电力系统厂站及调度自动化综述

摘要: 论述了电力系统自动化的发展历程, 对厂站自动化及调度自动化的应用现状进行了总结, 并简要介绍了现代自动化未来发展趋势。

关键词: 电力 ；系统； 调度； 自动化； 发展 ；趋势

中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：

前言

随着我国经济的发展和人们物质生活水平的不断提高，我国电力体制改革工作的不断实现并取得成效，电网联网的进程日渐加快以及人们对于电力系统的安全性和稳定性更高的要求，这些都直接导致了电力企业对厂站及调度自动化系统的研发与运用的迫切需求。因此，对新时期电力系统厂站及调度自动化的发展研究是一个非常值得深入研究的课题。其不仅有利于我们了解电力系统厂站及调度自动化的发展现状，更有利于我们制定出相应的措施，以促进电力系统的又好又快的发展。

一、电力系统自动化技术概述

电力系统主要是由发电、变电、输电、配电和用电等相关环节组成，通过发电动力装置将自然界的一次能源转化成电能，再经过变电系统以及配电系统将电能供应到负荷中心，之后通过相应的设备转化成光能和热能等，为人们的生活提供便利。电力系统自动化的工作流程就是在中心地带安装计算机系统，实施对中心发电站和变电站周围系统的监控，形成立体的网络监控系统，使信息的传达和指令的传输能够及时、畅通。中心计算机负责总体的指挥和调控，以及各种数据的处理、异常事故的自动回复等，通过计算机与软件之间的结合，使自动化的程度不断的加深，达到系统合理可靠的运行目的。

二、调度自动化系统的发展历程

实践证明了，调度自动化系统对于电力系统在安全生产及运行过程起着关键性的作用。那么，这样一个系统其有一个怎么样的发展历程呢，笔者通过资料的查阅与整理得出了下面的结论，如图1一1所示:

通过上图，对于调度系统的发展可以概括为从无统一标准的单机系统发展成遵循统一标准的分布式应用系统，从单一信息的监视项发展成综合稳态、动态以及暂态信息的海量信息综合监视。可以说每一步的发展，每一次技术的革新都经历很多的人的努力和大量的实践。20 世纪70 年代的单机管理主要是基于专用机和专用操作系统的监控与数据采集 (ScADA)系统。随后80 年代的第2 代出现了调度主机双机热备用系统（SCAD、EMS)。90 年代采用商用关系型数据库和先进的图形显示技术研发的指令集计算机(RISC)/uNIx 系统成为第三代调度系统的代表。时至今日，基于公共对象请求体系结构 (CORBA)开放分布式的设计思想，遵循IEc61970 的公共信息模型(CIM)/组件接口规范(CIs)和可缩放矢量图形(SvG)标准，成功研发出了一套具备先进、开放、可扩展、稳定可靠、面向对象的电力企业自动化系统，即第四代调度自动化系统

三、电力系统的自动化应用

1、发电厂分散测控系统的自动化。

发电厂的分散测控系统呈分层分布的结构，由控制单元、运行员工作站、工程师工作站和以太网组成，控制单元对现场的变送器、电气量、开关量等进行运算和处理后，通过输出信号直接驱动执行机构。运行员工作站和工程师工作站则提供了人机接口，是实现监控机组运行的重要手段。

2、变电站的自动化。

变电站的自动化系统还能够实现对变电站二次设备功能的优化和重组，通过对变电站内部的数据交流、资源共享，实现了对整个变电系统的监控和协调，对变电站的运行情况和任务的完成进行监督，是电力系统自动化中重要的组成部分，也是电力生产过程中的一个重要环节。

3、电网调度的自动化。

电网调度的自动化系统就是将电力生产过程中的数据进行采集，对电网的运行情况进行分析，对电力系统的发电和控制进行调节，来满足电力系统运营的需要。实现电网调度的自动化能够有效的降低电能在运输过程中的费用，保证电网高效、安全的运行，提高电力系统整体的经济效益。但是目前我国电网调度自动化中，各等级之间的自动化规模、网络设备以及应用软件都存在着较大的差异。

四、厂站及调度自动化未来发展趋势

跨大区联网的逐步实现, 使得电力系统的规模越来越大, 不同地区的资源通过电网互联得以合理有效的利用, 发电各方通过互联电网相互合作又相互竞争, 传统的发输配电统一集中管理和运行的机制开始向发输配电分别作为独立实体而参与竞争的电力市场运行机制转化, 未来的电力系统是一个基于信息互换而协调的分散决策系统。随着我国主网架结构的加强, 无功平衡和电压稳定问题将日渐显露出来。日本1987 年发生的大面积停电事故( 损失负荷8 GW) 就是深刻教训。应在电网设计中加强对电压动态稳定问题的研究以及对于无功补偿装置的自主研制开发。在研究电力系统控制问题时, 计入发电厂动态过程和负荷自调节效应的模型要足够详细。电厂的控制, 特别是机组速度和功率的控制, 要结合整个系统的动态行为来研究。在额定频率和电压附近仿真时用的标准模型, 许多在频率和电压偏移很大时不够准确。近年大量投产的大型机组多采用快速励磁,而常规励磁所采用的AVR 也是快速的, 再加上机组的高功率因数运行, 都会使系统阻尼降低, 使系统潜在的振荡失稳危险性增加。这就要求运行部门重视计算各种振荡模式阻尼比, 对系统阻尼低于弱阻

尼标准应采取措施, 将现有的PSS 投入运行。

目前国内的调度系统主要是有几家大公司研发，由于设计的理念不同在功能特征上也各有千秋。首先是南瑞公司的OPEN3000 系统，该系统除了拥有常规支持平台、SCADA、EMS功能之外还具有遵循IEc61970 标准的建模与集成技术、应用服务器的混合平台、数据保险箱技术、网络SCADA 技术、cPs 标准下的AGC 控制策略、AGc 与安全约束调度的闭环控制、未来电网运行方式分析、未来模型培训等特征。其次，是科东公司的CC 一2O00A 系统。该系统除具备常规的支持平台、SCADA、EMS 功能之外还具有一体化设计及数据整合与共享、面向服务高效易用的集成环境一基于SOA 的电力企业服务总线、新一代集成平台上集成了多种应用、多应用环境并列运行、多应用实时序列的并发控制、友好高效的图库模一体化维护工具、实现了cPs 标准下的AGc 分区控制策略等特征。第三，是ABB 公司的EMs 系统。ABB 公司的 NetworkManager(网络大管家)是一个控制中心的解决方案，支持安全和有效的能量系统的运行。网络大管家也是一个能量信息系统，提供决策者可靠的过程信息。其拥有GDE 图形数据引擎、图形用户界面、外部适配器和数据交换、数据采集前置机、SCADA 应用软件、EMs 应用软件、调度员培训模拟系统、GMs 应用软件、DMs 应用软件、资产管理应用软件等应用模块。除了以上的这些公司研发的调度系统之外还有AREVAT&D公司的EMS 系统e 一terravision、西门子公司的EMS 系统等。以上这些系统通过供电企业的自行选择或政府下发的途径发挥着自己功能。

结语

随着计算机技术、控制技术及信息技术的发展,电力系统自动化面临着空前的变革。多媒体技术、智能控制将迅速进入电力系统自动化领域, 而信息技术的发展, 不仅会推动电力系统监测的发展, 也会推动控制向更高水平发展。总之，其总体的发展的趋势将呈现出多个应用系统同时运行的发展趋势以及调度自动化系统将朝着数字化、集成化、网格化、标准化、市场化、智能化的方向发展。

参考文献：

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