电力自动控制技术在智能电网中的应用探究

高峰

（西山煤电集团有限责任公司发电分公司 山西 太原 030022）

引言

狭义的电力自动化技术主要分两大块：一是电网调度自动化；二是发、变、配电系统自动化。变配电系统中的自动化早已广泛运用，比如继电保护装置、自动重合闸装置，发电系统中有自动励磁装置等。而电网调度自动化系统则倚靠可靠的通信系统，在对全系统运行信息进行采集分析的基础上，由计算机监控和逻辑计算分析做出综观全局的明智判断和控制决策。电网调度自动化系统可以和电厂自动化、变电站综合自动化、配电自动化等各种自动装置进行协调、融汇、整合，实现更高层次电网综合自动化，即智能电网[1-2]。

1 电力自动化技术在配电网中的应用

配电网是电力系统的基础，直接与用户相连。随着计算机技术、信息技术以及控制技术的发展，多媒体技术、智能控制技术将迅速进入电力系统自动化领域。一般认为配电系统自动化有以下内容：配电调度自动化、变电站综合自动化、馈线自动化、配电工作管理系统、用电管理自动化、地理信息系统、配电网能耗管理系统、配电网分析、其余系统接口等。从全国看来，自动化智能电网工作刚刚兴起，正处于逐步推广应用阶段。在计算机技术飞速发展的推动下，已经出现了与电网调度自动化系统集成在一起的SCADA/EMS/DMS系统[3]。

2 电力自动化技术在电网调度自动化的应用

2.1 电网调度自动化的构建和实现

要想实现运用自动控制技术构建智能电网，首先要实现电网调度自动化，其主要依赖于SCADA/EMS系统的建立建设。数据采集与监视控制是SCADA的主要功能，配合RTU（远程终端单元）可以实现调度与配电网的配合协调，实现遥测、遥信、遥感、遥调的各项功能。这样的电网调度自动化系统也称能量管理系统。SCADA/EMS是集多种复杂功能于一体的大系统，这套系统由数据管理子系统、网络管理子系统、图形管理子系统、报表管理子系统和安全管理子系统组成。该系统的前置机系统担负着与厂站RTU和各分局的数据通信、通信规约解释等任务，是SCADA/EMS系统的桥梁和基础，因此前置机系统的容量、稳定性、可靠性和灵活性都十分重要。前置机的遥测信号主要经过RTU送来的“生数据”，经公式(1)、(2)算法变成实际值：

遥信参数则规定以“1”表示开关合闸，“0”表示开关分闸。而RTU远方终端，则是作为电网调度自动化的重要基础设备，安装于各变电站和发电厂内，作为基层的“耳目”和“手脚”，其主要任务是将实时运行信息送给调度控制中心，将调度的控制、调节等命令送给厂站执行。而SCADA系统则实时采集RTU各项数据，同时向各厂站RTU发送各种数据信息及控制命令[4]。

2.2 通讯组网在电网调度自动化的应用和构建

构建智能电网的重要组成部分还有数据通讯与通信规约。电网是由众多发电厂、变电站（所）、输配电线路及大量用户组成的统一整体。电网调度需要采集各厂站的实时信息，监视系统的运行工况，并发送各种操作命令。这些信息的交换都靠通信系统完成。因此，通讯与电网调度自动化、电网安全稳定控制系统一起构成现代智能化电网安全稳定运行的三大支柱。电力专用通信网是包括微波通信、载波通信、卫星通信、光纤通信和移动通信在内的覆盖电网的多种类、功能齐全的通信网络。模拟信号因为抗干扰能力差，通信质量差，难以还原信号逐步被数字信号取代。而电网组成所需要大容量、高精度、高速率的通信系统作为联络和传输基础，在实际中，常常使用交换机和光纤作为工具实现，而在布局中，由网络拓扑结构和常见的局域网构建通信框架，通过不同的串口、交换机，加上一些特定的网络规约形成通信组网循环。

2.3 安全稳定控制系统在电网调度自动化的应用

构成智能电网的核心技术部分，即电网安全稳定控制系统，它由电力系统频率控制，电力系统电压控制，电力系统安全控制和电力系统运行成本控制等组成。电力系统的频率始终须保持在很小的范围内波动，对发电机而言，其频率f与转速n的关系为f=pn/60，（p为发电机极对数，汽轮发电机一般为1）电力系统电压控制则是防止电压过多偏离额定值，对用户和电力系统本身产生很大的不良影响[5]。

3 结束语

随着电力自动控制技术在国内电力系统的大力推广和发展，国内很多电力厂家也加大了研发力度，以国家电网为首的大型企业相继将电力自动控制技术运用到了电网系统，逐步形成了以智能化，精确化，快速化和简单化为目标的智能电网，相信未来运用电力自动控制技术的智能电网在方便简化电力运行工作的同时也能确保电力系统高效稳定安全的运行，在资源配置方面和节能环保方面也会为社会和国民经济带来更大的收益。