电力调度自动化系统及未来发展

邱宝源

摘要：电网系统运行及管理的发展，对电力调度提出了新的要求。电力调度自动化系统未来的发展趋向于适应化、智能化和最优化。

关键词：电力调度自动化；发展阶段；现状

中图分类号：TB 文献标识码：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2016.07.093

0 引言

电力调度自动化系统是指直接对电网运行的实时数据采集与监控的服务系统。它是各级电力调度机构的生产运行人员的控制、分析决策等重要依据，是保证电网安全和经济可靠运行的重要手段。

现代电力系统自动化是信息技术、计算机技术及自动控制技术在电力系统中的应用，针对电力系统发电、输电、变电、配电、用电5个有机联系的环节分别有对应的专门自动化系统和自动装置进行监控。

在发电厂、变电站、配电站等现场的电力设备都装有自动装置进行控制，例如：在发电厂有励磁自动控制装置、自动调频控制装置、同期控制装置；在变电站有电压自动控制装置AVC（Automatic Voltage Control）、备用电源自动投切装置；配电站有自动剪裁控制装置进行负荷调节等。但这些装置只能完成当地功能，无法完成远程监控及与调度中心的人机对话等任务，为此需要在发电厂、变电站及配电站配置远程终端装置RTU（Remote Terminal Unit）、发电厂电气控制系统ECS（Electrical Control System）或馈线终端装置FTU（Feeder Terminal Unit）等，进行实时信息采集及监控。

其中，远动装置RTU是采集所在厂站表征电力系统运行的状态模拟量和开关量，并向调度中心传送这些数据并执行控制及调节命令。电网调度自动化系统连接发电、输电、变电环节，通过发电厂和变电站的RTU采集电网运行的实时信息，通过信道传输到调度中心的主站系统，主站系统通过RTU对输电网进行数据采集并实行远程控制。根据收集的全网信息，对电网安全运行进行安全性分析、负荷预测及自动发电控制等能量管理调度功能。

1 电力系统调度自动化系统的发展阶段

随着装机容量增加、输电电压等级升高及电网覆盖范围扩大，电网监控与调度技术快速发展，具体可以分为四个阶段：

早期阶段。该阶段主要通过自动装置、电话及操作人员的经验来调度及操作，由于通信设备限制，监控及调度的实时性较差，故障无法及时处理，容易造成较大的经济损失。

远动技术的应用。初期的遥测装置基于电子管和继电器逻辑，设备容量小。中期晶体管数字综合远动装置采用模/数转换技术，实现数字遥测，精度大幅提高，而后集成电路被引入到数字综合远动装置中，使得电力系统的实时信息直接进入调度中心成为可能，根据掌握的电力系统的运行状态，调度人员可及时发现和处理事故。该阶段常称为数据采集与监视控制（Su-pervisory Control And Data Acquisition，SCADA）。

以计算机技术为基础的调度自动化技术阶段。该阶段电网加强了全网的安全监视、分析和控制。控制系统可以完整的了解整个电网系统的实时状态，并在计算机及外围设备辅助下，对电网事故作出正确调度决策。此时，自动化系统将操作人员从过去的监视、记录的任务转变到更多的进行分析、判断和决策，极大的提高了电力调度系统的效率。这种包括SCADA、自动发电控制与经济运行、网络分析、调度管理、计划功能的系统叫作能量管理系统（Energy Management Sys-tem，EMS）。

调度自动化系统数据网络阶段。互联网技术的快速发展，开放、互连、标准化已成为电力工业发展的必然趋势。以IP交换技术的四级网络为基础，国家电力信息网络基础设施正在逐步建设。

2 电力调度自动化的主要功能及应用现状

基于成熟的计算机技术、网络技术及通讯技术，通过设置在各发电厂和变电站的远动终端采集电网运行的实时信息，通过信道传输到设置在调度中心的主站，主站根据收集的全局信息，对电网的运行状态进行安全性分析、负荷预测、自动发电控制、经济调度控制等操作。

根据功能定位不同，电网监控与调度自动化系统可以分为四个子系统，即信息采集与命令执行子系统、信息传输子系统、信息采集处理及控制子系统、人机联系子系统。

电网监控与调度自动化系统的基本功能包括：（1）变电站自动化。即通过对运行参数、设备状态数字化采集处理、继电保护微机化、远程通信等完成对变电站综合控制，实现变电站无人值守。（2）配电网管理系统。即对变电、配电、用电全过程进行监控、管理的自动化信息系统。包括配电自动化、地理信息系统、配电网络重构、信息管理系统等方面。（3）能量管理系统。包括数据采集监控、自动发电控制与经济调控、电力系统状态评估与安全分析、调度员模拟培训。

电力调度自动化系统具有4个特性，即系统开放性、可扩展性、先进系统平台、强大WEB浏览功能。目前，我国几种常用的电力调度自动化系统包括：DF8003S系统、CC-2000系统、OPEN-3000系统、SD-6000系统等。这些系统符合国际公认标准，在实际应用中，也达到了国内外同类产品的操作标准。自动化操作系统接口使用POSIX技术，数据库接口采用SQL结构化访问，网络通信使用TCP/IP协议，人机界面应用采用X-WINDOWS。

3 电力调度自动化系统发展趋势

我国的电力系统及其供应体制正在不断的深化改革，电力系统的健康发展、可靠运行事关国计民生。而随着计算机、控制技术、通信技术的迅猛发展，自动化系统接入的信息量、种类、范围日益增大，在实时生产管理方面对所应用的系统提出更高要求。电力调度自动化系统未来的发展趋向于适应化、智能化、协调化、最优化。通过系统内数据交换，实现信息数据共享，有效降低接口难度及成本。将目前电力调度自动化系统中不同机型、多种体系联系起来，实现兼容及共同操作，充分利用现有计算机的信息采集及处理力能，进一步减少电力企业的运营成本。

4 结束语

综上所述，随着计算机及互联网技术的快速发展，电力自动化技术在电力系统中的应用已经成为电力建设中不可缺少的重要环节。电力自动化技术的应用提高了电力系统供电、用电的安全性，保证了质量标准，减少了运营成本，是切合我国电力系统的发展需求的重要技术，推动社会经济的快速发展。