电力调度自动化系统现状及发展出路

电力调度自动化系统现状及发展出路

杨蔚

杨蔚

国网福建省松溪县供电有限公司福建松溪353500

[摘要]电力调度自动化系统主要为电网调度管理人员提供电网各种实时的信息,并对电网进行调度决策管理和控制,保证电网安全运行,提高电网质量和改善电网运行的经济性。随着我国经济的不断发展,电网规模不断扩大,对于调度自动化系统的功能需求也不断增多,随之也出现了一些急需处理的问题。

[关键词]电力调度自动化系统；现状；出路

随着我国经济的发展以及国家对电力发展的关注与投入,国内电力调度自动化技术也在逐步提高与成熟,目前的调度自动化系统已经能够实现“五遥”(遥测、遥信、遥控、遥调、遥视)功能。并随着电力系统各环节自动化设备的完善,系统可以采集存储的电网数据越来越多,为了更好的利用这些资源,在这些基本功能之上,许多高级功能也在不断的扩展和应用。高级功能的应用,为电力调度人员分析电网提供了可靠手段,也使其从经验型调度阶段发展到分析型调度阶段。进入21世纪以后,计算机技术得到飞速发展,电力调度自动化系统正逐渐采用多种智能化技术,其方向就是智能化调度。

由于中国地域面积非常大,整个电网的规模也非常大,并伴随着经济的持续高速发展,中国的电网正变得越来越大,越来越复杂。目前国内的电力调度分为五级,分别是国调、网调、省调、地调和县调,对于不同级别的调度系统,重点关心不同电压等级的电网；相邻的两级调度也要进行互联通信。

一、电力调度自动化系统现状

1，系统平台差异。由于近些年来我国经济发展迅速,电力需求也在同步增长,为了确保经济发展需要,我国已经加大了对电力系统基础建设的投入,在发电、输电、配电各个环节都进行了具有长远意义的规划和改革。为了适应这种发展速度,电力调度自动化系统也需要进一步更新,其中包括功能的扩展和平台的更新。电力调度自动化系统是应用于计算机平台上的自动化系统,系统采用分层分布式结构,计算机硬件平台作为最底层的一个环节,对于系统的安全高效运行起着重要的作用。近些年来,为了提高系统的可靠性、高效性及安全性,绝大部分用户都采用基于RISC架构的小型机作为系统服务器首选硬件平台；考虑到易用性,工作站多选用CISC架构的机器。如何屏蔽硬件平台及操作系统差异,确保系统功能、界面一致性,也成为电力调度自动化系统发展面临的最根本的问题。除了建设初期面临的系统平台差异问题,在系统运行过程中,硬件设备的停产、系统扩容、硬件平台部分更换等情况下,同一套系统也将会面临不同硬件平台及操作系统问题。

2，电网模型变化频繁。电力工业的发展和国民经济的发展是分不开得,为了更好的为国民经济发展提供服务,电力工业还需要进行先期的一些投入。我国在电力建设方面一直非常重视,从两网改造到一些国家重点电力工程建设无不体现出这一点。近些年来,我国经济依旧保持十分良好的发展上升趋势,电力建设速度也很好的满足了经济发展的需要,电网规模也在逐步有序的扩大,并且还有很多变电站、发电站正在建设或规划过程中。

作为电网监视控制系统的调度自动化系统,为了给电力调度人员准确无误的反映电网运行状态,就需要对调度自动化系统的电网模型进行及时补充。在最初的调度自动化系统中,要完成一个新变电站的建模需要以下几个步骤:逐个设备单元画图、在数据库中建立记录、单元间联接关系的确定、数据库与图形设备的关联。由于是以一个电力设备为单位,所以对于一个庞大的变电站来说,要完成建模和数据库录入需要很长的时间,并且由于过程十分烦琐,出现错误的几率也非常大,也牵扯了运行维护人员过多的精力。电力调度自动化系统需要对管辖范围内的整个电网进行监控,所以每增加一个变电站或者是变电站进行一些扩容,系统就要进行一次绘图、建模和数据库录入,工作量非常大,使得调度自动化系统日常维护工作很容易出现错误,给以后的电力调度工作带来安全隐患。

3，功能要求不断增多。目前看来,电力调度自动化系统是一个很广泛的概念,最初所说的SCADA功能只是该系统的一个基本功能。由于具有先进的)一`站采集设备及通信设备的支持,调度自动化系统目前可以基本上采集到我们所需的所有数据,这些数据经过系统处理之后存入数据库。为了进一步利用这些数据,高级应用功能PAS被很快得以推广和应用,以S主要包括网络拓扑、状态估计、调度员潮流、负荷预测、短路电流计算、外网等值、电压无功优化等模块。除了PAS功能之外,目前在一些网、省调,还有一些大型地调应用了一套新的系统一调度员培训模拟系统。该系统也是一个计算机系统,它按被仿真的实际电力系统的数学模型,模拟各种调度操作和故障后的系统工况,并将这些信息送到电力系统控制中心的模型内,为调度员提供一个逼真的培训环境,以达到既不影响实际电力系统的运行而又培训调度运行人员的目的。

除了PAS和DTS功能外,电力系统对集控功能的需求也越来越多。SCADA、集控、PAS、DTS其实是面对着一个相同电网,只是调度自动化系统不同运行状态的体现,我们分别称之为“实时态、研究态、培训态”。既然是面对着一个相同的电网,就必须保证其电网模拟及数据库的一致性。而目前这些功能的实现多是基于各个独立的数据库之上,也就是说要单独进行建模填库。在这种情况下,很难保证模型和数据库的完全一致,这必将影响到功能实现的效果。同时,面对不同的功能应用,人机界面的统一也至关重要。

4，信息孤岛问题。调度自动化系统作为一套数据监控系统,它不是一个孤立的系统,为了避免出现“信息孤岛”,调度自动化系统需要和众多其它系统互联,不同产品之间采用什么接口方式高效联接是目前系统不可避免的问题。另外对于不同级别、不同区域的调度自动化系统,也不是孤立运行的,他们彼此之间需要进行一些资源的共享。而现在市场上能提供调度自动化系统产品的厂家非常多,这导致产品在体系结构、数据库结构等各方面存在差异,这使得不同系统之间的信息交换受到很大限制。

二、电力调度自动化系统发展思路

任何系统的发展都是一个发现问题、分析问题、解决问题的过程,电力调度自动化系统发展的历史已经说明了这一点。为了解决电力调度自动化系统目前面临的上述主要问题,需要采用一些先进的技术,同时也需要对系统系统功能进行改善。主要应该涵盖以下几个方面:

(L)采用中间件技术,实现平台一体化。中间件处于操作系统软件与用户应用软件的中间,在操作系统、网络和数据库之上,应用软件的下层,总的作用是为处于自己上层的应用软件提供运行与开发的环境,帮助用户灵活、高效地开发和集成复杂的应用软件。

(2)图模库一体化技术,将原有繁琐的(逐个设备单元画图、在数据库中建立记录、单元间联接关系的确定、数据库与图形设备的关联)工作步骤整合成一个环节,在绘图过程中自动完成建模与填库,减轻工作量的同时更好的确保正确率。

(3)分层分布式设计及软总线技术,可以确保所有功能之间的统一性,同时保证人机界面的一致性,实现功能一体化。

(4)信息孤岛的出现,主要是由于不同系统的接口规范各不相同,这是要解决的根本问题。而统一接口的工作也比较复杂,需要两系统之间进行多次沟通,由于对于电网的描述存在差异,目前系统之间所能共享的资源非常有限。如果能够把各个系统对电网的描述、数据库结构和接口规范进行统一,各系统都遵循同一标准进行设计,那这样不同的系统就可以实现无缝的联接。目前,由国际电工委员会提出的IEC61970标准己经完成了大部分标准化工作,并正在逐步完善。

参考文献

[1]王强,韩英铎,电力系统厂站及调度自动化综述,电力系统自动化,2000，24

[2]黄海峰,基于IEC61970标准的电网调度自动化系统体系结构,电力系统自动化,2002，26