電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的發(fā)展歷史

1、    電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的發(fā)展歷史    靳普【摘要】隨著電力工業(yè)體制改革的進(jìn)一步深化，對電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化不斷提出新的要求。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是電網(wǎng)調(diào)度和電網(wǎng)運(yùn)行管理必不可少的技術(shù)手段，是電力系統(tǒng)重要基礎(chǔ)設(shè)施之一，關(guān)系到電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。近幾年來，隨著電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)日趨成熟，在實(shí)際應(yīng)用中取得了很好的效果?！娟P(guān)鍵字】電力系統(tǒng)；調(diào)度自動(dòng)化；電網(wǎng)調(diào)度隨著電力工業(yè)體制改革的進(jìn)一步深化，對電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化不斷提出新的要求。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是電網(wǎng)調(diào)度和電網(wǎng)運(yùn)行管理必不可少的技術(shù)手段，是電力系統(tǒng)重要基礎(chǔ)設(shè)施之一，關(guān)系到電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。近幾年來，隨著電網(wǎng)調(diào)度自

2、動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)日趨成熟，在實(shí)際應(yīng)用中取得了很好的效果。一、電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化，是當(dāng)前電力系統(tǒng)中發(fā)展最快的技術(shù)領(lǐng)域之一，它的主要功能構(gòu)成分為：1、電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控（scada系統(tǒng)）：電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控以及數(shù)據(jù)通信技術(shù)是實(shí)現(xiàn)調(diào)度自動(dòng)化的基礎(chǔ)和前提；2、電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與調(diào)度、電力市場化運(yùn)營與可靠行、發(fā)電廠運(yùn)營決策支持等；3、變電站綜合自動(dòng)化；二、電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)狀我國的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)正處于由第三代產(chǎn)品向第四代產(chǎn)品過度的關(guān)鍵期。第代產(chǎn)品產(chǎn)生于20世紀(jì)9o年代，它的硬件平臺(tái)采用基于risc結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)和共享交換以太網(wǎng)。軟件平臺(tái)采用多用戶多任務(wù)操作系統(tǒng)unix、關(guān)系型數(shù)

3、據(jù)庫、軟總線等技術(shù)。具備scada、ems等功能。第三代產(chǎn)品需改進(jìn)的主要問題是：非層次設(shè)計(jì)，平臺(tái)通用性差：擴(kuò)展性和移植性難；非標(biāo)準(zhǔn)模型，廠家專有；難以實(shí)現(xiàn)真正的開放；難以實(shí)現(xiàn)異構(gòu)系統(tǒng)互連：非構(gòu)件化，難以保護(hù)投資。為使ems 應(yīng)用軟件之間的交互正確無誤， 需要對交換的數(shù)據(jù)信息達(dá)成一致， 即提供標(biāo)準(zhǔn)的元數(shù)據(jù)級(jí)的模型和標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序接口（apis）。國際電工委員會(huì)近十年逐漸完善了能量管理系統(tǒng)的應(yīng)用程序接口標(biāo)準(zhǔn)和模型定義工作， 并號(hào)召ems 生產(chǎn)廠家積極采用該標(biāo)準(zhǔn)。在iec61970 的cim部分給出了電力對象的確切定義和域描述。 在現(xiàn)在電力企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)中存在多島自動(dòng)化現(xiàn)象， 如實(shí)時(shí)系統(tǒng)有： ems、d

4、ms、tms、tmr、gis， 非實(shí)時(shí)系統(tǒng)有：mis、erp。這些系統(tǒng)多是異構(gòu)系統(tǒng)，如采用多種計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)： risc、x86， 多平臺(tái)： 操作系統(tǒng)、多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)， 多語言； c /c+、java、hmi /xmi ， 因此， 存在系統(tǒng)互連問題， 及信息一體化問題， 為達(dá)成企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)互連集成和企業(yè)資源共享， 這就需要在電力企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)中采取以下策略。從20072010年，整個(gè)電網(wǎng)的調(diào)度自動(dòng)化專業(yè)不僅僅是從設(shè)備上、規(guī)模上有長足的發(fā)展，從專業(yè)技術(shù)方面也有較大的提高，最顯著的一點(diǎn)就是從封閉的集中式系統(tǒng)發(fā)展為開放式分布式系統(tǒng)集中式系統(tǒng)的好處是一機(jī)多用、節(jié)約資源投資，但存在第三方產(chǎn)品難于接入、不易擴(kuò)

5、展更新等缺點(diǎn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，性價(jià)比日益提高，資源投資已不成問題，但要實(shí)現(xiàn)開放式和分布式，必須解決各種接口和通信協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化問題。隨著操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、用戶界面和通信等有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)先后建立，為開放式分布式系統(tǒng)的發(fā)展鋪平了道路。開放式應(yīng)用軟件平臺(tái)為分布在網(wǎng)絡(luò)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用提供統(tǒng)一的運(yùn)行環(huán)境和資源管理，并保證系統(tǒng)靈活的擴(kuò)充性。同時(shí)，自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展也豐富了電網(wǎng)運(yùn)行管理的手段，實(shí)現(xiàn)不向功能的自動(dòng)化系統(tǒng)越來越多，如能量管理系統(tǒng)（ems）、配電管理系統(tǒng)（dns）、調(diào)度防誤操作系統(tǒng)、dmis系統(tǒng)等等。由于各系統(tǒng)開發(fā)廠商的不同，采用的技術(shù)路線和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)差異較大，對電力對象有自己專門建模方法，加上各個(gè)

6、業(yè)務(wù)部門的特定需求不相同，各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)關(guān)心的電力對象也不同，導(dǎo)致了許多信息建設(shè)問題的出現(xiàn)，例如信息孤島和信息交疊等。因此，對系統(tǒng)進(jìn)行信息集成，建立信息一體化平臺(tái)是調(diào)度自動(dòng)化專業(yè)工作的發(fā)展方向。目前電力企業(yè)的信息主要分為生產(chǎn)過程類和經(jīng)營管理類，而生產(chǎn)過程類信息又是整個(gè)電力企業(yè)數(shù)據(jù)中心最重要的數(shù)據(jù)來源，調(diào)度自動(dòng)化專業(yè)下一步的工作發(fā)展，應(yīng)該是先期進(jìn)行電力生產(chǎn)自動(dòng)化領(lǐng)域的信息集成，建立自動(dòng)化信息一體化平臺(tái)，進(jìn)行全面綜合的生產(chǎn)運(yùn)行過程分析，為電力企業(yè)各級(jí)生產(chǎn)管理者提供決策參考，同時(shí)為電力企業(yè)信息化建設(shè)下一步工作莫定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。同時(shí)完善電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)時(shí)信息以自動(dòng)化形式。從遠(yuǎn)動(dòng)、scada發(fā)展到ems，電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)

7、時(shí)信息自動(dòng)化走向標(biāo)準(zhǔn)化如涉及scada、ems和電力市場的iec61970，橫向?qū)⒑椭С峙潆姽芾硐到y(tǒng)（dms）、地理信息系統(tǒng)（gis）等的iec61968接軌，縱向?qū)⒑椭С肿冸娬镜幕パa(bǔ)接軌，構(gòu)成完整的標(biāo)準(zhǔn)化系列。我們所指的調(diào)度自動(dòng)化，是由傳統(tǒng)的遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)發(fā)展起來的，主要服務(wù)于電網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化系統(tǒng)。隨著變電站數(shù)字綜合化的發(fā)展和無人值班的推廣，調(diào)度的工作壓力和工作量顯著增長。減輕調(diào)度員工作強(qiáng)度，提供豐富技術(shù)支持手段，進(jìn)一步提高調(diào)度員的調(diào)度能力和素質(zhì)一直是調(diào)度自動(dòng)化工作的目標(biāo)，也是調(diào)度自動(dòng)化作用于電網(wǎng)運(yùn)行的方向電網(wǎng)地理分布遼闊，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，已成為人類制造的最復(fù)雜的系統(tǒng)之一要管理如此龐大的系統(tǒng)，僅依靠一次

8、設(shè)備和繼電保護(hù)已不能完全滿足電網(wǎng)的安全運(yùn)行。在美加大停電后，各國都加強(qiáng)了電網(wǎng)管理，強(qiáng)調(diào)統(tǒng)一調(diào)度，力圖通過調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的重要作用來提高電網(wǎng)的安全運(yùn)行水平。南網(wǎng)方略的戰(zhàn)略目標(biāo)是打造經(jīng)營型、服務(wù)型、一體化、現(xiàn)代化的國內(nèi)領(lǐng)先、際著名企業(yè)，而以調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)提高電網(wǎng)運(yùn)行控制能力和調(diào)度管理水平，是推進(jìn)現(xiàn)代化的重要舉措，也是南網(wǎng)逐步實(shí)現(xiàn)國內(nèi)領(lǐng)先、國際著名的重要舉措之一。這種形勢下，我們的調(diào)度自動(dòng)化概念和工作思路需要有進(jìn)一步的擴(kuò)展。首先，從調(diào)度所需所求的角度出發(fā)，完善一、二次設(shè)備運(yùn)行工況等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，加強(qiáng)告警信息的聲光告警功能維護(hù)，使調(diào)度員及時(shí)正確判斷故障，縮短故障搶修時(shí)間，尤其某些預(yù)警信號(hào)如遙測越限、設(shè)備異

9、常、線路接地等的告警提示，使調(diào)度員能提前發(fā)現(xiàn)故障隱患，及時(shí)處理，避免開關(guān)和繼電保護(hù)“正確動(dòng)作”的發(fā)生，防患于未然；其次，加緊ems系統(tǒng)pas軟件的建設(shè)和應(yīng)用，為調(diào)度員的事故演習(xí)和業(yè)務(wù)培訓(xùn)提供支持，減輕調(diào)度員的工作負(fù)擔(dān)，提高電能質(zhì)量，并將高級(jí)應(yīng)用功能拓展到電網(wǎng)規(guī)劃，為電網(wǎng)建設(shè)提供分析數(shù)據(jù)；最后，保持調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)健運(yùn)行，提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和遠(yuǎn)動(dòng)裝置運(yùn)行率。做好調(diào)度自動(dòng)化內(nèi)部的技術(shù)和維護(hù)工作，調(diào)度緊盯住電網(wǎng)運(yùn)行和調(diào)度自動(dòng)化發(fā)揮作用的基礎(chǔ)。調(diào)度自動(dòng)化作為一個(gè)系統(tǒng)，存在很大的發(fā)展需求和改進(jìn)的空間。站端的自動(dòng)化設(shè)備，經(jīng)歷了rtu、雙機(jī)雙網(wǎng)階段，本質(zhì)上仍未擺脫數(shù)據(jù)“轉(zhuǎn)發(fā)”的局面，存在自動(dòng)化備用設(shè)備工況不能

10、確定和中間環(huán)節(jié)故障較多等不足，主站系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享、安全防護(hù)等需求越來越迫切。這些在發(fā)展中出現(xiàn)的問題，促使我們對調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)備功能和需求不斷深入研究和探索。三、電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展存在的問題：安全隱患問題 在過去的3年里，省內(nèi)外都出現(xiàn)過因調(diào)度自動(dòng)化的問題而導(dǎo)致電網(wǎng)事故的現(xiàn)象，前車之鑒使我們對調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的安全性認(rèn)識(shí)更深刻。我們存在安全風(fēng)險(xiǎn)的方面主要有：（1）主站系統(tǒng)失靈超過1h；（2）設(shè)備檢修（調(diào)試）工作造成誤遙控； （3）在特殊日子里因誤遙信、誤遙測導(dǎo)致調(diào)度員誤判斷、誤調(diào)度。鑒于以上問題，我們將調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的雙機(jī)故漳列為電網(wǎng)運(yùn)行的十大風(fēng)險(xiǎn)之一，并采取制定、完善ems系統(tǒng)黑啟動(dòng)預(yù)案和純ms系統(tǒng)事故預(yù)案，定期進(jìn)行預(yù)案的演習(xí)，購買系統(tǒng)設(shè)備的服務(wù)，購買必要的系統(tǒng)設(shè)備，加強(qiáng)備品備件管理等方法來降低主站系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)，加強(qiáng)安全意識(shí)教育，加強(qiáng)檢修工作的監(jiān)護(hù)，開展執(zhí)行自動(dòng)化機(jī)房工作票和操作票制度等方法力爭杜絕以上這些安全隱患，并建議領(lǐng)導(dǎo)思考提高調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)抵抗自然災(zāi)