电力系统综合解决方案,调度自动化系统促进智

作者:企业仪器仪表

智能化越来越盛行的现在,很多行业都朝着智能化方向发展。电网行业也不例外,为保证电网的安全发展,电网公司建设了智能电网调度自动化系统,提高电网的工作效率。  随着新能源渗透率越来越高,分布式电源技术日渐成熟,区域电网互联更加紧密,电网总的体量极其庞大,传统的电网管理技术渐渐难以满足新形势下对电网安全及效率的要求,世界各国均提出智能电网的概念,以物理电网为基础,通过采用先进的测量技术、通信技术、计算机技术、控制技术保证电网安全运行,提高电网总体效率。调度自动化系统是电网中保证电网运行安全可靠的控制部分,建设智能电网要求调度自动化系统向智能化方向发展。  1、智能电网调度自动化功能  1.1实时信息采集功能  智能调度自动化的实时信息采集部分通过广域测量技术,利用PMU全面测量电网各节点的电压、相位、功率及开关量等多种参量,同时也会收集电厂相关设备的运行数据(如煤耗、脱硫、烟气、供热等)以及并非电力系统的参量但对电力系统运行会产生相当影响的气温、雷暴、降水、风力等数据,为综合分析电网运行状态提供海量数据支撑。  1.2分析与评估功能  智能电网调度系统的分析与评估部分在正常运行时,应该可以辅助调度员更清晰的了解电网运行状况,采用可视化技术,将对调度员提供电网实时运行情况,包含设备备用容量及运行情况,符合分布状况,电网静态稳定性分析、大电网运行潜力分析、电网运行方式安排,保护及安全自动装置的整定计算、对低频振荡的监视与告警。对电网故障的智能告警等。同时也应提供教学培训功能如专业及调度人员的培训和考核、反事故演习等。在发生故障时,由于以下四个原因要求智能调度自动化系统分析与评估部分能够协调系统安全与经济给出故障处理及恢复决策方案建议。  1)发生故障时系统运行参数迅速变化给调度员施加很大压力;  2)国外有研究显示,当调度员承受的压力超过临界值后其反应速度会急剧下降;  3)有经验的调度员退休或变更岗位导致在调度系统内工作经验无法完全传承下去;  4)个体差异导致值班调度员的技能水平会有波动。  1.3调控及管理功能  调控功能是指调整控制电网的运行方式,包含对分布式能源的调度、用电负荷控制、自动发电控制、小水电及新能源并网控制、无功电压控制、电网频率控制、二次设备控制、新设备启动控制等。管理功能指通过计算机及网络技术对电力系统中众多的调度生产资料及管理资料(如:供用电计划、风力预测、水情预报、负荷预测、检修计划管理、并网协议管理、网站管理及信息发布、电网原始参数管理、检修计划管理、发电计划、辅助服务管理、网损管理、运行值班管理、电网前期管理以及其他各种统计报表管理等)进行统一管理,避免信息孤岛的产生,提高管理效率,为各种决策提供全面信息参考。  2、我国调度自动化系统现状  我国电网调度自动化系统历经六十多年的发展,在方法研究和实践应用两方面均获得了巨大的进步,有效地推动了我国电力系统自动化的发展,电网调度自动化系统已经成为我国电网安全稳定运行的核心之一。  2.1远动技术的飞速发展  随着远动技术的不断发展以及计算机网络水平的提高,我国电网调度自动化系统地发展经历了质的变化,从功能单一的远动遥测装置发展到当前的多功能智能化微机远动系统;产品的普及度和稳定性、信息的准确性和完整性大大提高。如今我国110kV以上变电站、大部分35kV变电站以及各种类型的发电厂都配备了相应的调度自动化系统。  2.2科研水平令人瞩目  我国科研人员对调度自动化系统的研发过程大致经历了两个阶段:从早期引进国外优秀产品以及吸收、学习国外先进技术到如今自主研发适合我国电网运行特点的调度自动化系统。目前我国在电力系统远动和自动化专业的人才储备方面,已达到国际先进水平,逐渐形成了以高等院校、电力科研所院及企业研发为核心的优秀科研队伍,涌现出了一批创新能力显著的电力企业。国内开发的许多调度自动化系统在功能和性能方面已经进入世界先进行列,并且在很多方面取得了大幅度的突破。例如,南瑞公司研制的OPEN-3000系统率先采用了IEC61970组件参考模型,实现了IEC61970CIS的接口设计,支持多上下文、在U-NIX和PC平台上均可运行,并且能够在不同UNIX服务器上任意混合操作;科东公司开发的CC-2000A电网调度自动化系统该系统首次采用了基于SOA的调度自动化设计,除了具有常规的数据采集、SCA-DA、AGC、DTS功能之外还具备了数据整合与共享以及一体化设计、多平台混合运行、多时序并发控制等特点。以上这些系统已通过电网实用性试验在实际应用中发挥着重要功能。据统计,截止2012年全国现有320多个地调,其中99%都使用了计算机监控系统,94%通过了实用化验收;70%的调度自动化系统载入了网络潮流计算、电力系统状态估计、负荷预测等应用功能,其中,36%在实际应用中取得了良好的效果,为所属网站带来了优异的经济效益。  2.3运行管理达到了较高水平  调度自动化系统在我国的飞速发展加快了电网运行管理的科学化进程。各级电网为加强系统的运行管理,认真制订了一系列相关的规章制度和考核方法。这些规章制度的正确实施有利于各部门之间明确分工,提升调度人员的工作效率,为调度人员能够正确、及时地做出决策提供了保障,增强了调度自动化系统的运行管理水平。  3、智能电网下调度自动化系统建设原则与要求  3.1建设原则  目前,智能电网下的调度自动化系统建设仍处于初级阶段,各国也在结合本国国情探索适合自身的调度自动化设计方法。我国的调度自动化水平与发达国家仍存在一定的差距,所以对智能电网下调度自动化的建设提出了更高的要求。构建智能电网下调度自动化系统原则如下:  1)系统必须是具有领先技术水平的三代及以上系统,优先考虑系统的安全性,同时兼顾系统的经济适用性以及兼容性。  2)调度主站采用双机双网冗余配置,以光纤通信为主要通信方式,以载波或电缆通信为备用通信方式。  3)系统要有标准的接口,支持其他应用软件的接入,包括监控系统、安防系统等。  4)在传统“四遥”,即遥测、遥信、遥控、遥调意义的基础上,考虑增设遥视功能。  5)要充分保证系统的安全性、完整性与可靠性。  3.2建设要求  智能电网下调度自动化系统建设要充分考虑系统的安全性、可靠性、实用性等,要能够把先进的技术嵌入到系统中,既要操作方便,又要便于维护,具体要求如下:  3.2.1安全性和可靠性  安全性与可靠性是系统建设的首要要求。安全性要求系统采用安全的分区,必要时设置硬件防火墙、软件防火墙及相应的数据隔离装置,保证不同的系统、不同的功能在自己分区范围内实现;系统可靠性要求对系统所用硬件设备及软件功能要超前配置,对系统实行双机双网双电源等的冗余配置,提高系统的运行率和可靠性[7]。  3.2.2开放性和可扩展性  系统应遵循国际IEC61970标准,采用通用的操作系统及数据库技术,駣用大众的通信协议,以便系统能够满足多种系统和软件的接入,并且对于系统的重建或升级改造都能够提供很好的支撑。  3.2.3先进性和实用性  在系统的选型上既要满足于系统实用化的要求,由要具有友好的界面、图模一体化功能、方便用户使用,符合自动化系统设计的各项指标。同时,选择一些较高配置的硬件,保证先进性。  3.2.4灵活性和易维护性  系统功能要灵活方便,硬件配置要能够“即插即用”,软件要能够方便安装与使用。系统的维护上面又能做到易学易用,面对对象,直观方便的去维护系统的运行。  3.2.5实时性和共享性  系统应能够实时保存数据到内存中,同时又能分布实现其他计算功能。在数据的使用上面,既能满足实时数据库的调用、查询,又能满足历史数据库的统、计、计算。能够在不同安全区域内,通过有效的控制手段,实现系统与系统之间数据的共享,可根据情况灵活的调配使用系统资源。  4、结语  智能调度自动化系统是智能电网中不可或缺的环节,经过多年的发展,我国电网调度自动化系统发生了巨大的进步,但仍与发达国家存在一定的差距,这对我国智能调度自动化的建设突出了更高的要求。构建智能电网下调度自动化系统必须坚持一定的原则与要求,充分考虑系统的安全性、可靠性、实用性. 标签: 服务器 自动化

在现代化的电力系统中,随着计算机技术和网络通信技术的快速发展,电力系统自动化建设发展越加完善,尤其是在电力系统监控和电力调度自动化系统中,广泛采用了最新的计算机技术、通讯技术和图像处理等技术。借助当今计算机的强大快速综合处理能力,实施对大电网运行管理的计算机监控,实现对投入系统运行的发电厂进行遥测、遥控、遥信、遥调,并进行统一的调度管理,密切监视大电网运行,使电力系统能够安全、经济、稳定的运行。 从八十年代以后,我国电网调度自动化系统发展非常迅速,整体功能和设备水平有很大程度提高,特别是从九十年代开始,电力调度自动化系统、电力监控系统,已从80年代的封闭式、集中式系统向开放式、分布式、集散式的集成系统发展,在保证电网安全、可靠、经济运行方面发挥了重要作用,已成为我国各级调度部门指挥电网稳定、可靠、长久运行不可缺少的重要方法和必要手段,同时也为我国的电力系统提供了稳定、可靠的解决方案。随着现代社会生活的快速发展,日益剧增的电能需求已促使电力系统进入了一个大机组、大电网和超高压时代,电网结构日趋复杂化,系统越来越庞大。同时,电力工业的迅速发展已促使越来越多的大容量或超大容量的发电机组投入电网中运行,使发电厂出力不断提高,大型发电厂在现代电网中发挥着重要作用。电站计算机监控系统是电力调度自动系统中的组成部分之一,全面监视、监测、控制厂站发电设备,是集通信技术、控制技术和计算机技术为一体的综合自动化系统,并随时将发电厂的运行情况,以遥信的信息方式送往调度中心,并同时接收调度中心的调度管理信息。另外,发电厂计算机监控系统对稳定发电厂生产过程,合理、经济的安排生产,提高劳动生产率,改善生产环境,减轻体力劳动等多方面,都有十分显著的经济效益和社会效益。因此,厂站计算机监控系统的开发、研制和生产已受到各国电力公司的高度重视,不仅在计算机软、硬件上得到更新换代,而且在监控功能方面进行功能扩展。目前国内外电厂计算机监控系统多采用国际上流行的分布式开放系统结构,系统软件为多任务实时操作系统,从而保证监控系统结构的合理性、易扩性和可靠性,使其充分发挥集测量、控制、保护、通信综合自动化的作用,也为我国提供了适合自身发展的监控系统。一般情况下,对于电站的计算机监控系统和电力调度系统,数据量都大,可靠性要求也高,有的还需要实时性,所以必须采用以计算机为主的监控系统才能满足要求,一般采用分层分布开放式系统结构,该系统是把电厂的各项功能,按分层分布处理的原则由功能模块和接口模块所组成计算机分布系统,使得整个系统能够统一协调,合理分工和处于最佳运行的状态;系统经过计算机监控后,通过一些编制的控制程序,根据电网调度中心给定的总功率,电站合理地在机组间分配有功及无功功率,使机组在最佳功率下,安全经济运行,同时实现了全厂房无人值班,由上层工作站微机进行监控管理,实现电力的调度和有效控制。整个系统功能主要有如下几点:1. 数据采集与通讯2. 显示与监视3. 故障诊断与报警4. 自动发电控制5. 自动电压控制6. 机组和断路器的控制7. 事故顺序记录8. 水流量计算9. 培训仿真等其中的几点是非常重要的:1)数据采集:对电厂生产过程的各种数据量、模拟量、状态量等进行自动采集,并把采集的数据进行自动整理。2)数据处理:根据各种工况的要求和工作模式,对所采集的数据进行计算,按照各程序进行控制、监视、定值给定和最佳运行。3)数据通讯:与调度中心或控制中心进行数据通讯,把电厂运行状态参数传送给调度中心相关人员。因此,这种分布开放式系统可完全满足高效率、高利用率、最大灵活性、良好的兼容性以及安全可靠和抗干扰能力强的要求。研祥作为国内最大的嵌入式产品研发、生产和销售为一体的高科技公司,其产品在电力领域应用是非常广阔的;其生产的高可靠性、稳定性的工控机产品,可以使用在电力系统调度、电力机房监控、无人职守的变电站监控、通讯控制等相关控制系统中,给国内的电力系统提供了良好的核心控制产品,提高了整个系统的自动化水平和安全性。例如,在110KV变电站综合自动化系统中,就采用了研祥的工控计算机作为管理控制主机,同时结合相应的通讯模块,实现该变电站的自动化运行,系统的方框图如下:由如上的结构图可以看出,通信管理机完成的功能是:以RS-485方式完成与SCADA系统、保护监控装置的通信;接入MODEM/光端机/扩频电台完成与县调、地调的数据通信;完成与站内其他智能设备的数据通信,如直流屏、多功能电度表、小电流接地选线装置、其他厂家保护装置等。工控机在此系统中是一个核心的控制中心,可以通过一些通讯方式与外界进行通讯。根据110KV变电站的规模及站内运行设备的数量,该通信管理机在设计时按照实用性、稳定性及可扩性设计原则,通信基础平台可以

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