電力系統調度自動化

電力系統調度自動化是為電力系統調度自動化系統提出系統功能規劃和技術裝備配置方案的一項系統設計，是電力系統設計的組成部分.這項設計工作必須以電力系統發展規劃、調度管理體制和調度職責分工為依據，從分析電力系統特點、運行需要和基礎條件出發。提出與調度關係相適應，符合可靠性、實用性和經濟性且便於擴充發展的總體方案及實施步驟。

電力系統調度自動化設計的主要內容包括調度任務分層説明，調度自動化功能規劃，調度自動化系統配置原則和投資估算 ^[1]  。

電力系統調度管理系統是一種調度任務分層系統，即分層控制系統。其層次根據電力發展過程所形成的電力系統結構、運行特點和管理體制而定。隨着電力系統的發展，各級調度的管理範圍和控制任務也會發生變化。調度自動化設計首先需要對設計年限內和設計範圍內所涉及的電力系統調度層次及其調度任務和各種設備的調度隸屬關係進行説明，作為確定調度自動化功能及系統配置的前提條件。

電力系統調度自動化的基本功能有:

①數據採集與監視控制。

②自動發電控制(AGC)和經濟調度控制(EDC ) 。

③安全分析。

調度任務不同，其對調度自動化功能的要求也不同，低層次的調度主要承擔局部性的運行管理和直接操作任務。一般只實現以不同水平的SCADA功能為基礎，增加變電所、水電廠集中控制功能和負荷管理、控制功能。高層次的調度由於承擔具有全局性影響需廣泛協調的調度管理任務，需採用以SCADA功能為基礎，進而實現AGC/ EDC和SA功能，並發展其他功能，構成能量管理系統。

在功能規劃中需要根據不同層次調度的任務和職責範圍。並分析電力系統的特點、運行需要和基礎條件，提出調度自動化總的功能要求。

各項功能的具體內容及其實施步驟：

（1）數據採集與監視控制

它是各級調度都需要的基本功能，但不同的調度，其採集和監控的具體內容也不同。設計中需要從提供調度監視電力系統運行工況、實施調度計劃、保證電能質量和加快事故處理等要求出發，確定遙測、遙信內容和遙控、遙調對象，並對上行、下行信息進行分類統計，對信息的處理方式提出要求。

地區電力網中的降壓變電所、梯級水電站羣和配電站往往由地區調度或其所屬的集控站（或梯級調度站）進行集中控側，以提高運行質量、改善勞動條件、減少運行人員或實現無人值斑以及節約城市用地。設計中需要在分析設備的可控性、通道質量、道路條件和安全維護措施的基礎上，提出集中控制的總體方案，確定信息採集內容和控制、調整對象，井對新建變電所的建設方式提出意見。

在大中城市中，為了加強計劃用電和負荷管理，由控制中心對工廠、企業的配電設備和用户的用電設備進行集中控制，設計中需要根據被控對象的特點和可靠性、經濟性要求，提出控制方案和通信方式。

（2）自動發電控制和經濟調度控制

按維持電力系統頻率質量、減少系統時鐘誤差、維持互聯繫統的聯絡線交換功率和交換電量在規定值，保持系統在低能耗和低成本條件下運行，並根據電力網結構、調度關係、網絡和設備約束條件、能源和機組特性等因素，提出控制系統總體方案。方案中包括控制指標、控制方式、調整準則、系統所需調整容量，調整廠的選擇、調整容量的平衡、實施步驟和對調整廠或調整機組的技術要求。在安排調整廠時要有一個合理的佈局，以利系統安全經濟運行。

（3）安全分析

它目前還處於逐步成熟和發展階段。主要應用於大電力系統。在分析電力系統運行特點並完善數據採集與監控功能的基礎上，提出實用的安全分析功能內容和需要具備的軟件和硬件環境條件，逐步實施 ^[2]  。

按調度自動化系統的三個主要組成部分分別提出其配置原則:

①計算機系統;

②遠動系統;

③人機聯繫系統。

此三者互有聯繫，且是一個有機的整體。

(1)計算機系統。其硬件由計算機，外存儲器、輸入輸出設備等組成。其軟件包括系統軟件、支持軟件和應用軟件。

計算機系統配置取決於系統總體功能規劃和技術要求，應採用具有較好的可擴性、可維護性、兼容性及較高的可靠性和性能價格比的系統。在設計中需着重考慮其規模、機型性能和系統結構。計算機系統配置規模由採集的數據和監控對象的數量、遠動終端類型及數量、調度自動化系統之間交換的數據類型及數量、外部設備的類型及數}.通道數量及信息傳送速率、對計算機中央處理器負荷率的要求及其估算條件、對信息處理和反應速度的要求等條件所決定。計算機機型隨系統規模、功能水平和計算機技術的發展而定;同一個電力系統內的各級調度儘量選用同系列機型.當機型系列不同時，應採用標準接口統一計算機通信規約。計算機系統結構取決於對可靠性和系統擴充發展的靈活性等要求，其形式可以是多種多樣的。目前以採用集中式多機冗餘配置的體系結構居多;發展的主要趨勢將是採用以網絡技術和工程工作站為基礎的分佈式開放體系結構。

(2)遠動系統。由遠動裝置、遠動通道和遙測變送器等組成。遠動裝置包括主站設備和遠動終端。主站設備可與前置一主機分層系統結構中的前置機合併，也可作為以網絡技術構成的分佈式系統結構的一個工作站。系統設計中應統一考慮信息配置內容和傳送方式、遠動規約和接口要求。遠動終端根據上行、下行信息內容、數量及規定的遠動規約進行選型;對屬於多個調度中心調度的廠站要考慮信息採用逐級傳送或分別直接傳送的要求;對於需要由遠動終端兼顧廠站當地監控功能的，還需要統一考慮信息採集和當地處理顯示的要求。根據信息分層、傳送方式、傳送速率和可靠性要求，以及通信道條件等因素確定信息傳輸網絡。遙測變送器是將被調度對象的數據轉換成適於遠動終端採集的數據，設計中需要綜合各種用途後對變送器提出技術要求。

(3)人機聯繫系統。包括彩色屏幕顯示裝裏,打印和記錄設備，電力系統動態模擬屏及控制器等。發展的趨勢是採用人機工作站，設計中需對各種設備尤其屏幕顯示器和動態調度模擬屏的功能進行合理劃分。使之在運行中提高效率;還應提出各種設備的配置規模和技術性能要求 ^[3]  。

根據計算機系統、遠動系統和人機聯繫系統的配置規模提出總的投資估算和分項投資估算。