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电力调度自动化技术应用与管理

2015-04-10□高

山西农经 2015年2期
关键词:调度电网系统

□高 增

电网调度自动化系统是以数据采集和监控系统为技术手段的管理系统,随时监视系统的运行情况,并对系统做出评价。在系统出现故障时,调度人员就会根据相应的警示信号,采取调整负荷、改变运行方式等措施,尽量使系统恢复正常。在紧急状态下,如果不及时采取适当的控制措施,就会失去稳定进而分解成几个系统,此时就会出现用户大面积的停电和许多发电机组的紧急停机。在这个过程中,调度自动化系统也是调度人员恢复系统运行的重要手段。

1 电力调度自动化技术的发展

在20世纪80年代中期,全世界已装备了200多个电网调度监控中心,普遍实现了数据采集与监控系统,有的还实现了自动发电控制和经济调度控制,大大提高了电网调度自动化水平。我国从80年代开始,抓紧对调度自动化的研究与应用工作,在一些网调、省调及地区调度陆续引进并研制、使用了现代化在线计算技术装备及相应的调度自动化管理设施,对电网实现实时监控和经济调度,取得了初步经验和效益,为其推广使用打下了基础。具体可划分为三个阶段:1)早期的远动技术。早期依靠电话来进行调度指挥,但这显然是无法满足实时性的要求,此时远动技术得到发展。在上世纪60年代我国研制了SZY系列和WYZ系列的远动装置。随着科学技术的发展,远动技术设备无论体积还是可靠性上,都取得明显的进步。2)调度自动化系统。上个世纪80年代计算机技术广泛应用,远动技术有了突破性进展,体积更小且可靠性更高。微机用于远动终端上,使许多不易实现的功能得到迎刃而解,如四大电网调度自动化系统的引进,大大提高了调度自动化系统的普及和应用水平。3)开放式调度自动化系统。90年代各大厂商纷纷推出开放式调度自动化系统,该系统由若干个子系统组成,且采用互为备用方式,双网结构连接,进一步提高了系统可靠性。主站计算机系统向着标准化靠拢,人机界面和通信标准支持多个厂商设备,兼容性和扩展性大大提高。这个时期,各大厂商的自动化系统应用于地区和县级电网中,极大地提高了电网调度自动化系统的应用水平。

2 现有电力调度自动化系统的局限性

电力系统的高效、安全运行是每一位电力员工期望的。但现有的能量管理系统比较传统,仅具有电网安全和经济运行的分析功能,也就是一些较常规的功能,这些功能主要有如状态估计、外部等值、负荷预报等,可以看出现有的能量系统实际上主要是实现监视和分析的功能,并没有对电网运行进行实时调控,具体的调控工作还需要专门的调度人员来完成。人工的完成效率较低且容易出错,所以无法实现安全、优质和经济的三个重要目标。除此之外,能量管理系统(EMS)还有很多没有克服的难题:1)EMS系统计算速度有很大限制。从理论上讲,电网有功和无功的协同控制,将实现最最优潮流的在线运行,但EMS系统计算速度远达不到要求,无法进行最优潮流计算。2)电网是由不同的分级分层结构组成的,分级分层结构之间的交互性决定了电网的运行效率。而EMS系统目前仍无法实现电网模型的交互。

3 新型电力调度自动化关键技术

3.1 电力系统混成控制技术

电力混成思想为:对一切不符合要求的状态进行分类定义,每一个分类都是一个事件,通过系统控制解决事件问题,从而使系统保持无事件状态。无事件状态是电网稳定运行的关键,其稳定性和经济性都是趋优的。基于这一思想,建立先进的自动化控制技术,就会自动解决电网中存在的不合理、不满意的问题,进而保证电网的安全性、稳定性和经济运行水平,这也是电力工作者孜孜不倦追求的目标。

3.2 实现电网目标趋优运行

AEMS系统是一个先进的自动化管理系统,在一般情况下事件分析和事件处理可以保证电网的运行趋优闭环控制。不过为了让调度人员有更多的“知情度”和“掌控权”,在AEMS里设置了一个调度员决策功能,其作用是:1)尽可能将系统状态以可视化形式展示给调度人员,具有人性化的界面,让调度人员能够很直观地了解系统的运行状况。2)便于调度员进行运行时的调度决策和维护时的配置管理。

3.3 动态SCADA系统

电力系统是一个动态的系统,每时每刻都在发生着变化,所以电网系统管理必须是动态的。目前,SCADA系统可4-8s获得一次RTU等设备的动态数据,而这个时间间隔内是无法获取动态信息的,称为系统断面。这是由系统自身限制决定的,无法改变。PMU等量测设备可达到0.02s获得一次系统动态数据,但鉴于其价格较昂贵且安装数量少,无法普及使用,同时该设备与SCADA系统无法兼容。随着新型电网的形成,风能、太阳能将大量接入其中,这就需要我们不断进行技术革新,研究更新的智能电网基础量测系统,从而解决系统断面过大的问题。

[1]郑云峰.论电力调度自动化系统及其发展趋势[J].经营管理者,2011(03)

[2]王宏生.浅谈电力系统调度自动化[J].中国电力教育,2011(06)

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