电力调度运行中电力技术的应用分析

摘要: 随着我国经济的快速发展和人们生活水平的提高，电力企业的发展给国民经济和社会发展带来了巨大的动力和效益，并成为当今社会发展和人民日常生活不可缺少的能源之一。文章结合目前全国电力系统的发展趋势,就几种已经或即将应用于电力系统调度运行的现代电力技术进行了介绍,并且从调度运行的角度进行了简要分析。

关键词: 电力系统；调度运行；技术

Abstract: with the rapid development of our economy and the improvement of people's living standard, the development of the electric power enterprise to the national economic and social development has brought great power and benefit, and become the current social development and People's Daily life is one of the indispensable energy. The article based on the trend of the development of national power system, several have or will be applied to power system of electric power dispatching operation of modern technology are introduced, and from the Angle of dispatching operation are briefly analyzed.

Key words: electric power system; Scheduling operation; technology

中图分类号： TM7文献标识码：A文章编号：

我国的电力系统在经历了高电压大电网的发展阶段之后，正逐步实现大区电网的互联。随着已经开展的电力体制改革的需要，市场机制将被引入电力系统的生产运行中，电力交易等市场行为将大量发生，整个电力系统将变成“工商业电力系统(ICPS)”。这些变化要求作为一名调度运行人员，不能仅满足于了解本省电网，而应做到立足本网，放眼全国；同时也不能仅有对电力安全生产运行的调度指挥，而应做到生产与交易并重，安全与经济并举。因此，传统的调度职责将扩大，调度的业务将增加，仅靠现有的技术支持远不能胜任，要求调度运行人员能够应用更多的现代电力技术，来为电网调度工作服务。就已经或即将应用于调度运行工作的技术进行简单介绍。

1 计算机技术在电力系统调度运行中的应用

1.1 设计数据库结构

考核子系统的实时数据库部分包括实时数据库和实时关系库两个部分。实时数据库记录调度员在调度操作工作中需记录的各种数据。实时关系库则根据各项业务的计算公式和计算关系,将计算所需的各种分量,从分量所在的子系统提取出来,将各层分量关系归纳总结,形成计算关系数据库。

1.2 数据库运行

该数据库针对调度员编制,以MSEXCEL为界面和VB为内核,主要实现操作票计算机数据生成和数据存储功能。调度员可利用该库提供的权限和存档操作票调用功能,在已有操作票基础上进行修改和组合,进而生成所需操作票,并利用计算机打印,避免了手工写票的诸多不便和人为错误因素,大大提高了操作票拟写质量和效率,减少了错票率和废票率。同时该程序也为调度员提供了操作票库,存储了大量的原始操作票,既方便了统计和查询,也可方便维护人员在方式变化的情况下,对典型操作票进行修改。确保了调度自动化系统实现点对点的不间断实时数据流的传输,保证了调度员对分站实时数据的监控,使电力调度自动化系统更加可靠的安全运行。同时数据库运行中必须考虑如下调度运行分析计算特点:(1)满足计算的实时性要求；(2)实时数据库,采用TCP/IP同步和启停切换同步实体这两种同步方法实现主备数据的同步问题；(3)考虑实时计算后每天累计数据的归零问题；(4)考虑计算周期、公式、考核标准的用户自定义性；(5)考虑计算结果的可核实核查性和各用户的考核办法、标准和报表的多样性；(6)考虑考核业务的无限可扩展性。

1.3 安装EMS 高级应用软件

安装EMS高级应用软件进行“状态估计与在线潮流计算”,该程序的初始状态为电力系统实时运行方式,只要状态估计提供的网络拓扑正确,其潮流是和实际潮流相符合的。对电力系统调度员来说,以往要

进行潮流估计工作必须凭借调度经验,容易造成误差,而潮流计算提供了现行运行方式下电力系统任何故障对潮流的改变数据,这对于调度人员反事故水平的提高有极大的帮助。目前调度人员主要利用该程

序进行日常潮流演算、事故预想和操作前潮流估计。具体程序如下:(1)通过日常潮流演算熟悉系统结线方式及正常潮流,并加强对系统薄弱环节的重视。(2)在一些电力系统大型操作前(如变电站启动、枢纽变电站母线停复役等)和系统特殊结线情况下进行事故预测,并通过该程序为调度操作人员的方式安排提供潮流补充,把事故损失减小到最低程度,同时有力地加快事故处理速度。(3)在进行电力系统合解环等特殊操作前使调度人员进行操作风险评估,以选择最佳时机进行操作。潮流计算程序为调度人员的运行操作提供的潮流依据,使调度人员进行操作风险评估成为可能。

2 雷电定位技术在电力系统调度运行中应用

雷害天气给电力系统造成的危害巨大,雷击线路造成跳闸事故,影响供电可靠性。如果发电厂、变电所建在雷害发生频繁的地带,就很容易造成大面积停电,影响各行业的安全生产。雷电定位技术在电力系统调度运行中应用的基本原理是利用计算机软件和网络技术,实现对大自然落雷情况的测量、接收,最终建成雷电信息网络系统,实现数据通信和信息共享,使用户可以采用C/S(B/S)方式浏览所需的雷电信息,统计出雷电的分布,方便快捷地查询雷击故障点,指导雷击故障的定位处理。其具体实施步骤如下:

(1)安装硬件设备,用于测量雷电到达时间、波峰值及雷电方向角。

(2)安装所需软件设备,对雷电原始信息、定位信息进行参数分析。

(3)建立完善的雷电检测目标数据库和分析数据库,具备完整的自动雷电参数统计库。

(4)协调相关专业,搜集建立系统所需的图纸资料。

(5)利用网络资源,对不同的用户采取最优的接入方式,实现雷电信息共享。

(6)使用防火墙技术和指定IP地址分配用户的权限,防止网络病毒侵害雷电系统造成系统的崩溃。

2.1 在电力系统调度运行中的应用

(1)指导输电线路雷击故障点的查找:以往,每当输电线路发生雷击跳闸,根据调度命令,线路运行单位必须派遣大批巡线人员,仅能根据不算精确的保护故障测距结果,沿线逐杆查找故障点,效率较低。如

果故障发生在山区,巡线人员翻山越岭,费力费时。对于严重故障线路,还有可能造成联络线功率超限、延误送电、电力系统安全稳定水平降低等严重后果。通过利用雷电定位系统,在线路发生雷击跳闸后,只需调度运行值班人员提供跳闸精确时间,能比较准确地指示雷击故障点,避免全线巡视,缩短抢修时间,同时又大大减轻了线路工作人员的工作强度。

(2)指导判断线路跳闸的雷击相关性:以往发生在雷雨天气的线路跳闸,检测人员未能查找到明确故障点时,往往将跳闸原因都归咎雷击故障,运行单位进而忽视对真正事故原因的查找,留下了再次事故的隐患。应用雷击定位系统可以把调度自动化中的电力线路事故跳闸的开关信息与时间信息打包传送到雷电系统。根据调度自动化系统的实时信息,实现自动查询该线路附近的雷击点,并且在用户终端站显示结果,从而取消包括接到通知、手动查询雷电定位、向有关部门汇报等环节,确定线路跳闸由雷击造成的可能性大小,同时加速对雷击故障的查询和事故原因的分析。

(3)掌握实时雷电活动情况进行方式调整和事故预想:雷电定位能大范围实时监视闪光发生的时间、地点、雷电流幅值、极

性和回击次数。通过该系统接收到的雷电信息,调度员可以判断雷电强度及走向趋势等信息。同时根据这些具体情况,在可能的前提下可以及时修正和改变电力系统的运行方式,及时做好相关防雷击措施及事故预案,避免运行中的电网设施遭受雷击所导致的不必要经济损失和电力系统事故。

(4)进行雷电统计分析,指导安排系统雷季运行方式:通过大量雷电数据的积累和分析,可以大致了解雷电多发区域的雷电分布及强度信息,从而合理制定雷区分布图。不仅可以指导线路运行单位加强雷电密集区段和线路的易雷击段的运行维护,指导安排全网雷季运行方式,还可以为电力设计部门进行电力线路、厂站等设计时提供必要的防雷依据。

3 更加先进完善的安全稳定控制技术

3.1 安全稳定控制技术的作用

安全稳定控制技术又被称为“系统保护” 、“特殊保护” ,是保证系统安全稳定运行的重要技术措施。随着全国大电网的逐渐形成, 对应新的系统稳定导则,各种安全稳定控制技术广泛应用,无论是在深度上,还是在广度上都有了很大的发展。

3.2 安全稳定控制技术的分类

a.按照应用的电网划分。分为送端电网侧、受端电网侧、电网解列3类。

b.按照应用的范围划分。分为局部电网控制、区域电网控制、大区联网控制3类。

c.按照稳定类型划分。分为暂态稳定控制、频率稳定控制、电压稳定控制、设备过负荷控制、失步控制5类。

4 电力电子技术的应用

电力电子技术是电工技术中的新技术,是电力与电子技术(强电和弱电技术)的融合,已在国民经济中发挥着巨大作用,对未来输电系统性能将产生巨大影响。目前电力电子技术在电力系统中的应用主要是高压直流输电(HVDC) 和柔流输电(FACTS) 2个方面。

4.1高压直流输电(HVDC)

HVDC 主要是出于经济和技术的考虑,在远距离输电时,采用HVDC 更经济,而且不受稳定性的限制,可以改善两端系统的暂态稳定性乃至整个系统的动态稳定性。由于直流输电不要求两端交流系统同步,可以用于将两个或多个不同步甚至不同频率的交流电网连接。当前HVDC 的核心技术和设备―换流技术和换流阀正处于重大的革新中, 直流输电的发展前景是很广阔的。

4.2 柔流输电(FACTS)

FACTS 主要是采用现代的电力电子技术对交流输电系统进行柔性控制(即可连续、快速、灵活和重复控制) 和优化协调控制,从而提高其可控性和传输能力。FACTS 控制器已有数十种,按其安装位置可分为发电型、输电型和供电型3大类,但共同的功能都是通过快速、精确、有效地控制电力系统中一个或几个变量(如电压、功率、阻抗、短路电流、励磁电流等) ,从而增强交流输电或电网的运行性能。已应用的FACTS 控制器有静止无功补偿器(SVC) 、静止调相机(STATCON) 、静止快速励磁器(PSS) 、串联补偿器(SSSC) 等。

5 变电站综合自动化技术的应用

5.1 变电站综合自动化技术简介

变电站综合自动化是近年来发展起来的一项新技术,目前在全国电网处于试用阶段。变电站综合自动化技术以计算机技术为基础,以数据通信为手段,以信息共享为目标。它可以实现如下功能:保护和重合闸、四遥、电度采集、五防、故障录波,而且还可以实现专家系统。它的发展大致经历了全集中式阶段、大RT U 阶段、分层分布式阶段。

5.2 分层分布式综合自动化系统的特点

现在所采用的大多是分层分布式综合自动化系统。它是以新型的面向间隔的设计代替了传统的面向功能的设计,将数据采集装置(IED) 安装在开关设备上或离开关设备较近的地方,再通过专用的通讯网相连,实现数据共享,将数据传输至监控机和工程师站,在整个变电站的层次上实现数据共享。这样就大大减少了二次系统及控制信号屏的设置,系统的实时性、可靠性高, 灵活性好,可以在很大程度上提高自动化水平和管理水平。

5.3 对调度运行工作的要求

正是由于变电站综合自动化具有上述特点,未来一段时间内将会大量地应用于电力生产中,这就对调度运行工作提出了新的要求,在主设备的运行监视、调整操作、保护投停、事故处理等方面都与传统的变电站有所不同,这将成为调度人员研究的新课题。

6 电力市场运营技术支持系统的建设与应用

6.1 电力市场化运营的必要性

现代电力系统随着向大规模化、自动化的发展,又出现了市场化运营。竞价上网仅是一个表面现象,电力做为一种能源,必须要与其他能源产品争夺市场的份额,为了在大市场中生存,电力系统必须要实行市场化运营。

6.2 电力市场运营技术支持系统的作用

电力市场的运营归根结底是要实现:由电力市场交易管理机构按照一定的市场运营规则,组织市场各成员,在保证电网安全的前提下, 提供发、输、配电的服务。而要完成这项工作,必须要有强有力的技术支持系统。电力市场中的不同机构和成员所需要的运营技术支持系统是不同的,调度运行人员最关心的是用于电力调度交易机构(中心) 的电力市场运营技术支持系统(EMOS) 。

6.3 EMOS 的组成

EMOS 是融电力市场交易管理系统、电网安全实时监控系统、合同管理系统、考核与结算系统、电能计量系统、市场信息管理系统以及软硬件运行支持平台于一体的电网商业化运营综合技术支持系统。

6.4 调度人员在电力市场运营中的作用

在电力的市场化运营中,调度人员不仅是电力系统的指挥员,而且还是电力市场的交易员,必须依据技术支持系统进行公开、公平、公正的电力交易。这对传统的调度模式提出了很大挑战,全体调度人员都应当加深对电力市场的认识,在保证安全的基础上,以技术支持系统为保障,加以实时的调度交易,保证消费者的需求,努力实现市场各方的生产利益最大化。

7 结语

本文所述的几种现代电力技术已经应用于我国的电力生产中, 并且越来越多地影响着电力系统的发展,有的正在逐步产生巨大的经济效益,这也证明了“科学技术是第一生产力” 。全国电网必将实现大区联网乃至全网联网,现代化的超大容量的电网( 全国联网) 必然是以现代化的电力技术做保障的,电力的市场化运营也必将是电力企业自身发展的必由之路。作为调度人员,应当充分认识到这些,认识到电力发展的客观规律,发挥自身的主观能动性,加深对全网联网、电力市场的理论认识,加强对现代电力技术的学习,才能保证电力系统的安全稳定经济优质运行。

参考文献

[1] 韩建辉.计算机技术在电力调度运行中的应用[J].中国科技信息,2008(2).

[2] 杨永强,邓正涛.电力技术在调度运行中的应用[J].黑龙江科技信息,2008(22).

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。