底層電網(wǎng)調(diào)度自動化概念設(shè)計

摘 要 本文結(jié)合國家、行業(yè)相關(guān)標準，針對底層電網(wǎng)特征，進行調(diào)度自動化的建設(shè)目標、設(shè)計范圍與原則的分析，從而提供一套完整的設(shè)計概念，解決底層電網(wǎng)標準認知不同而導(dǎo)致的運行差異化問題。

關(guān)鍵詞 電力工程；電網(wǎng)調(diào)度；調(diào)度自動化

0 引言

隨著電力事業(yè)的發(fā)展與先進科學技術(shù)在電力領(lǐng)域的應(yīng)用，我國電網(wǎng)調(diào)度自動化領(lǐng)域取得了長足的發(fā)展。電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)已經(jīng)成為電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行中最為重要的條件之一。隨著調(diào)度自動化系統(tǒng)的內(nèi)涵和外延持續(xù)地變化，調(diào)度自動化專業(yè)正面臨著新發(fā)展要求。以少數(shù)110kV為主要節(jié)點，以35kV為主要網(wǎng)絡(luò)的底層電網(wǎng)，由于處在設(shè)備運行的最低端，對電網(wǎng)調(diào)度自動化的概念存在不同的曲解。本文通過對國家及行業(yè)標準的研究與解讀，設(shè)計出一套完整的電網(wǎng)調(diào)度自動化設(shè)計框架。

1 設(shè)計目標設(shè)定

在設(shè)計當中應(yīng)確認現(xiàn)有設(shè)計水平，并對未來技術(shù)水平進行展望。設(shè)計范圍應(yīng)當確立為：更新改造調(diào)度自動化系統(tǒng)主站，具備完善的SCADA功能外，滿足調(diào)度自動化系統(tǒng)Web發(fā)布功能，及與MIS網(wǎng)之間物理隔離功能；增加高級應(yīng)用系統(tǒng)功能（網(wǎng)絡(luò)拓撲、狀態(tài)估計、調(diào)度員潮流、短期負荷預(yù)測、短路電流計算、無功電壓優(yōu)化、靜態(tài)安全分析等）。

2 網(wǎng)架前瞻性調(diào)查

電網(wǎng)調(diào)度自動化的設(shè)計在現(xiàn)今運行狀態(tài)下，必然是對原有設(shè)施設(shè)備的升級，而非是平地高樓似地建設(shè)。因此在設(shè)計前必須對電網(wǎng)舊有狀況進行全面調(diào)查。例如調(diào)查現(xiàn)運行電網(wǎng)110kV變電站數(shù)量，35kV變電站及開關(guān)站數(shù)量及運行情況。調(diào)度通信主要通信方式（光纖為主，載波、有線、衛(wèi)星等主備用通道情況）。調(diào)度自動化通信網(wǎng)改造轄內(nèi)的所有變電站（含開關(guān)站）、供電所光纖通信情況需單獨做出說明全部變電站（含開關(guān)站）的圖像監(jiān)控運行情況的調(diào)查和說明也應(yīng)同時開展。

3 電網(wǎng)建設(shè)及發(fā)展調(diào)查

電網(wǎng)的發(fā)展有主動及被動兩個推動力：國家政策為引導(dǎo)的大基礎(chǔ)性建設(shè)與用戶負荷需求為推動的營銷需求建設(shè)。在制定設(shè)計時應(yīng)當對國家政策規(guī)劃與本系統(tǒng)規(guī)劃有充分了解；同時對電網(wǎng)內(nèi)大客戶發(fā)展情況及潛在需求做出預(yù)判。具體需要調(diào)查出新建110kV變電站、增容改造變電站情況，總?cè)萘壳闆r，總負荷情況，扣除專用變電站供電負荷和小火電、小水電以35kV及以下電壓供電用戶負荷后，

計算出電網(wǎng)變電站供電負荷。現(xiàn)有調(diào)度自動化系統(tǒng)存在的主要問題應(yīng)當詳細闡述。目前一般底層調(diào)度自動化系統(tǒng)只具備基本的SCADA功能，已不能滿足現(xiàn)在的電網(wǎng)飛速發(fā)展，調(diào)度自動化系統(tǒng)更新改造的功能要急需更新調(diào)度自動化主站系統(tǒng)，除了基本的SCADA功能以外還需以下功能：網(wǎng)絡(luò)拓撲、狀態(tài)估計、調(diào)度員潮流、負荷預(yù)測、短路電流計算、無功電壓優(yōu)化、靜態(tài)安全分析。

4 運行的硬件、軟件、功能配置的調(diào)查

4.1 硬件設(shè)備

系統(tǒng)基于通訊的運行形式與硬件的型號與種類、服役年限等，具體為：調(diào)度自動化主服務(wù)器及附屬設(shè)備、WEB服務(wù)器及附屬設(shè)施、調(diào)度工作站、 前置機、維護工作站、遠動終端：25座綜合自動化站；

通信設(shè)施種類調(diào)查如：通道機、網(wǎng)絡(luò)交換機、天文時鐘1臺、終端服務(wù)器臺數(shù)及運行情況等。

4.2 軟件組成

服務(wù)器采用操作系統(tǒng)、調(diào)度員工作站（維護工作站、前置機）采操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件采用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫

4.3 基本功能

1）遙測：系統(tǒng)可以遙測到各變電站主變及進出線的有功功率、無功功率、母線電壓及進出線電流等參數(shù)，并可以在一次接線圖上對位顯示，可以按用戶要求將所選數(shù)據(jù)自動存盤，能夠按用戶需要設(shè)定公式并自動計算；2）遙信：遙信內(nèi)容包括斷路器位置信號、保護動作信號、事故跳閘總信號、單元裝置異常信號、通道故障信號等；3）遙控：通過本系統(tǒng)的遙控功能，可以在調(diào)度室對變電站的斷路器、電動刀閘、主變檔位進行遠方控制，執(zhí)行遙控操作前需先進行預(yù)控，經(jīng)反校無誤后，才能執(zhí)行遙控，以提高遙控操作的可靠性。調(diào)度軟件通過設(shè)置口令限制遙控的操作權(quán)限，以增強操作安全性；4）顯示功能：系統(tǒng)具有較強的圖形顯示功能，可顯示和編輯地理接線圖、線路運行工況圖、電壓棒圖、餅圖、報表、曲線、潮流及各個變電站的一次接線圖等，在相應(yīng)圖上可顯示出遙測、遙信的實時數(shù)據(jù)，遙信變位可在報警區(qū)顯示出詳細的報警信息；5）打印功能：利用本系統(tǒng)可編制不同形式的報表，可直接從數(shù)據(jù)庫調(diào)用數(shù)據(jù)，也可將數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行整理、計算、匯總后把計算結(jié)果打印出來，能定時和召喚打印各種報表、遠動參數(shù)和SOE信息等；6）數(shù)據(jù)處理：在正常情況下，上送的各種數(shù)據(jù)經(jīng)前置機、服務(wù)器計算處理后，根據(jù)需要將數(shù)據(jù)發(fā)送到各個工作站，供調(diào)度及其它有關(guān)人員監(jiān)視，在整點及5分鐘點情況下，主機將收集到的數(shù)據(jù)除傳往其它工作站外，對收集到的數(shù)據(jù)進行分類匯總，并將數(shù)據(jù)存放到數(shù)據(jù)庫中，存儲的數(shù)據(jù)隨時可以調(diào)閱、修改、打印、分析等。為保證主機和終端機時鐘的一致性，通道管理機上裝有天文時鐘，定時對主站及分站端自動校對；7）通道：在通道方面，采用光纖、衛(wèi)星、電力載波、擴頻、音頻電纜等多種通信方式，因地制宜，取長補短，使大

部分站實現(xiàn)了多通道通信，有效地保證了數(shù)據(jù)的正常傳輸。目前底層電網(wǎng)變電站單元之間使用RS485總線方式傳輸，節(jié)點堵塞總線現(xiàn)象，為了避免此類現(xiàn)象發(fā)生應(yīng)在新建和改造變電站時采取單元于中央處理器之間采用雙太網(wǎng)、雙中央處理器形式實現(xiàn)的雙通訊方案；8）雙機熱備：整個主站系統(tǒng)前置機、服務(wù)器均采用雙機熱備形式，確保系統(tǒng)的運行可靠性；9）調(diào)度自動化系統(tǒng)的配置及備品備件需求

5 集控站設(shè)計

集控站的設(shè)計與建設(shè)應(yīng)當根據(jù)電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃遵循通信和調(diào)度自動化系統(tǒng)與電網(wǎng)同步建設(shè)的原則。集控站站端設(shè)備配置應(yīng)包含有高性能，工業(yè)級電腦，配套打印機及語音系統(tǒng)。

隨著現(xiàn)有電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展及負荷增加情況，底層電網(wǎng)逐漸轉(zhuǎn)向110kV主網(wǎng)架。負荷增加必然帶來數(shù)據(jù)流增加及對高穩(wěn)定性的要求，必然進一步加大調(diào)度員的工作量。集控站的運行應(yīng)當考慮35kV變電站站內(nèi)10kV線路、電容投退、主變調(diào)檔等權(quán)力下發(fā)給集控站，以調(diào)度為中心三個集控站為基點，110kV變電站為骨干構(gòu)筑電網(wǎng)，從而減輕調(diào)度員的勞動強度。

6 附加功能

調(diào)度員培訓模擬（DTS）系統(tǒng)是進行調(diào)度員運行操作、事故處理模擬培訓和電網(wǎng)在線穩(wěn)定分析研究、反事故演習的重要技術(shù)手段。因此，其建設(shè)和應(yīng)用工作在一些網(wǎng)、省調(diào)中得到了較好的開展。目前，已經(jīng)建成DTS系統(tǒng)的網(wǎng)、省調(diào)有29家，其中由國內(nèi)廠家提供的系統(tǒng)有23家，占已建系統(tǒng)的79.3%。上述系統(tǒng)中取得了較好應(yīng)用效果的約有20家，約占已建系統(tǒng)2/3。另外，DTS系統(tǒng)還在部分地調(diào)中得到了初步應(yīng)用。

電能量計量（TMR）系統(tǒng)在發(fā)電廠上網(wǎng)電量結(jié)算和省間、大區(qū)間電量結(jié)算以及生產(chǎn)統(tǒng)計、考核等方面發(fā)揮了重要的作用。底層電網(wǎng)由于存在多電源點接入的問題，因此在該系統(tǒng)方向的開發(fā)商應(yīng)當投入一定設(shè)計精力。

7 結(jié)論

底層電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)概念設(shè)計，應(yīng)在對本地電網(wǎng)實際運行情況充分調(diào)查的基礎(chǔ)上，分析電力系統(tǒng)特點、運行需要和通信通道運行要求的基礎(chǔ)上，提出調(diào)度自動化系統(tǒng)的設(shè)計目標，闡述功能要求、技術(shù)指標、遠動信息內(nèi)容和信息傳輸網(wǎng)絡(luò)，重點在于解決“四遙”及人機聯(lián)系設(shè)計問題。

參考文獻

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[3]電力行業(yè)標準.縣級電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)實用化驗收細則.

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