔離裝置，保證不同的系統、不同的功能在自己分區范圍內實現；系統可靠性要求對系統所用硬件設備及軟件功能要超前配置，對系統實行雙機雙網雙電源等的冗余配置，提高系統的運行率和可靠性[7]。
3.2.2 開放性和可擴展性
系統應遵循國際IEC61970標準，采用通用的操作系統及數據庫技術，駣用大眾的通信協議，以便系統能夠滿足多種系統和軟件的接入，并且對于系統的重建或升級改造都能夠提供很好的支撐。
3.2.3 先進性和實用性
在系統的選型上既要滿足于系統實用化的要求，由要具有友好的界面、圖模一體化功能、方便用戶使用，符合自動化系統設計的各項指標。同時，選擇一些較高配置的硬件，保證先進性。
3.2.4 靈活性和易維護性
系統功能要靈活方便，硬件配置要能夠“即插即用”，軟件要能夠方便安裝與使用。系統的維護上面又能做到易學易用，面對對象，直觀方便的去維護系統的運行。
3.2.5 實時性和共享性
系統應能夠實時保存數據到內存中，同時又能分布實現其他計算功能。在數據的使用上面，既能滿足實時數據庫的調用、查詢，又能滿足歷史數據庫的統、計、計算。能夠在不同安全區域內，通過有效的控制手段，實現系統與系統之間數據的共享，可根據情況靈活的調配使用系統資源。
4、結語
智能調度自動化系統是智能電網中不可或缺的環節，經過多年的發展，我國電網調度自動化系統發生了巨大的進步，但仍與發達國家存在一定的差距，這對我國智能調度自動化的建設突出了更高的要求。構建智能電網下調度自動化系統必須堅持一定的原則與要求，充分考慮系統的安全性、可靠性、實用性.
來源： 白銀供電公司
1、智能電網調度自動化功能
1.1 實時信息采集功能
智能調度自動化的實時信息采集部分通過廣域測量技術，利用PMU全面測量電網各節點的電壓、相位、功率及開關量等多種參量，同時也會收集電廠相關設備的運行數據（如煤耗、脫硫、煙氣、供熱等）以及并非電力系統的參量但對電力系統運行會產生相當影響的氣溫、雷暴、降水、風力等數據，為綜合分析電網運行狀態提供海量數據支撐。
1.2 分析與評估功能
智能電網調度系統的分析與評估部分在正常運行時，應該可以輔助調度員更清晰的了解電網運行狀況，采用可視化技術，將對調度員提供電網實時運行情況，包含設備備用容量及運行情況，符合分布狀況，電網靜態穩定性分析、大電網運行潛力分析、電網運行方式安排，保護及安全自動裝置的整定計算、對低頻振蕩的監視與告警。對電網故障的智能告警等。同時也應提供教學培訓功能如專業及調度人員的培訓和考核、反事故演習等。在發生故障時，由于以下四個原因要求智能調度自動化系統分析與評估部分能夠協調系統安全與經濟給出故障處理及恢復決策方案建議。
1）發生故障時系統運行參數迅速變化給調度員施加很大壓力；
2）國外有研究顯示，當調度員承受的壓力超過臨界值后其反應速度會急劇下降；
3）有經驗的調度員退休或變更崗位導致在調度系統內工作經驗無法完全傳承下去；
4）個體差異導致值班調度員的技能水平會有波動。
1.3 調控及管理功能
調控功能是指調整控制電網的運行方式，包含對分布式能源的調度、用電負荷控制、自動發電控制、小水電及新能源并網控制、無功電壓控制、電網頻率控制、二次設備控制、新設備啟動控制等。管理功能指通過計算機及網絡技術對電力系統中眾多的調度生產資料及管理資料（如：供用電計劃、風力預測、水情預報、負荷預測、檢修計劃管理、并網協議管理、網站管理及信息發布、電網原始參數管理、檢修計劃管理、發電計劃、輔助服務管理、網損管理、運行值班管理、電網前期管理以及其他各種統計報表管理等）進行統一管理，避免信息孤島的產生，提高管理效率，為各種決策提供全面信息參考。
2、我國調度自動化系統現狀
我國電網調度自動化系統歷經六十多年的發展，在方法研究和實踐應用兩方面均獲得了巨大的進步，有效地推動了我國電力系統自動化的發展，電網調度自動化系統已經成為我國電網安全穩定運行的核心之一。
2.1 遠動技術的飛速發展
隨著遠動技術的不斷發展以及計算機網絡水平的提高，我國電網調度自動化系統地發展經歷了質的變化，從功能單一的遠動遙測裝置發展到當前的多功能智能化微機遠動系統；產品的普及度和穩定性、信息的準確性和完整性大大提高。如今我國110kV以上變電站、大部分35kV變電站以及各種類型的發電廠都配備了相應的調度自動化系統。
2.2 科研水平令人矚目
我國科研人員對調度自動化系統的研發過程大致經歷了兩個階段：從早期引進國外優秀產品以及吸收、學習國外先進技術到如今自主研發適合我國電網運行特點的調度自動化系統。目前我國在電力系統遠動和自動化專業的人才儲備方面，已達到國際先進水平，逐漸形成了以高等院校、電力科研所院及企業研發為核心的優秀科研隊伍，涌現出了一批創新能力顯著的電力企業。國內開發的許多調度自動化系統在功能和性能方面已經進入世界先進行列，并且在很多方面取得了大幅度的突破。例如，南瑞公司研制的OPEN-3000系統率先采用了IEC61970組件參考模型，實現了IEC61970CIS的接口設計，支持多上下文、在U-NIX和PC平臺上均可運行，并且能夠在不同UNIX服務器上任意混合操作；科東公司開發的CC-2000A電網調度自動化系統該系統首次采用了基于SOA的調度自動化設計，除了具有常規的數據采集、SCA-DA、AGC、DTS功能之外還具備了數據整合與共享以及一體化設計、多平臺混合運行、多時序并發控制等特點。以上這些系統已通過電網實用性試驗在實際應用中發揮著重要功能。據統計，截止2012年全國現有320多個地調，其中99%都使用了計算機監控系統，94%通過了實用化驗收；70%的調度自動化系統載入了網絡潮流計算、電力系統狀態估計、負荷預測等應用功能，其中，36%在實際應用中取得了良好的效果，為所屬網站帶來了優異的經濟效益。
2.3 運行管理達到了較高水平
調度自動化系統在我國的飛速發展加快了電網運行管理的科學化進程。各級電網為加強系統的運行管理，認真制訂了一系列相關的規章制度和考核方法。這些規章制度的正確實施有利于各部門之間明確分工，提升調度人員的工作效率，為調度人員能夠正確、及時地做出決策提供了保障，增強了調度自動化系統的運行管理水平。
3、智能電網下調度自動化系統建設原則與要求
3.1 建設原則
目前，智能電網下的調度自動化系統建設仍處于初級階段，各國也在結合本國國情探索適合自身的調度自動化設計方法。我國的調度自動化水平與發達國家仍存在一定的差距，所以對智能電網下調度自動化的建設提出了更高的要求。構建智能電網下調度自動化系統原則如下：
1）系統必須是具有領先技術水平的三代及以上系統，優先考慮系統的安全性，同時兼顧系統的經濟適用性以及兼容性。
2）調度主站采用雙機雙網冗余配置，以光纖通信為主要通信方式，以載波或電纜通信為備用通信方式。
3）系統要有標準的接口，支持其他應用軟件的接入，包括監控系統、安防系統等。
4）在傳統“四遙”，即遙測、遙信、遙控、遙調意義的基礎上，考慮增設遙視功能。
5）要充分保證系統的安全性、完整性與可靠性。
3.2 建設要求
智能電網下調度自動化系統建設要充分考慮系統的安全性、可靠性、實用性等，要能夠把先進的技術嵌入到系統中，既要操作方便，又要便于維護，具體要求如下：
3.2.1 安全性和可靠性
安全性與可靠性是系統建設的首要要求。安全性要求系統采用安全的分區，必要時設置硬件防火墻、軟件防火墻及相應的數據隔離裝置，保證不同的系統、不同的功能在自己分區范圍內實現；系統可靠性要求對系統所用硬件設備及軟件功能要超前配置，對系統實行雙機雙網雙電源等的冗余配置，提高系統的運行率和可靠性[7]。
3.2.2 開放性和可擴展性
系統應遵循國際IEC61970標準，采用通用的操作系統及數據庫技術，駣用大眾的通信協議，以便系統能夠滿足多種系統和軟件的接入，并且對于系統的重建或升級改造都能夠提供很好的支撐。
3.2.3 先進性和實用性
在系統的選型上既要滿足于系統實用化的要求，由要具有友好的界面、圖模一體化功能、方便用戶使用，符合自動化系統設計的各項指標。同時，選擇一些較高配置的硬件，保證先進性。
3.2.4 靈活性和易維護性
系統功能要靈活方便，硬件配置要能夠“即插即用”，軟件要能夠方便安裝與使用。系統的維護上面又能做到易學易用，面對對象，直觀方便的去維護系統的運行。
3.2.5 實時性和共享性
系統應能夠實時保存數據到內存中，同時又能分布實現其他計算功能。在數據的使用上面，既能滿足實時數據庫的調用、查詢，又能滿足歷史數據庫的統、計、計算。能夠在不同安全區域內，通過有效的控制手段，實現系統與系統之間數據的共享，可根據情況靈活的調配使用系統資源。
4、結語
智能調度自動化系統是智能電網中不可或缺的環節，經過多年的發展，我國電網調度自動化系統發生了巨大的進步，但仍與發達國家存在一定的差距，這對我國智能調度自動化的建設突出了更高的要求。構建智能電網下調度自動化系統必須堅持一定的原則與要求，充分考慮系統的安全性、可靠性、實用性.
來源： 白銀供電公司
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