电力系统调度与监控自动化论文
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浅析电力系统自动化技术摘要:现代社会电力自动化技术已逐渐完善,而且在电力系统中得到广泛的运用,电力系统的自动化发展离不开科学技术的完善支持,为了有效促进电力系统的可靠、安全、长效、经济及稳定运行,本文主要分析了电力系统自动控制的基本要求,并对电力系统自动化进行了简要的阐述。
关键词:电力系统;自动化;技术中图分类号:f407.61 文献标识码:a 文章编号:引言电力系统综合自动化基本工作流程主要指的是:在相对的中心地带的调控中心装置现代化的计算机,以此向四周辐射网络系统,围绕这一中心的发电厂、变电站之间则设置信息服务和反馈的远方监视控制装置,并时时进行监控,从而形成了一个立体化的网络覆盖面,形成全面的畅通的信息传达和指令传输。
中心计算机负责总体调控,而相关的监控设备则主要负责诸如设备操作和事故内容的记录、编制各种报表的记录处理、系统异常事故的自动恢复操作和常规操作的自动化等。
在此基础上,形成以控制部件为中心,通过计算机和计算机的结合,以及终端硬件装置与控制计算机的结合,运用各种软件实现控制范围的扩大和自动化程度的深化。
电力系统综合自动化采用的是分层控制的操作的方式,即在调度所、控制所和发电厂、变电站的各组织分层间,按所管辖功能范围分担和综合协调控制功能,以达到系统合理经济可靠运行目的的控制系统。
1、系统调度自动化电力系统的迅猛发展需要完善、先进和实用的电网调度自动化系统来保证。
目前国调及网、省调3级调度系统均已配备了电网调度自动化系统,并先于一次系统实现全国联网。
现如今,调度自动化水平有明显进步和提高,尤其是厂站基础自动化设备可靠性和管理水平大大提高,其提供的准确而有效的实时信息已成为调度员进行电网安全、经济调度的主要依据。
2、变电站自动化变电站自动化不仅将现场的数据数字化并分析出很多难以直接测量的数据(如谐波分量、序电流、序电压),而且具有计算机数据通信接口,利用计算机的存储能力完成统计记录功能。
对调度自动化的认识及其基本框架的设计一、调度自动化系统的作用:随着微电子技术、计算机技术和通信技术的发展,综合自动化技术也得到迅速发展;近几年来,综合自动化已成为热门话题,引起了电力工业各部门的注意和重视,并成为当前我国电力工业推行技术进步的重点之一;之所以如此,是因为:1、随着我国电力工业和电力系统的发展,对变电站的安全、经济运行要求越来越高,实现变电站综合自动化,可提高电网的安全、经济运行水平,减少基建投资,并为推广变电站无人值班提供了手段;2、随着电网复杂程度的增加,各级调度中心要求更多的信息,以便及时掌握电网及变电站的运行情况;3、为提高变电站的可控性,要求采用更多的远方集中控制、集中操作和反事故措施等;4、利用现代计算机技术、通讯技术等,提供先进的技术装备,可改变传统的二次设备模式,实现信息共享,简化系统,减少电缆,减少占地面积;5、对变电站进行全面的技术改造;变电站综合自动化系统完全可以满足以上要求,因此,近几年得到了迅速的发展;那么,电网调度自动化系统与综合自动化系统的关系是什么呢综合自动化是相对于整个变电站的二次设备来说的,包括各种微机继电保护装置、自动重合闸装置、低频自动减负荷装置、备用电源自投装置、以及远动装置等,它们利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术,实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护,以及与调度通信等综合性的自动化系统,它集保护、测量、控制、调节、通信、调度于一体;相对而言,电网调度自动化是综合自动化的一部分,它只包括远动装置和调度主站系统,是用来监控整个电网运行状态的;为使调度人员统观全局,运筹全网,有效地指挥电网安全、稳定和经济运行,实现电网调度自动化已成为调度现代电网的重要手段,其作用主要有以下三个方面:1、对电网安全运行状态实现监控电网正常运行时,通过调度人员监视和控制电网的周波、电压、潮流、负荷与出力;主设备的位置状况及水、热能等方面的工况指标,使之符合规定,保证电能质量和用户计划用电、用水和用汽的要求;2、对电网运行实现经济调度在对电网实现安全监控的基础上,通过调度自动化的手段实现电网的经济调度,以达到降低损耗、节省能源,多发电、多供电的目的;3、对电网运行实现安全分析和事故处理导致电网发生故障或异常运行的因素非常复杂,且过程十分迅速,如不能及时预测、判断或处理不当,不但可能危及人身和设备安全,甚至会使电网瓦解崩溃,造成大面积停电,给国民经济带来严重损失;为此,必须增强调度自动化手段,实现电网运行的安全分析,提供事故处理对策和相应的监控手段,防止事故发生以便及时处理事故,避免或减少事故造成的重大损失;二、调度自动化的基本内容:现代电网调度自动化所设计的内容范围很广,其基本内容如下:1、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,必须对电网实现以保证安全运行为中心的运行监视,所以称为安全监视;按部颁有关法规、规程的要求和调度的需求,主要内容为:网调、省调要监视电网的频率、电压、潮流、发电与负荷容量、电量、水情河水位等参数;监视断路器、隔离开关、带负荷调压变压器调压分接头以及发电机组等设备的自动调节装置的工作位置状态,主要保护河岸全自动装置的动作状态等信息;地、县调和集控站运行监视的内容相对少一些,但对于大型的地调,所需的信息量仍然较多;运行监视的内容通过屏幕显示、动态调度模拟屏、打印、拷贝、记录及绘图等多种手段完成;2、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性,合理地利用现有能源和设备,以最少的燃料消耗或费用、成本,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,制定发电机华语负荷曲线提供依据;实现水库经济调度与最优潮流分配,为在最佳水能水量综合利用的条件下,使水耗与网损最小;对于地调,则以实现负荷管理及其经济分配为基本内容,还要定时进行电压水平和无功功率分配的优化运算,用以提高电压质量、降低网损,在尖峰负荷时要平衡馈线负荷以降低线损,在有条件的地区电网内,还要实现降压变压器的经济运行,以实现小型梯级水电厂的经济运行等内容;经济调度的各种内容,需要同运行监视、自动控制、安全分析密切结合才能付诸实施;3、安全分析进行安全分析是对电网在正常和异常运行的状态进行分析及对事故发生前的状态预测和事故发生后的状态分析,是保证电网安全稳定运行的重要内容;当电网发生事故后,在实现事故顺序记录、事故追忆等功能的基础上,通过分析,跟踪事故的发展、参数的变化,保护和自动装置及断路器的动作情况,从而提出事故处理的对策,以达到缩短事故处理时间,防止事故扩大的目的;在地区电网发生事故时,还可以通过对配电网的故障分析和实现在线预操作,及时处理事故,改善地区电网的安全运行水平;此外,通过调度员的培训模拟,进行事故预想与事故演习,有效地提高调度人员运用调度自动化系统处理事故的临战能力;4、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发变电设备,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、遥调或自动实现相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,积极充实完善,以达到实现电网调度自动化的目的;三、电网调度自动化的基本功能:1、数据采集与安全监控SCADA它主要包括:通过远动系统实现数据采集;通过计算机系统实现数据处理与存储;通过人机联系系统中的屏幕显示CRT与动态调度模拟屏,对电网的运行工况实现在线监视,并具有打印制表、越限报警、模拟量记录、事件顺序记录、事故追忆、画面拷贝、系统自检及远动通道质量监测功能;在实现监视的基础上,通过计算机、远动与人机联系系统,对断路器、发电机组与调相机组、带负荷调压变压器、补偿设施等实现遥控与遥调,以及发送时钟等指令;2、自动发电控制AGC和经济调度控制EDC它们是对电网安全经济运行实现闭环控制的重要功能;在对电网频率调整的同时,实现经济调度控制,直接控制到各调频电厂,并计入线损修正,实现对互联电网联络线净功率频率偏移控制;对于非调频厂,则按日负荷曲线运行;对于有条件的电厂还应实现自动电压和无功功率控制AVC;3、安全分析与对策SA在实现网络结构分析和状态估计的条件下进行的实时潮流计算和安全状态分析;四、电网调度自动化系统的基本组成电网调度自动化系统由调度主站调度中心、厂站端、通信三大部分组成,但按其功能可分为:1、数据与信息的采集系统:前置机、远动终端、调制解调器、变送器;2、数据与信息的处理系统:主控计算机、外存储器、输入输出设备、计算机信道接口;3、数据与信息的传输系统:主站与厂站通信:有线、载波、光纤、短波、微波及卫星地面站;主站与主站通信:有线、光纤、微波及卫星地面站;4、人机联系系统:彩色屏幕显示器、打印机、拷贝机、记录仪表、绘图机、调度模拟屏、调度台;5、监控对象的相关系统:发电机组的成组自动操作与功率自动调节装置、机炉协调控制器、带负荷调压变压器分接头、电压与电流互感器、断路器的控制与信号回路、继电保护与按全自动装置的出口信号回路;6、不停电电源系统:交—直流整流器、直—交流逆变器、配套的直流蓄电池组;7、安全环保系统:防雷与接地、防火与灭火、防电磁干扰与防静电干扰、防噪声与防震、空调与净化、防盗与防鼠;五、调度自动化系统结构及组成:1. 主/备前置通讯机通讯前置机负责数据采集、规约解释、数据处理以及接收并处理系统的控制命令;2. 主/备服务器服务器存放整个系统的实时数据、历史数据及应用数据,为主/备前置通讯机、调度员工作站、后台工作站提供数据库服务,充当应用服务器;服务器另外对各工作站的工作状态进行监控,管理计算机网络设备和SCADA系统终端设备如打印机、显示器、投影仪等,监控系统的任务进程,提供事件/事故报警,监视网络通讯等;3. WEB浏览服务器本系统中配置WEB服务器提供WEB主页实时画面公布;这种方式使得网上的工作站无需任何专用程序支持,使用Windows内置的IE浏览器即可浏览实时数据;4. 系统时钟同步GPS接收全球定位系统GPS的时间作为系统的标准时间和系统频率,完成系统的时钟统一;网络系统内时钟同步:GPS时钟通过主备数采机接入SCADA系统;系统以数采机时钟为标准时钟,采用系统提供的校时功能完成网络各节点间的时钟同步;数采机支持识别GPS 时钟故障,防止误接收,并能产生报警;与RTU时钟同步:通过数采机与RTU通讯的方式校时,完成主站系统与RTU时钟同步;5. Nport通讯服务器Nport Server又称多串口网络通讯服务器,支持TCP/IP协议,可直接挂接在网络上,相当于网络组中的一员,便于主/备前置机的切换;它完全替代了以往的通道控制板和串行通道板;并且,该设备支持多种编程语言,操作及其简便;基本框架(1)网络形式多种多样,如EtherNet、FDDI 或ATM 等都可使用; 2单网、双网、低速网、高速网可以任意方式进行组合;系统支持灵活的网络配置,可以是单低速网、单高速网,可以是低速和高速双网混用,也可以是双高速网; 3采取网络冗余热备份;系统正常运行时,两个网络上都传输有用数据,并且两个网络上的数据流量保持动态平衡;当一个网络工作不正常时,系统将自动地通过另一网络传输所有数据;当故障网络恢复正常时,双网络将自动恢复到流量的动态平衡状态;从严格意义上来说,此系统的网络切换实际上是网络传输功能的弹性伸缩,网络本身对系统是透明的,双网络并无主、备之分; 4支持标准的网络接口,可以方便地与其它系统如MIS 等进行互联; 5易于与上级或下级调度组成广域网,进行网络数据交换,支持远程调试;在数据库连接技术方面,SCADA 系统也采取相关措施,主要体现在如下四个方面: 1支持组态地将系统实时数据库按用户指定的周期或事件产生触发刷新用户指定的外部实时数据库; 2支持直接读写指定数据库记录的字段数据,并具备将该数据与该系统组态定义的变量对应连接的能力,这使得该系统可以通过数据库与其它任何支持数据访问的应用程序实时交换信息; 3通过标准SQL 语句完成外部数据库的一般维护操作,如建表、删除表、插入、修改和删除记录; 4通过后台 API 的方式,将电力自动化系统中的常用的数据库查询工作打包,用户无需编写有关SQL 语句,只要简单地提供符合常规应用习惯的参数即可完成复杂的历史数据库查询和浏览工作;4. 系统性能指标提升措施 1系统采取冗余容错结构:双网络、双服务器、双前置机及双通道的冗余容错模型系统实现双网络容错是真正的热备用,双网络正常运行时,主、备网络同时都传送有用系统数据,双网络上的数据流量保持动态的平衡; 系统采取双服务器方式,当系统配置了主备服务器后,每个客户端同时与两个服务器连接,并向两个服务器发送信息,服务器控制程序自动检测客户端与服务器的连接模式,以确保唯一的数据转发,或将有关信息转发到感兴趣的客户端;同时客户端也自动检测服务器的状态; 系统采取双前置机方式:①基于485 总线方式的双机切换;②基于NportServer 的双机切换;③用户自定义方式的双机切换; 系统采取双通道方式:①系统采取以通道的方式与RTU 等采集设备进行连接;②系统支持自动主备通道切换,不支持手动切换,并且是采用冷备用原理;当主通道在传输数据时,备用通道不采集数据;当系统检测到主通道连接出现故障或者误码率过高,则自动启动备用通道采集数据,并将停止主通道的采集,此时主通道的地位转变为备用通道,原备用通道变为主通道不能重新接管数据的采集工作,除非当前的主通道出现故障; 2系统采取的网络通讯结构①采用点对点通讯模型主动传输系统改变的实时数据;网络环境下,实时数据库数据项的改变有以下三种可能:从通道采集数据改变实时数据库;运行后台语言实时数据库;从网络其它节点传递来改变实时数据库; ②采用客户/服务器查询方式,在网络中传递历史数据和进行实时数据库状态恢复; 系统对历史数据采用客户/服务器方式,在实际应用中,如对SOE 的查询、对历史曲线的查询等操作中,一般是用户提交查询条件,由系统将有关查询条件变为连接的历史数据库能够接受的标准或非标准SQL 语句,提交给数据库服务器,从历史数据库中查询得到满足有关条件的查询结果集,数据库服务器将该结果集通过网络传递给查询的计算机,计算机运行系统根据接收到的查询结果,将它转变为用户容易理解的方式,如曲线、报表等显示出来; 系统利用网络协议实现方便的容错系统模型,在该模型中,运行系统采用总线方式或通过专门的切换装置与连接的RTU 或其它智能数据采集设备连接,当主系统出现故障或通道出现故障时,备用系统将自动或手动获得控制权,保证系统正常运行;如下图所示: 3实现网络构架的有效扩充①架设远程工作站正常情况下所有计算机都是通过各自所配置的10—100M 网卡连至集线器上,传输媒质选择的是8 芯双绞线,这样的组网如果在两座比较分散的建筑物之间线距 1.5km 以上,则信号的抗干扰能力、准确度、保密能力都会大为下降,对准确度、实时性要求较高的工作站来讲,也就是说必须架设能满足的远程工作站,以解决距离服务器较远部门和系统的连网问题; ②架设移动工作站移动工作站的性质和远程工作有相似之处,而且有可移动性,其架设更有必要性;系统的原始数据、通道及远端接口都进行定期测试,传统的测试方法是部分人员在现场测量数据、计算结果,后台人员电话核对显示值和测试值,这样在准确性、及时性方面会受到很大影响,如果携带移动工作站至现场,在测试时由移动站向后台服务器请求数据与所测数据核对,准确度可得到较好的保障,其灵活性、实时性也非人眼可比;从移动站直接观测后台数据的同时,可以通过RTU 的RS—232 接口观察输出数据,并能直接进行遥控、遥测实验; 管理人员外出时,如果携带移动工作站,只要拨号和中心站连接,就可以方便的查看电网信息,了解系统情况; ③实现远程维护在传统情况下,当客户的软硬件系统出现故障时,通常需要厂家技术人员到现场维护,这种维护方式实时性差、效率低,还会造成用户停机过长,可能造成很大损失;计算机远程维护系统通过传输媒质和中心站连接,技术人员从自己的维护工作站对自动化系统的故障点进行分析判断,实现异地在线调试、修改和升级;同时还能进行目录查看、文件图像传输、实时语言对话;电力系统调度自动化大作业电子信息学院电气01班马芳芳。
电力系统中的配电自动化与调度随着电力系统的不断发展和完善,配电自动化与调度也成为了电力系统中必不可少的一个重要环节。
配电自动化是指以计算机控制、数字化装置及相关设备为基础,对配电系统进行自动化的运行管理和监控。
而调度是指在电力系统中对电力资源进行有效配置和优化,使之达到最优化利用的过程。
本文将从配电自动化、调度技术的概念和应用,以及未来发展方向等方面进行探讨。
一、配电自动化1.1 概念配电自动化是指在配电网中采用先进的数字化设备、控制器和通信技术,实现对配电系统中线路、开关等设备的自动监控、自动控制、自动化管理和信息服务的一种智能化配电系统。
这种智能化变化极大地提高了配电系统的管理和运行效率,同时也为用户的用电提供了更高效、更安全和更可靠的服务保障。
1.2 应用配电自动化主要应用于变电站、配电站、输配电线路以及用户侧的配电室等。
在这些场合中,配电自动化系统将运用数字化信息处理技术、先进的电源自控技术、传感器技术、通讯技术等手段,实现对配电网的自动监测、自动控制、自动化管理和信息服务。
这些技术的应用使得配电自动化系统能够更好地处理配电网所面临的问题,如可靠性问题、泄漏电流、负载波动等。
1.3 优势配电自动化不仅提高了电力系统的可靠性,还通过减少人工操作的干预,提高了运行效率,同时还能够更好地掌握系统运行状况。
此外,配电自动化还能全面提高电力系统的安全性、抗灾性、环境友好性和经济性。
二、调度技术2.1 概念电力系统中的调度技术是指以电力调度自动化系统为基础,通过对电力系统中各种负荷,包括发电机、输电线路、变电站设备和各类用户设备等进行计算、分析和预测,来有效优化电力资源的利用,使之达到最优化利用的过程。
调度技术主要包括需求侧管理、分布式能源的接入管理和电网运行管理等。
2.2 应用电力系统中的调度技术主要应用于电力负荷预测、发电计划优化和电力市场调度等方面。
通过计算、分析和预测,调度系统能够有效地掌握系统运行中的状况和趋势,从而对供应方案进行相应的优化和调整。
电力毕业论文范文一:电力调度安全管理与质量控制【摘要】随着我国国民经济水平的提高,科学技术的不断进步,人们对电力调度的安全管理,以及电能质量控制的要求也越来越高。
就目前电力调度安全管理工作还存在很多问题,例如下达调度指令出现错误,工作人员之间没有相互的监督管理,以及安全意识淡薄等,下面就对这些问题进行分析。
【关键词】电力调度;安全管理;质量控制现在电力调度工作已经应用了可视化监控系统,一些老旧电网也正在进行更新换代,因此电力系统的自动化水平也越来越高。
这就要求电力调度人员有非常高的专业技能和个人素质,只有快速熟练的操作才能保证调度的正确性和及时性,保证当地地区用电的安全稳定。
1电力调度工作所存在的问题1.1安全意识不高在电力调度工作中,由于操作步骤有相应的固定模式,而且有些情况下操作比较复杂,再加上工作人员安全意识不高,因此很容易出现问题,电力调度工作有很强的连续性,中间有很多操作环节,如果一个环节出现问题,那么对整个系统都有影响,如果问题严重,整个系统甚至会发生瘫痪。
1.2调度命令下达错误调度人员在工作中不会直接接触电气设备,其只是结合收集到的信息对电力进行合理调度,如果调度命令发生错误,那么事故就不可避免的发生。
除此之外,很多工作人员在得到信息后直接下达命令,没有按照要求对信息进行核实,进而导致事故的发生。
1.3没有相互督促一般每天的值班人员只有两人,而且都是独立工作的,导致其在工作中没有相互监督和管理的条件,如果一个工作人员工作状态不好,或者由于疏忽导致误操作,就会发生安全事故,而另一个人却不能及时的纠正和监督,事故发生的概率就会上升。
2电力调度安全管理的措施分析2.1提高工作人员的责任意识进行电力调度工作中,一定要有非常强的责任安全意识。
很多的责任意识也是一个人综合能力的体现,很好的责任安全意识是做好电力调度工作的基础。
通过有关人员的统计分析,在工作中很多事故都是由于错误下达命令,延误送电,以及无停电,误送电导致的,根本原因就是工作人员没有非常强的安全责任意识。
电力系统及其自动化专业毕业论文电力系统及其自动化专业作为电力工程领域的重要学科,涉及到电力系统的设计、运行、控制和保护等方面。
该领域的毕业论文需要学生通过研究和实践,探索电力系统的相关问题,并提出有效的解决方案。
本文将从电力系统规划、智能电力系统、电力系统保护与控制三个方面进行阐述。
一、电力系统规划电力系统规划是指根据电力需求和发电能力等因素,科学合理地确定电力系统的规模、布局、容量和结构等。
在电力系统规划方面,学生可以从以下几个层面展开研究:1.电力系统负荷预测:负荷预测是电力系统规划的一个重要环节,通过对历史负荷数据和影响因素进行分析,可以准确预测未来负荷的变化趋势。
学生可以通过建立负荷预测模型,并结合实际数据进行验证,提出改进方案。
2.电力系统规模和容量规划:电力系统规模和容量规划是确定电力系统的供电能力和容量需求,涉及到发电厂、变电站和输电线路等各个环节。
学生可以通过分析电力需求和发电技术,提出电力系统的优化规划方案,包括新能源发电与传统发电的协同规划等。
二、智能电力系统智能电力系统是指利用先进的信息和通信技术,对电力系统进行监测、分析和控制的系统。
智能电力系统的研究内容广泛,学生可以从以下几个方面进行探索:1.电力系统智能监测:智能监测是指利用传感器和智能装置,实时监测电力系统的状态和运行情况,提供数据支持和决策参考。
学生可以研究智能监测技术在电力系统中的应用,包括故障检测、设备状态评估等。
2.电力系统数据分析与优化:通过大数据分析和优化算法,对电力系统进行预测、调度和优化。
学生可以研究电力系统数据挖掘和优化方法,提出电力系统的运行优化方案,包括电力负荷调度、电力市场交易等。
三、电力系统保护与控制电力系统保护与控制是保证电力系统安全稳定运行的核心环节,研究内容包括电力系统的故障保护和控制策略。
学生可以从以下几个层面进行深入研究:1.电力系统故障保护:电力系统故障保护是指在电力系统发生故障时,及时切除故障点,保障系统其他部分的正常运行。
电力工程电力自动化技术应用论文摘要:电力自动化技术的推广和应用,促使我国电力系统运行的自动化水平和智能化水平不断取得提高,已经成为了提高我国电力系统运行效益,满足社会和经济发展需求的重要手段。
而随着电力工程的不断发展,电力系统对运行和管理的要求也日益提高,为了适应电力系统需求的不断变化,作为当前电力工程重要建设内容的电力自动化系统也要不断完善,以推动电力系统的长足发展。
引言新时期下,伴随着社会经济的发展,电能在人们生活和工业生产中所扮演的角色越来越重要,而且当前对电能的消耗量也与日俱增,这对电力工程及其相关系统的自动化和智能化水平都提出了更高的标准。
在电力工程领域应用电力自动化技术已经成为了提高电力系统运行效益的必然要求。
电力自动化技术的应用实现了电力系统运行控制方式质的飞跃,它通过综合运用计算机信息处理、电力网络、网络通讯以及智能信息处理等技术,从而实现了对发电、调度以及变电等环节的运行监视和自动控制,这极大地提高了电力系统的运行效率,保障了电力系统的安全可靠运行。
随着科学技术的进步及自动化设备的广泛应用,电力自动化技术也得到了快速发展,它极大地方便了电力的使用,适应了电力工程需求的发展。
目前,国内对电力自动化技术的应用水平与国外相比还有很多不足,已投入使用的一些自动化控制系统仍无法适应电力综合业务深入开展的需要。
因此,加强对电力自动化技术的研究和应用,并促使其不断完善具有重要意义。
1 电力自动化技术概述电力工程中的电力自动化是在计算机信息处理技术、电力网络技术、网络通讯技术以及智能信息处理技术等多种技术的基础上集成而来的,是一门综合性技术。
目前,我国电力系统的运行监视和远程控制都依赖于电力自动化技术,电力系统的故障预测和诊断也依赖于电力自动化技术。
电力自动化技术按照控制内容可分为调度、发电厂以及变电站自动化三部分,主要技术包括:对电力系统中有关调度业务的信息进行采集、处理和预测,并作出自动化控制,以保障电网的供配电平衡,使电力系统始终运行在一个高能低耗的状态下;采用微机系统对发电厂的计算机网络信息系统、通讯系统以及其他相关的各种信息系统进行监控,实现发电厂的一体化管理,减少发电成本,提升生产效率;建设变电站综合自动化系统,统合运用电力自动化技术,实现对变电站设备、线路等的实时监测、控制、管理与运行数据入库等功能,能够及时发现当前线路设备中存在的故障隐患并作出应急处理,以保障变电站的安全稳定运行。
自动化技术在电力系统中的应用【摘要】电网调度自动化是电力系统自动化的主要组成部分。
伴随着科技的进步与社会的发展,自动化技术作为一门综合性技术,它在电力系统中起到的作用越来越显著。
文章就其在电力系统中的应用与发展进行了阐述和简单的探讨。
【关键词】电力系统;自动化技术;应用;概述自动化技术作为一门综合性技术,它和控制论、信息论系统工程、计算机技术、电子学、液压气压技术、自动控制等都有着十分密切的关系。
电力系统综合自动化摹本工作流程是,在相对的中心地带的调控中心装置现代化的汁算机.以此向四周辐射网络系统.围绕这一中心的发电厂、变电站之间则设置信息服务和反馈的远方监视控制装置,并时时进行监控.从而形成了一个立体化的网络覆盖面。
形成全面的畅通的信息传达和指令传输。
中心计算机负责总体调控.而相关的监控设备则主要负责诸如没备操作和事故内容的记录、编制各种报表的记录处理、系统异常事故的自动恢复操作和常规操作的自动化等。
在此基础上.形成以控制部件为中心,通过计算机和计算机的结合。
以及终端硬件装霞与控制计算机的结合.运用各种软件实现控制范围的扩大和自动化程度的深化。
电力系统综合自动化采用的是分层控制的操作的方式.即在凋度所、控制所和发电厂、变电站的各组织分层间.按所管辖功能范围分担和综合协调控制功能。
以达到系统合理经济可靠运行目的的控制系统。
1 电力系统自动化技术1.1 电网调度自动化电网调度自动化系统,其基本结构包括控制中心、主站系统、厂站端(rtu)和信息通道四大部分。
根据所完成功能的不同,可以将此系统划分为信息采集和执行子系统、信息传输子系统、信息处理子系统和人机联系子系统。
主要包括:数据采集和控制(scada)、发电自动控制(agc)、经济调度运行(edc)、电网静态安全分析(sa)以及调度员培训模拟(dts)在内的能量管理系统。
电网调度自动化的主要功能是电力生产过程实时数据采集与监控电网运行安全分析、电力系统状态估计、电力负荷予测、自动发电控制(省级电网以上)、自动经济调度(省级电网以上)并适应电力市场运营的需求等。
论电网调度管理和自动化系统的安全防护摘要:电网调度的主要任务是指挥电网运行,电网调度安全管理工作的好坏,将直接影响电网的安全稳定可靠运行。
电网自动化系统的安全防护应根据系统对安全性、可靠性、实时性、保密性等方面的不同特殊要求,按照国家有关部门的规定,从应用系统的各个层面出发,制定完善的安全防护策略。
关键词:电网调度;系统自动化;安全防护电网调度的主要任务是指挥电网运行,电网调度安全管理工作的好坏,将直接影响电网的安全稳定可靠运行。
近年来,随着城乡电网的改造,电网技术装备水平不断提高,使电网调度的现代化程度越来越高,对电网的安全稳定运行起到了极大的促进作用。
保证电网安全运行的三个条件是:①合理的电网网架结构;②可靠的继电保护;③高素质的调度人员。
结合工作实际,笔者认为,在现有电网的结构下,加强调度管理,特别是加强继电保护和运行方式的运行管理,提高调度人员的素质水平,杜绝误调度、误操作事故的发生是保证电网安全运行的关键。
1 加强继电保护的运行管理继电保护既是电网运行的安全屏障,同时又可能是电网事故扩大的根源。
搞好继电保护装置的运行管理,使继电保护装置处于良好的运行状态,才能确保其正确动作。
运行管理的关键是坚持做到“三个管好”和“三个检查”。
“三个管好”:(1)管好控制保护设备。
便于运行中检查。
(2)管好直流系统及各个分支保险。
(3)管好压板,做好投切记录。
同时在保护校验后或因异常情况保护退出后需重新投入前,应测量压板两端是否有电压,以防止投入压板时保护误动。
“三个检查”:(1)送电后的检查:送电后除检查电流表有指示,断路器确已合上外,还需检查保护、位置灯为红灯,正常送电瞬时动作的信号延时复归。
(2)停电后的检查:除判明断路器断开的项目外,还需要检查位置灯为绿灯,正常停电瞬时动作的信号延时复归。
(3)事故跳闸后的检查:除检查断路器的状态、性能外,还需要检查保护动作的信号、信号继电器的掉牌情况、出口继电器的接点、保险是否完好,必要时检查辅助接点的切断情况。
大规模智能电网调度中的基于自动化系统中的应用研究摘要:随着当今市场经济社会化的飞速发展,国家电网对电网调度自动化系统在电网实时跟踪监控、故障数据处理等应用彻底改变了传统的大规模电网调度方法,优化智能大规模电网自动化系统新型结构。
关键词:大规模电网调度自动化系统数字市场化0 引言随着社会市场化经济的飞速发展,各国政府部门和科研机构提出了不同的智能大规模电网战略目标。
在国家大规模电网公司提出以特高压大规模电网为骨干网架结构、各级大规模电网结构协调发展为基础,先进的带宽信息、无线传感器网络和智能视频控制监视技术,搭建新型无线传感器网络定位、自动化优化、互动化为特征的国际领先、自主创新的坚强的智能化大规模电网。
1 促进大规模智能电网调度自动化系统中的基于主要结构研究基于智能电网调度自动化系统的主要结构为:数据副本技术采集、多层无线传感器网络数据处理技术、报警数据处理技术、安全技术管理、实时数据库管理技术、报表生成与打印、画面编辑与显示、多媒体语音报警、事件顺序记录等。
利用部署在电网周围的各个节点采用双机热备用融合系统的可靠性和稳定性。
2 基于多层大规模电网调度自动化系统应用方法研究2.1 促进大规模电力系统安全性与经济性相协调的基于概率优化调度模型研究随着智能电网调度it技术快速发展,融入大规模电网安全技术价值参数的分析,使电网视频控制监视系统正常运行调度的经济性与安全性折中为统一的期望优化目标结构,在需求大规模电网正常状态、一定大规模输电元件停运事件所对应的约束集合获取概率方式的最优调度解。
所谓运行调度的经济性是指运行系统的期望总成本核算以及包含各个事故状态下发电机组再调整、负荷中断所引起的安伞校正耗费和大规模电网大规模输电元件的期望载荷严重程度。
2.2 多层电力系统概率优化调度的基于基本理论研究随着多层电力系统运行中的基于不确定性视频控制监视因素,融合数据相关联考虑其发生概率与所对应的安全经济后果代价应用及实现了在概率水平下电网调度决策,量化了多层电力系统运行调度方式及其对应后果是映射关系,并搭建综合多层电力系统运行风险的可视表达方式。
电力自动化系统中调度故障的分析与处理【摘要】电网调度自动化的发展给电力系统的高效性、安全性、稳定性提供了有力的技术支持,如何保障其安全正确执行,尤为重要。
本文从调度自动化系统的常见故障现象出发,具体介绍了调度自动化系统常见故障分析方法、故障处理步骤及常见故障的处理措施,以确保调度自动化系统在电网经济调度及安全运行等方面发挥其应有作用。
【关键词】调度自动化;故障;分析;处理当前,随着电力工业的发展,调度自动化系统在全国范围内得到广泛应用,成为电力系统发展的趋势。
调度自动化系统主要由信息采集子系统、执行子系统、信息传输子系统、信息处理子系统和人机联系子系统五大部分组成,由于直接服务于电力调度和生产,因此,调度自动化系统是否安全可靠地运行极为重要。
但是,在现实的调度自动化系统中,因种种因素故障问题在所难免,因此,必须认真做好调度自动化系统的故障分析及处理工作,以确保其在电网经济调度及安全运行等方面发挥应有作用。
1.调度自动化系统常见故障现象概述电力调度自动化系统是由多种硬件、软件共同构成的复杂的运行系统,涵盖范围广,专业系统多,各种硬件装置较多,且这些系统分布于各个地域,通信环境复杂,因此,在运行过程中,由于人为或者设备因素,不可避免地会出现各种故障,如服务器故障、遥测数据不刷新、遥信位置不对应、遥控不成功、通讯中断、网络故障,等等。
2.调度自动化系统常见故障分析方法2.1观察法查看组成调度自动化系统主站及分站的各设备模块灯光指示是否正确,通道监控系统是否有告警信息,当地后台机数据是否正常。
2.2信号测量法该法较为直接简单,主要是针对故障现象,借助一些测量工具能判断出故障所在。
如通过示波器测量信号波形是否正常,用万用表测量前置机、光端机综合自动化的接收端、发送端与接地端的电压值等,从而进明确故障原因,帮助分析和解决故障。
2.3更换备品备件法通过如上所述的两种方法确定故障点后,若故障一时难以维修,可用相同型号的备品备件替换故障元件,及时恢复系统运行。
电力系统调度自动化摘要电力调度自动化系统,指的是直接服务于电网运行的数据监控和采集系统,包含了此系统中应用软件,从而实现电力调度各机构生产运行人员对于系统分析工具、运行信息及监控手段等数据处理系统的提供。
本文简单的探讨电力系统调度的自动化。
关键词电力系统;自动化;调度中图分类号tm7 文献标识码a 文章编号 1674-6708(2011)54-0126-02在电力企业中,应用电力调度自动化系统,其效率提高的同时,经济效益也得到了很大程度的提升,这是电力调度系统长远眼光和发展方向。
从我国技术层面的发展来看,调度自动化系统经已经经历了经验型调度和分析型调度两个阶段,这两阶段的成功,预示着只能调度阶段的到来,这是机遇,也是挑战。
当前,电力调度自动化系统仍存在着一系列的问题,对于安全隐患中日益突出的种类给予特别的关注,积极的应对,使其不断的完善,以促进电力调度自动化系统的长足发展。
1 电力调度自动化系统的现状随着科学技术的迅猛发展,计算机及网络技术、软件技术和通讯技术近几年都取得了突破性的进展,为电力企业实现计算机网络管理提供了技术条件。
其中调度自动化系统是电力企业管理网的基础,有着重要的作用。
目前,电力调度自动化系统缺乏相应的专业技术人员,运行维护跟不上,系统运行的安全性和稳定性不能保证,大大影响了系统的效率,影响系统功能的发挥。
这样一个大规模的自动化系统,严格的管理制度是必然存在的,虽然电力调度自动化系统投入运行以后,取得了一度好评,但是由于缺乏运行和管理经验,没有及时制定各种管理制度,系统的运行维护工作无制度可依,造成了影响系统的安全、稳定运行的重大问题,因此我们需要及时学习和制定相应的各种管理制度。
2 电力系统调度自动化发展趋势2.1可视化社会的发展以及进步,带动了生活化的全面发展,而这种发展既是科学性的,也是时代性的,在计算机技术、网络技术、电力系统安全分析技术以及图像处理技术等等都快速发展的背景下,电力系统调度的可视化也是未来电力系统调度自动化发展的必然趋势之一。
电力系统调度自动化及其发展摘要:社会经济的发展水平不断的提高,同时人们对电能的需求也大大的增加,在这样的情况下电能的可靠性和安全性也提出了更高的要求,从而更好地实现了对信息的查询服务,并且其安全性以及稳定性也有了很大的提升。
目前我国电力调度系统已经很好地实现了自动化技术的应用,这便可以更好地满足人们对于电力供配电的相关需求。
鉴于此,本文分析了电力调度自动化系统的应用现状,并进一步论述了电力调度自动化系统的发展方向。
关键词:电力调度;自动化;应用;现状;展望1电力调度自动化系统的应用现状1.1CC-2000这种系统属于一种比较开放的结构系统,其主要应用于一些先进的技术对象选择当中。
在应用的时候主要是利用了封装的原理和理念,从而更好地实现了系统接口的提供,进一步更好地满足了电力系统的相关需求。
该技术在研发的过程当中,完全是严格按照相关的软件开发标准来实施的,所以其质量上也有着很好的保障。
画面显示与编辑、调度员培训模拟、报表自动生成与打印、Web浏览、历史信息趋势、事件顺序记录、信息处理、高效管理数据库、合理采集数据、故障报警处理、多媒体语言报警以及信息统计计算等。
1.2SD-6000SD-6000同样也属于一种开放式的结构系统,该系统主要是由我国山东省淄博市电业局和科学院共同努力研发出来的一套自动化系统,该系统的运行平台相对比较统一。
和传统的电力调度系统相比较而言,其有着非常明显的应用优势,此外,电力系统运行具有系统涉及范围广且复杂性特点,这就意味着调度自动化系统建设人员要将众多不同等级电压的电力线路连接在一起,从而达到最佳的运行状态。
而电能的生产以及输送过程具有高速性,要想使系统达到最佳的运行状态,电力调度自动化系统需要保证各个用户及用电量的平衡。
1.3OPEN-3000OPEN-3000系统的知识产权是相对比较独立的,该系统在电力行业中的应用具有非常明显的优势:首先其所运用的技术非常先进;其次其安全性以及稳定性都特别好;再次该系统的应用过程非常方便。
探究电力调度自动化系统应用现状与发展趋势摘要:随着时代的进步和科学技术的发展,电力网络覆盖不断扩大,用电量的持续增加,给电力调度带来了新的挑战。
电力调度系统的出现和应用大幅度提高了电力应用的效率和电力网络运行的高效性,随着计算机技术的发展和进步,必将得到更为广泛的应用。
关键词:电力调度;自动化系统;应用现状;发展趋势1电力调度自动化系统的应用现状1.1应用范围进一步扩大国家电网注重建设具有中国特色国际领先的能源互联网,在绿色发展方面推动新型电力的构建和转型;在强化安全保障上,构建能源互联网安全防御体系,提升信息安全态势感知能力和智能化、动态化网络安全防护水平;在统筹调度上,全面提升信息采集、传输、处理、应用等能力,推动传统电网基础设施和新型数字化基础设施融合,促进电网调度运行智能化和运营管理智慧化,实现以数字化转型为主线的智慧赋能。
由于国家电网等大型电力传输企业牵头应用电力调度自动化系统,其应用范围在进一步扩大,通过几次电力改革,已经从城市延伸到了广阔的农村区域,智能电表的缴费、断电、查询等功能已经实现了自动化,为电力企业和用户提供了极大的方便,节省了大量的人力资源成本,促进了电力自动化系统和设备的完善。
1.2核心技术进一步成熟电力调度自动化系统的应用主要在于其中的几项关键技术的成熟和发展。
一是电力数据的记录与提取。
电力调度自动化系统无论是对区域内用电情况还是个体的用电情况数据都可以实现实时的监测和数据的提取。
例如在电力生产紧张时期,通过对不同区域内用电数据的对比,可以合理分配居民用电、农业用电和工业用电,优先保障居民正常生活用电。
在数据监测上还有一个应用就是提取数据,通过数据分析决定区域内是否需要进行电力设施的更新换代,而非人工检测线路和变压器等设施的方式。
数据记录提供了准确而有效的第一手数据资料。
二是电力故障分析与修复。
传统的电力故障需要采取人工的方式,通过仪器手动监测,效率和安全性都极低。
电网自动化调度的现状与技术发展摘要:电网自动化调度系统是一个对整个电网进行监控的系统,它通过采集电力系统的实时运行数据和运行状态来对整个电网进行监测,并通过状态评估、安全性分析以及负荷预测等功能来判定电力系统能否安全稳定的运行。
电网自动化调度是整个电网的控制核心,其能否安全稳定的运行是保障整个电网安全稳定运行的关键。
基于此,本文首先简单地介绍一下电网调度自动化技术的基本特征,随后给出电网自动化调度技术的应用现状。
最后重点给出电网自动化调度技术的发展趋势。
以此仅供相关人士进行交流与参考。
关键词:供电厂;自动化;调度;现状;技术发展1电网调度自动化控制的本质特征依据诸多供电系统的电网调度自动化技术的应用调研不难发现,电网调度自动化控制主要包含有以下几种特性:第一,该方法能够比较大水平的提升电力网工作效能,更为重要可延长设备使用年限,比较大水平地降低电网系统出现异常的概率,尤其是能有效预防大面积停电及其全部电网系统崩溃比较严重常见故障;第二,可以实现全部供电系统的综合协调,使电网系统可以信赖及其经济发展的运转。
第三,电网调度自动化技术能及时检测电力系统中每个元器件或是全部全面的即时运行状况,再将收集的数据进行测试分析,最终对讲解的结论进行修复,确保电网系统能够平安稳定的运转。
第四,有关的调度人员能够依据电网调度自动化技术得出每个器件的技术性、经济发展等数据主要参数进行合理评定,从而提供有效控制管理决策[1]。
2电网自动化生产调度技术的发展现况在我国运用的电网调度自动化技术关键采用RISC工作平台和POSIX电脑操作系统插口等世界公认规范,所使用的电网调度自动化技术包含有三类,各自CC-2000电网调度自动化技术、SD-6000能量管理系统和OPEN-2000能量管理系统。
最先针对CC-2000电网调度自动化技术来讲,该操作系统是由在我国多家院校和研究所(清华、东北电力企业集团及其国家电力科学院)联合研发的软件,这类电网调度自动化技术可以随时收集解决电力网的信息和数据,再根据讲解的结论依照不一样构造功能地把它分布于不一样ALPHA工作中网站里的分布系统,这类系统软件有非常大的优点,假定电网系统里的某些连接点出现异常,不会对全部系统软件导致常见故障,能有效确保电网系统正常运转[1]。
电力自动化技术在电力系统中的应用摘要:电力系统是电能的生产与消费系统,随着科学技术的迅速发展,电力自动化技术在电力系统中的应用日益广泛,发挥着越来越重要的作用。
本文基于电力系统自动控制的基本要求,对几种电力自动化技术的实际应用进行论述,以进一步明确电力自动化技术的实践应用。
关键词:电力自动化技术;电力系统;应用;分析abstract: electric power system is the production of electric energy and consumption system, along with the rapid development of science and technology, power automation technology in power system of wide application, is playing a more and more important role. this paper, based on the electric power system the basic requirement of automatic control of several practical application of power automation technology is discussed, and to further define the power automation technology in practice.key words: electric power automation technology; electric power system; application; analysis中图分类号:tm7 文献标识码:a文章编号:电力自动化技术是在现代电子技术、网络通信技术、信息处理技术等基础上发展起来的一门技术,是实现设备监视管理和在线远程监控的重要途径。
简述调度自动化的故障处理摘要:电网调度自动化系统作为确保电网安全、优质、经济运行和提高调度运行管理水平的重要手段,日益显现出其重要性。
目前的调度自动化系统运行可靠性和稳定性虽已较高,但由于自动化和通信技术的迅猛发展,电力系统自动化产品越来越多、越来越杂,很多用户的调度自动化系统往往是由多个厂家的不同产品组建起来的。
虽然调度自动化系统技术日趋成熟,但也不能保证各种产品或组建的系统不出故障,这就需要系统运行与维护人员善于及时发现故障,快速查找处理故障。
关键词:调度;故障;查找方法0 前言随着电网的发展和自动化程度的提高,调度自动化系统已成为调度员实施生产指挥和控制电网运行必不可少的工具。
但在实际运行过程中,由于调度自动化系统自身也可能出现各种异常情况,如:自动化系统故障、网络中断、数据采集通道中断、系统软件异常等,如果发生异常情况而没有及时发现,则可能导致调度人员无法进行正常的调度指挥,严重时可能影响整个电网的安全运行,造成巨大的经济损失。
因此,一旦调度自动化系统发生故障,必须及时迅速排除,使系统尽快恢复正常运行。
1调度自动化系统的主要组成调度自动化系统的基本结构为控制中心主站系统( 包括调度计算机、前置机、计算机网络及附属设备)、厂站端( rtu) 和信点通道( 包括光纤、调制解调器) 三大部分。
根据所完成功能的不同,可以将此系统划分为信息采集和执行子系统、信息传输子系统、信息处理系统和人机联系子系统。
其中:1.1信息采集和执行子系统为站端设备( rtu),基本功能是在变电站采集各种表征电力系统运行状态的适时信息,此外还负责接收和执行调度控制中心发出的操作、控制命令。
1.2信息传输系统为信息采集和执行子系统,作为调度控制中心提供了信息交换的桥梁,其核心是数据通道,它经调制解调器与rtu 及主站前置机相连。
1.3信息处理子系统是整个调度中心系统的核心,以调度计算机为主要组成部分。
该子系统包含大量的直接面向电网调度、运行人员的计算机应用软件,完成对采集到的信息的处理及分析计算,实现对设备的自动控制与操作。
电力调度运行管理论文摘要:在我国当前发展的大好形势下,电力调度的运行管理工作应一步一个脚印,稳扎稳打,才能达到管理的目的。
社会经济水平越来越高,科学技术越来越繁荣,要想提高国民经济水平,就要做好电力调度工作,只有这样才能更好的组织电力企业的生产,创造更多的经济效益。
前言电力调度的主要任务是保障电网的安全协运行(倒闸操作)、可靠供电及电网故障和突发事故的处理。
电力调度工作既是电力供电顺利开展的基础,也是电力安全和快捷高效的有力保障,是我国电力部门进行日常行为工作的关键步骤。
下文将对电力调度运行管理进行系统分析。
1 电力调度运行管理的必要性电力调度过程中的管理工作是一项任重道远的专业性工作,它自身的复杂性决定了工作的艰巨性和长期性。
现代电力系统发展的趋势组成电网组成结构越来越繁杂,运行操作越来越复杂,一点电网出现故障造成的后果也越来越严重。
电力系统是一个非常复杂的系统,需要通过科学、合理并且有效的电力调度运行管理才能保障电网的顺畅运行。
由于电力系统具有结构复杂性、技术密集性的特点,如果通过人工完成一张操作票是非常复杂与困难的,费时费力。
在一些紧急的时候,要求运行人员在短时间内针对具有上百项操作步骤的设备开出操作序列是不可能的,还比较容易出现错误。
为了减轻电力系统调度工作的难度,保证运作管理的有效性,我国国内与国外的很多专业做了很多工作,并结合当今社会先进的计算机信息技术,开发了自动调度操作票的系统,网络发令系统,有的正在开发调度驾驶舱系统。
这些工作可以显著提高了电力系统运行管理的工作的效率,并使调度员从繁忙的重复劳动中解放出来。
2 我国电力调度运行的现状分析2.1电力系统安全运行的影响因素由于电力系统运行的自身结构组成的复杂性和运行环境复杂性,影响电力系统安全性的影响因素比较多,大致可以分为两大类。
内部影响因素主要有:(1)电力系统元件的故障;(2)电力市场竞争环境的因素;(3)电力系统的不稳定;(4)计算机软、硬件系统的故障;(5)控制和保护系统的故障;(6)信息系统或通信系统的故障。
电力系统调度与监控自动化论文 摘要:电力调度自动化系统在电网的实时监控、故障处理等方面发挥了重要作用,它的应用彻底改变了传统的电网调度方法,是电网调度手段的一次革新,是电网稳定运行的重要保障。本文通过分析电力调度自动化系统的主要功能,针对系统特点及发展趋势进行探讨。 关键词:电力调度自动化系统;历史;功能;组成结构;发展方向
1、电网调度自动化的发展历史 电网调度自动化是随着通信技术、计算机技术和控制技术的发展而发展起来的。上世纪40 年代,国外采用模拟技术将数据展现在模拟盘上。60 年代末和 70 年代初,以远动技术为基础,开发了远程计算机监控系统,直接应用于电力系统调度。1965 年发生的纽约大停电事件迫使电力公司重新考虑电网运行的可靠性问题。1967年 DyLiacco博士提出了电网调度中心安全分析的基本构架,1970 年,状态估计应用于电网控制中心,这之后,电网调度自动化能量管理系统 EMS 有了大的发展。为了培训电网调度员,70 年代末开发出世界上第一台调度员仿真培训系统(DTS,Dispatcher Training Simulator)。90 年代开始了电力市场化改革热潮,适应电力市场运营的需要逐步发展出电力市场运营的技术支持系统。2003 年 8月 14 日发生的美加的大停电事故,使人们重新反思电网运行的可靠性问题,人们认识到,传统的能量管理系统需要进一步发展,提出了全局、实时闭环、综合决策的电网安全预警和决策支持系统,并发展了对电网的运行风险评估的研究和应用。 上世纪 70 年代,我国就研发了基于国产计算机的电网调度自动化系统。但是,国内调度自动化系统的真正快速发展是在 80 年代的中后期。具有标志性的是 80 年代中后期,国内东北、华北、华中、华东等 4 大电网从国外引进了数据采集和监控(SCADA, Supervisory Control And Data Acquisition)系统,在引进过程中学习国外的先进技术,终于在 90年代中期开发出具有自主知识产权的 SCADA 系统。另一方面,90 年代初,在国外的 SCADA 系统上自主开发出电网能量管理系统 EMS高级应用软件。后来经过十多年的研发和工程应用实践,自主知识产权的 SCADA/EMS 已经逐渐成熟。目前,国内绝大多数电网调度中心都采用了国内自主开发的调度自动化系统。 2、电力调度自动化系统的主要功能 电力调度自动化系统的主要功能包括:数据采集、信息处理、统计计算、遥控、报警处理、安全管理、实时数据库管理、历史库管理、历史趋势、报表生成与打印、画面编辑与显示、Web浏览、多媒体语音报警、事件顺序记录、事故追忆、调度员培训模拟等。重要节点采用双机热备用,提高系统的可靠性和稳定性。当任一台服务器出现问题时,所有运行在该服务器上的数据自动平滑地切换到另一台服务器上,保证系统正常运行。系统有健全的权限管理功能。能快速、平稳地自动或人工切除系统本身的故障,切除故障时不会影响系统其他正常节点的运行。调度主站是整个调度自动化监控和管理系统的核心,从整体上实现调度自动化的监视和控制,分析电网的运行状态,协调变电站内RTU之间的关系,对整个网络进行有效的管理使整个系统处于最优的运行状态。
3、电网调度自动化系统的基本组成和性能要求 电网调度自动化系统由四个子系统组成(如图 13.1-4):①信息采集和控制执行子系统; ②信息传输子系统; ③信息处理子系统; ④人机联系子系统。
图 1 电网调度自动化系统主要子系统
3.1 数据采集和控制执行子系统 该部分主要起两方面作用: ①采集调度中心管辖的发电厂、变电站中各种表征电力系统运行状态的实时数据,采集的量包括遥测量、遥信量,电度量,水库水位,气象信息以及继电保护的动作信号等。 ②接受上级调度中心根据需要发出的操作、控制和调节命令,直接操作或转发给本地执行单元或执行机构。执行量包括开关投切操作命令,变压器分接头位置切换操作,发电机功率调整、电压调整,电容电抗器投切,发电/调相切换甚至修改继电保护的整定值。 上述功能在厂站端由综合远动装置或远方终端装置(RTU, Remote Terminal Unit)实现。 信息采集和执行子系统是调度自动化的基础,相当于人类的眼耳和手足,是调度自动化系统可靠运行发挥其功能的保证。 3.2 信息传输子系统 将信息采集子系统采集的信息通过信息传输系统及时、无误地传送给电网调度控制中心,也将电网调度控制中心的遥控遥调命令下发给厂站控制单元。信息传输主要采用光纤、微波和电力线载波等方式。 3.3 信息处理子系统 它是电网调度自动化系统的核心,相当于人类的大脑,是电网安全经济运行的神经中枢和调度指挥司令部。它由能量管理系统(EMS)应用软件辅之以人机联系子系统来实现。 EMS 应用软件从功能上区分可分为 3级:①数据收集级; ②能量管理级; ③网络分析。 3.4 人机联系子系统 它将计算分析的结果以对调度员最为方便的形式显示给调度员, 调度员也通过该系统下达决策命令,实现对电力系统的控制。人机联系系统包括模拟盘、图形显示器、控制台键盘,音响报警系统,记录打印绘图系统等。 以上四个子系统组成了电网调度中心的调度自动化系统。 调度自动化系统需要有高的运行可靠性,通常用可用率表征;要有高的可用性,好的可维护性和可扩充性,计算机处理速度要足够快,满足实时性要求。 近些年发展起来的可视化技术大大改善了人机联系的性能和使用效果。
4、调度自动化系统的网络安全防护 要保证电力系统的运行安全, 电网调度自动化系统本身的运行安全也十分重要。 按照 《全国电力二次系统安全防护总体方案》,其总体原则为“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”。 调度中心的业务涉及到直接的生产控制、间接的生产管理和常规的业务管理等多方面为了相互交换数据,各个方面的系统需要通过计算机网络联在一起。但是,由于每个方面面对的使用对象不同,对系统安全性的要求也不同,因此,必须要有完备的安全措施才能保证这些系统功能的正常发挥。调度自动化系统的网络安全防护就是为实现这一目标而设计的。 近年来调度自动化系统的内涵已经有了较广的延伸,由原来单一的 EMS 扩展为包括EMS、DMS、TMS(Tele-Metering System)、水调自动化、雷电监视、继电保护故障信息故障录波远传、功角遥测、电力市场技术支持和调度生产管理DMIS等系统。这么多应用系统集成在一起,相互之间交换数据,如果没有有效的信息安全防护措施来保证,这些系统就 不能正常发挥它们各自的功能。 电力系统中计算机数据网络应用根据业务类型、实时等级、安全等级等因素可分为生产信息类数据传输和管理信息类数据传输两大类,分别属于生产控制大区和管理信息大区。生产信息类数据的实时性要求较高,其中遥控和遥调信息与电网安全直接相关,可靠性要求最高;与计费相关的电力市场业务对安全性有特殊要求,不仅要求可靠,原始数据还要求保密。管理信息类数据的实时性要求相对不高,但数据量大,保密性要求较高,覆盖除生产控制类以外的所有数据业务。 目前,国内已经采用光纤+ SDH (Synchronous Digital Hierarchy + IP 模式建立了调度数据专网。调度数据专用网除了传送 EMS 数据外,还传送电能量计量计费、水调自动化、电力市场等生产控制大区里的信息。 调度中心的数据按照安全级别分别管理。如图 13.1-6 所示 图 2 电网调度中心应用的安全分区 图 2 中的上、下两部分分别表示两个独立的电网调度中心,它们的生产控制大区之间通过国家电网调度数据专网SGDnet 进行通信。 图 2 中左右两部分分别表示生产控制大区和管理信息大区。 左侧的生产控制大区分为两个安全分区。安全区Ⅰ是实时控制的生产区,运行了SCADA/EMS、AGC、AVC 等和生产调度直接相关的系统,这些应用系统有的还要下发控制命令(如 AGC、AVC),它的安全级别最高;安全区Ⅱ是非控制的生产区,运行了电能量计量计费、水调自动化、电力市场信息和继电保护故障信息系统等,也运行调度员培训仿真系统。这些应用不需要对电网进行控制。两个区之间通过防火墙隔离。不同控制中心的生产控制大区之间通过SGDnet 交换数据,但是需要通过纵向加密认证装置进行有效的隔离和防护。 右侧的管理信息大区也分为两个安全分区。安全区Ⅲ是和生产有关的管理区,运行了调度管理信息系统DMIS; 安全区Ⅳ是管理信息区, 运行了电网公司企业内部的其他常规业务。两个区之间通过防火墙隔离。不同电力公司的管理区之间通过SGTnet交换数据,但是需要通过防火墙进行有效的隔离和防护。 生产控制大区和管理信息大区之间通过专用的电力专用横向单向隔离装置进行隔离, 以保证生产控制大区信息的安全。 的左右两部分分别表示生产控制大区和管理信息大区。 5、电力调度自动化系统的发展趋势 5.1 数字化 随着信息化的普及和深入,越来越多的目光投向了数字化变电站和数字化电网的研究开发。电网的数字化包括信息数字化、通信数字化、决策数字化和管理数字化4个方面。 信息数字化:是指电网信息源的数字化,实现所有信息(包括测量信息、管理信息、控制信息和市场信息等)从模拟信号到数字信号的转换,以及对所有电网设备(包括一次设备、二次保护及自动装置以及采集、监视、控制及自动化设备)的智能化和数字化。电网具有很强的时空特性,需要采集、监视和控制设备的二维及三维时变信息。信息数字化的目标是数据集成、信息共享,主要以数字化变电站为主体。 通信数字化:是指数字化变电站与调度自动化主站或集控中心之间通信的数字化。畅通、快速、安全的网络环境和实时、准确、有效运行信息的无阻塞传递是数字化电网监控分析决策的重要前提。 决策数字化:电网安全、稳定、经济、优质运行是电网数字化的根本目的,必须具备强大的分析和决策功能,实施经济调度、稳定控制和紧急控制的在线闭环,达到安全、稳定、经济、优质运行的目的。 管理数字化:包括设备生产、运行等大量基础数据在内的各种应用系统的建设,实现从电网规划、勘测、设计、管理、运行、维护等各个环节的全流程的信息化。 电力调度自动化的数字化将会给调度的视角带来新的变化,许多新兴技术,如遥视技术、虚拟现实技术、可视化技术、全球定位系统(GPS)技术、遥感技术、地理信息系统(GIS)技术将会在未来调度自动化系统中得到广泛深人的应用。 数字化的目标是利用电网运行数据采集、处理、通信和信息综合利用的框架建立分区、分层和分类的数字化电网调度体系,实现电网监控分析的数据统一和规范化管理以及信息挖掘和信息增值利用,实现电力信息化和可视化、智能化