現(xiàn)代電網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)(調(diào)度自動(dòng)化第十一節(jié))

現(xiàn)代電網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)(調(diào)度自動(dòng)化第十一節(jié))目錄電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化概述電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的基本功能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的高級(jí)應(yīng)用調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的安全防護(hù)01電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化概述定義調(diào)度自動(dòng)化是指利用計(jì)算機(jī)、通信、控制等先進(jìn)技術(shù)，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、分析和控制，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)運(yùn)行的一系列技術(shù)措施。作用調(diào)度自動(dòng)化是現(xiàn)代電網(wǎng)運(yùn)行的重要組成部分，它能夠提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，提高供電質(zhì)量和可靠性，減少停電時(shí)間和范圍，提高客戶滿意度。調(diào)度自動(dòng)化的定義與作用

調(diào)度自動(dòng)化的發(fā)展歷程第一階段人工調(diào)度階段。此階段主要依賴人工經(jīng)驗(yàn)和判斷進(jìn)行調(diào)度操作，缺乏科學(xué)性和準(zhǔn)確性。第二階段計(jì)算機(jī)輔助調(diào)度階段。此階段開始引入計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了部分自動(dòng)化功能，如自動(dòng)發(fā)電控制、自動(dòng)電壓控制等。第三階段調(diào)度自動(dòng)化階段。此階段實(shí)現(xiàn)了全面的自動(dòng)化功能，包括實(shí)時(shí)監(jiān)控、自動(dòng)發(fā)電控制、自動(dòng)電壓控制、自動(dòng)頻率控制、自動(dòng)無功補(bǔ)償?shù)?。調(diào)度自動(dòng)化的核心技術(shù)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（SCADA）該技術(shù)是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控的基礎(chǔ)，能夠?qū)崟r(shí)采集電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)電網(wǎng)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視和控制。自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）該技術(shù)能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組的出力，維持電網(wǎng)頻率和電壓的穩(wěn)定。自動(dòng)電壓控制（AVC）該技術(shù)能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)電網(wǎng)中的無功功率，維持電壓的穩(wěn)定和優(yōu)質(zhì)。能量管理系統(tǒng)（EMS）該技術(shù)是對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行全面管理和優(yōu)化的高級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)，包括狀態(tài)估計(jì)、安全分析、經(jīng)濟(jì)調(diào)度等功能。02電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的基本功能通過遠(yuǎn)程終端單元（RTU）或智能電子設(shè)備（IED）采集電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，包括電壓、電流、功率、頻率等。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、壓縮、轉(zhuǎn)換等處理，以滿足不同應(yīng)用需求。數(shù)據(jù)處理通過人機(jī)界面（HMI）對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，并可通過控制指令對(duì)電網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。監(jiān)視與控制數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制03自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）通過調(diào)節(jié)機(jī)組出力，使實(shí)際發(fā)電功率與計(jì)劃值保持一致，以滿足負(fù)荷需求并保持系統(tǒng)頻率穩(wěn)定。01負(fù)荷預(yù)測根據(jù)歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)、天氣預(yù)報(bào)等因素，預(yù)測未來一段時(shí)間內(nèi)的負(fù)荷需求。02發(fā)電計(jì)劃制定根據(jù)負(fù)荷預(yù)測結(jié)果和機(jī)組運(yùn)行狀況，制定發(fā)電計(jì)劃，包括開機(jī)組合、出力分配等。自動(dòng)發(fā)電控制交換功率控制通過調(diào)節(jié)聯(lián)絡(luò)線的交換功率，實(shí)現(xiàn)區(qū)域間的經(jīng)濟(jì)調(diào)度和功率平衡。經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配根據(jù)各機(jī)組的運(yùn)行成本和出力特性，將負(fù)荷需求經(jīng)濟(jì)地分配給各機(jī)組，以降低運(yùn)行成本。水火電協(xié)調(diào)在含有水電和火電的系統(tǒng)中，通過協(xié)調(diào)水電和火電的運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置和經(jīng)濟(jì)效益最大化。經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制根據(jù)實(shí)時(shí)量測數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，估計(jì)電網(wǎng)的當(dāng)前狀態(tài)，包括節(jié)點(diǎn)電壓、支路潮流等。狀態(tài)估計(jì)安全約束調(diào)度預(yù)想事故分析在考慮電網(wǎng)安全約束的條件下進(jìn)行調(diào)度決策，如線路傳輸容量限制、節(jié)點(diǎn)電壓限制等。對(duì)電網(wǎng)中可能發(fā)生的預(yù)想事故進(jìn)行分析和評(píng)估，制定相應(yīng)的預(yù)控措施和緊急處理方案。030201安全分析03電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的高級(jí)應(yīng)用基于電網(wǎng)的物理連接關(guān)系，自動(dòng)識(shí)別網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，為其他高級(jí)應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。拓?fù)浞治龈鶕?jù)量測數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，估計(jì)電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，包括節(jié)點(diǎn)電壓、支路潮流等。狀態(tài)估計(jì)在給定電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)條件下，計(jì)算電網(wǎng)的潮流分布，以評(píng)估電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)和安全性。潮流計(jì)算網(wǎng)絡(luò)分析遙測數(shù)據(jù)校驗(yàn)對(duì)采集到的遙測數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，剔除不良數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。網(wǎng)絡(luò)可觀測性分析分析電網(wǎng)的可觀測性，確定狀態(tài)估計(jì)所需的最少量測點(diǎn)配置。狀態(tài)估計(jì)算法采用最小二乘法、加權(quán)最小二乘法等算法，對(duì)電網(wǎng)狀態(tài)進(jìn)行估計(jì)，得出節(jié)點(diǎn)電壓、支路潮流等運(yùn)行狀態(tài)量。狀態(tài)估計(jì)分析負(fù)荷的歷史數(shù)據(jù)，提取負(fù)荷變化的規(guī)律性和周期性特征。負(fù)荷特性分析基于負(fù)荷特性分析結(jié)果，建立負(fù)荷預(yù)測的統(tǒng)計(jì)模型或人工智能模型。預(yù)測模型建立對(duì)負(fù)荷預(yù)測結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，包括誤差分析、準(zhǔn)確率等指標(biāo)，以不斷優(yōu)化預(yù)測模型。預(yù)測結(jié)果評(píng)估負(fù)荷預(yù)測123在電網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)設(shè)置電壓監(jiān)測點(diǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)測節(jié)點(diǎn)電壓水平。電壓監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置根據(jù)電壓監(jiān)測結(jié)果和電網(wǎng)無功分布狀況，制定無功優(yōu)化策略，包括無功補(bǔ)償設(shè)備的投切、發(fā)電機(jī)無功出力的調(diào)整等。無功優(yōu)化策略制定通過調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)下發(fā)控制指令，實(shí)現(xiàn)無功優(yōu)化策略的自動(dòng)執(zhí)行，以維持電網(wǎng)電壓在合格范圍內(nèi)。自動(dòng)電壓控制實(shí)施自動(dòng)電壓控制04調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)調(diào)度中心的硬件組成用于存儲(chǔ)和處理各種數(shù)據(jù)，提供高效、可靠的計(jì)算服務(wù)。為調(diào)度員提供人機(jī)交互界面，實(shí)現(xiàn)各種監(jiān)控和操作功能。構(gòu)建調(diào)度中心內(nèi)部局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和通信。如打印機(jī)、繪圖儀等，用于輸出報(bào)表、圖形等。服務(wù)器工作站網(wǎng)絡(luò)設(shè)備專用設(shè)備操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)人機(jī)交互界面應(yīng)用軟件調(diào)度中心的軟件組成01020304提供基本的計(jì)算機(jī)資源管理功能，如進(jìn)程管理、內(nèi)存管理等。用于存儲(chǔ)和管理各種數(shù)據(jù)，提供高效的數(shù)據(jù)訪問和處理服務(wù)。為調(diào)度員提供直觀、易用的操作界面，實(shí)現(xiàn)各種監(jiān)控和操作功能。實(shí)現(xiàn)各種具體的調(diào)度功能，如負(fù)荷預(yù)測、發(fā)電計(jì)劃制定、安全校核等。數(shù)據(jù)通信遠(yuǎn)動(dòng)控制信息交互安全防護(hù)調(diào)度中心與廠站的聯(lián)系通過電力數(shù)據(jù)網(wǎng)或?qū)Ｓ猛ǖ溃瑢?shí)現(xiàn)調(diào)度中心與廠站之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸。調(diào)度中心與廠站之間進(jìn)行信息交互，包括計(jì)劃、指令、報(bào)表等。調(diào)度中心通過遠(yuǎn)動(dòng)裝置對(duì)廠站設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和調(diào)節(jié)。采取一系列安全防護(hù)措施，確保調(diào)度中心與廠站之間通信的安全性和可靠性。05調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信是指通過傳輸媒介，在數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)宿之間建立數(shù)據(jù)傳輸通路，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸與交換。數(shù)據(jù)通信的定義數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)宿、傳輸媒介、通信控制設(shè)備等組成。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的組成數(shù)據(jù)通信的基本方式包括并行通信和串行通信兩種。數(shù)據(jù)通信的基本方式數(shù)據(jù)通信的基本概念遠(yuǎn)動(dòng)通信規(guī)約的分類遠(yuǎn)動(dòng)通信規(guī)約可分為循環(huán)式遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約和問答式遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約兩種。遠(yuǎn)動(dòng)通信規(guī)約的應(yīng)用遠(yuǎn)動(dòng)通信規(guī)約在電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集的重要基礎(chǔ)。遠(yuǎn)動(dòng)通信規(guī)約的定義遠(yuǎn)動(dòng)通信規(guī)約是遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了數(shù)據(jù)傳輸?shù)母袷健⑺俾?、同步方式、校?yàn)方式等。遠(yuǎn)動(dòng)通信規(guī)約調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的建設(shè)目標(biāo)是構(gòu)建一個(gè)高速、可靠、安全的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，滿足電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化和遠(yuǎn)程監(jiān)控的需求。調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的建設(shè)目標(biāo)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的技術(shù)架構(gòu)包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全等方面。調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的技術(shù)架構(gòu)隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)將朝著更高速度、更大容量、更加智能化的方向發(fā)展，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)安全問題也將越來越受到重視。調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的發(fā)展趨勢調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展06調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的安全防護(hù)確保電力系統(tǒng)和調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的安全性，防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和攻擊。安全性原則保護(hù)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的機(jī)密性，防止信息泄露和非法獲取。保密性原則保證系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的完整性，防止未經(jīng)授權(quán)的修改和破壞。完整性原則確保系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的可用性，防止拒絕服務(wù)攻擊和故障導(dǎo)致系統(tǒng)不可用?？捎眯栽瓌t電力系統(tǒng)安全防護(hù)的基本原則采用物理隔離或邏輯隔離技術(shù)，將調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)與其他網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行隔離，防止外部攻擊和病毒傳播。網(wǎng)絡(luò)隔離身份認(rèn)證訪問控制數(shù)據(jù)加密對(duì)用戶進(jìn)行身份認(rèn)證，確保只有授權(quán)用戶才能訪問系統(tǒng)，防止非法訪問和攻擊。對(duì)用戶的訪問權(quán)限進(jìn)行控制，防止用戶越權(quán)訪問和操作，確保系統(tǒng)的安全性。對(duì)重要數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理，確保數(shù)據(jù)在傳輸和存儲(chǔ)過程中的機(jī)密性和完整性。調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的安全防護(hù)策略入侵檢測技術(shù)采用入侵檢測技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中的異常流量和行為，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處置潛在的安全威脅。漏洞