浅论电网调度自动化

2019-09-08 版权声明 举报文章

【摘 要】本文简单阐述了电网调度自动化的基本内容,发展过程,功能作用等,对电网调度自动化进行了概述。

【关键词】浅论 电网 调度自动化

电力系统是由发、输、配、用电等设备和技术组成的一个将一次能源转换成电能,并输送和分配到客户的统一系统。由于电能不易大量储存,而客户的用电是随机的,其生产和消费过程是在同一瞬间完成的,要时刻保持供需平衡,也就是说发、输、配电各环节和用电是同步进行的。其次,现代的电力系统是一个在地域上分布辽阔而在电气上连成一体的大系统。电力工业生产的特点决定了发供电生产运行必须实行集中统一调度管理。

一、我国电网调度自动化系统的发展

电网调度自动化系统概念的提出是在20世纪50年代中期,这标志着现代电网自动化的开始。调度自动化系统的发展经历了从实验型到科学型的发展过程。

1978年8月,第一套由我国自行开发的、以计算机为主的电网调度自动化系统在华北京津唐电网投入运行。整套的全部硬件、软件均由南京自动化研究所研制。

我国电网调度自动化系统的发展经历了三代,分别为20世纪70年代的SCADA系统;20世纪80年代的EMS和20世纪90年代的分布式EMS/SCADA。20世纪70年代的SCADA系统,调度员通过设在调度中心的模拟屏,可以了解到全部电网的运行情况,并能对电力系统设备进行遥控,此时调度员可以控制电网,但这种控制完全依靠调度员的经验,不能保证电力系统安全经济运行的要求;20世纪80年代以来,随着各种电网分析算法的成熟,SCADA系统在电网调度自动化中与经济调度控制、自动发电控制、网络分析等软件结合到一起构成了能量管理系统。电力系统应用软件和调度员培训仿真系统的应用标志着电网调度从经验型上升到科学型。第一代与第二代SCADA系统的都是基于集中式计算机系统,并且系统不具有开放性,因而系统维护,升级以及与其他系统联网存在很大困难;20世纪90年代按照开放的原则,基于分布式计算机网络以及关系数据库等技术,实现能够大范围联网的EMS/SCADA系统成为第三代。

二、电网调度自动化的内容

(一)电网运行监视

调度中心为了掌握电网正常运行工况、异常及事故状态,为了安全、经济调度和控制提供依据,必须对电网实现调度自动化以保证安全运行为中心的运行监视,也成为安全监视。满足有关法规、规程的要求和调度的需求。

(二)电网经济调度

电网经济调度的任务是在满足运行安全和供电质量要求的条件下,尽可能提高电网运行的经济型,合理地利用现有能源和设备,以最少的燃料消耗,保证安全发供电。因此,网调和省调要在按规定保证电网的频率和电压质量的前提下,使发电煤耗、水耗及网损最小,即发电成本最低,同时又能保证一定的备用容量,因而网调和省调都要进行负荷预测,实现经济负荷与最佳负荷分配,制定发电机负荷曲线提供依据;实现水库经济调度与最优潮流分配,为最佳水能水量综合利用的条件下,使网损和水耗最小。

(三)安全分析

安全分析可以分为静态安全分析和动态安全分析两类。

静态安全分析是要研究电网中设备因故障开断后的潮流分布,检查是否会产生支路过载或电压越限,开断的设备可以由人工指定,为调度员提供了预想事故分析的重要手段。

(四)电网自动控制

电网调度自动控制是在运行监视的基础上,对电网的安全与经济运行实施调节或控制。控制信号自上而下发送给厂、所或下级调度。这类控制范围很广,但主要是对断路器及其它发送变电设备,例如,发电机、调相机、带负荷调压变压器、电力补偿设备等,通过调度人员实现遥控、遥调或自动实现响应的闭环控制或调节。上述电网调度自动化基本内容是紧密相关的,不论哪一级调度中心都必须以实现电网的全面运行监视为前提,根据各自的特点和需要,积极充实晚上,以达到实现电网调度自动化的目的。

三、调度自动化系统的分类

由于各级调度管辖的范围不同,承担的监控职责不同,因而所需的控制功能也有所差别。根据面向的电网对象不同,通常按照电网调度自动化系统所完成的功能将其划分为以下三种类型。

(一)能量管理系统(EMS)

由SCADA+PAS便形成了能量管理系统(EMS)。它主要是针对发电和输电系统。多配置于大区级和省级电网,其主要任务除实现所辖电网的数据采集与监控、实施经济调度、自动发电控制和电压调整外,还要进行安全分析和安全控制,以提高电能质量和系统运行水平。

(二)SCADA+AGC/EDC系统

SCADA+AGC/EDC系统由SCADA系统、自动发电控制(AGC)、经济调度控制(EDC)功能组成,可以满足大部分省级和一部分大区级电网的监控要求。

(三)数据采集和监控系统(SCADA)

SCADA系统是最简单的、最基本的电网调度自动化系统类型,大多配置于地区级和县级电网,主要是实现对所辖电网的数据采集与监控功能,即包括数据采集和处理、监控控制、告警处理、数据库建立、事件顺序记录等。

四、调度自动化的组成

调度自动化系统是由调度主站段的计算机系统和变电站端的自动化系统及连接两者的通信系统构成。调度主站的计算机系统由计算机服务器、前置机、调度员工作站、高级应用工作站、维护工作站、Web服务器、打印机、报警设备、路由器等设备构成。前置机是受远动终端装置上传的信息,送给服务器,并把调度员的遥控、遥调命令下传给远动终端装置;服务器的功能是对各种信息进行综合处理,并把处理结果存入数据库,并送到需要的各工作站触点上;高级应用工作站是执行调度的高级应用软件;维护工作站的功能是提供维护人员维护调度自动化系统;路由器是负责不同的局域网络之间的数据传输协议的转换。

变电站端的变电站自动化系统则主要由远动终端装置、继电保护系统和其他智能自动化设备组成。

通信系统采用通信技术,通过信道、通信机等硬件设备,实现相距较远的调度主站端与厂站端的信息交换。

参考文献:

[1]孟祥萍.电力系统远动与调度自动化[M].中国电力出版社,2007.

[2]吴文传,张伯明,孙宏斌.电力系统调度自动化[M].清华大学出版社,2011.

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