【摘要】電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化是上世紀(jì)中后期提出的一個(gè)概念，它包含的內(nèi)容比較廣泛，其主要目標(biāo)就是要實(shí)現(xiàn)電力從生產(chǎn)到供應(yīng)的時(shí)效最短化、安全最大化和運(yùn)行成本最小化，本文就電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的一些基礎(chǔ)性知問(wèn)題予以闡述。

　　【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng) 綜合自動(dòng)化 控制系統(tǒng)

　　一、引言

　　2008年春節(jié)來(lái)臨之時(shí)，我國(guó)南方遇到了半世紀(jì)未遇的特大雨雪冰凍天氣，南方電網(wǎng)設(shè)施遭受到了毀滅性打擊，一時(shí)間造成列車停運(yùn)和較大部地區(qū)供電中斷，使南方電網(wǎng)遭受了前所未有的重大考驗(yàn)。這次災(zāi)害留給我們的教訓(xùn)是深重的。電力系統(tǒng)自動(dòng)化和現(xiàn)代化發(fā)展的水平，一定程度上影響著電力設(shè)施的穩(wěn)定和安全。本文意在電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化發(fā)展?fàn)顩r和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)作簡(jiǎn)要闡述。

　　二、電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化相關(guān)方面的解析

　　電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化是基于科技發(fā)展和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)而逐步形成的一個(gè)概念，是一個(gè)綜合發(fā)電廠、變電站、輸配網(wǎng)絡(luò)和用戶的集成概念，其概念研究和實(shí)現(xiàn)的主要目的就是如何更好地掌控和監(jiān)視電力從出廠到供應(yīng)的全過(guò)程，使輸配過(guò)程更有效和通暢。電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化主要包括電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化、發(fā)電廠自動(dòng)化(包火力和水力發(fā)電廠)、電力系統(tǒng)信息自動(dòng) 傳輸、電力系統(tǒng)反事故自動(dòng)化、供電系統(tǒng)自動(dòng)化以及電力工業(yè)管理系統(tǒng)的自動(dòng)化。其實(shí)質(zhì)就是如何使電力在生產(chǎn)—傳輸—用戶過(guò)程中實(shí)行有效自動(dòng)化控制，從而實(shí)現(xiàn)電力供應(yīng)的迅捷、損耗的最小和安全可靠。

　
　　圖1三層控制系統(tǒng)模型電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化基本工作流程是，在相對(duì)的中心地帶的調(diào)控中心裝置現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)，以此向四周輻射網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，圍繞這一中心的發(fā)電廠、變電站之間則設(shè)置信息服務(wù)和反饋的遠(yuǎn)方監(jiān)視控制裝置，并時(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控，從而形成了一個(gè)立體化的網(wǎng)絡(luò)覆蓋面，形成全面的暢通的信息傳達(dá)和指令傳輸。中心計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)總體調(diào)控，而相關(guān)的監(jiān)控設(shè)備則主要負(fù)責(zé)諸如設(shè)備操作和事故內(nèi)容的記錄、編制各種報(bào)表的記錄處理、系統(tǒng)異常事故的自動(dòng)恢復(fù)操作和常規(guī)操作的自動(dòng)化等。在此基礎(chǔ)上，形成以控制部件為中心，通過(guò)計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)的結(jié)合，以及終端硬件裝置與控制計(jì)算機(jī)的結(jié)合，運(yùn)用各種軟件實(shí)現(xiàn)控制范圍的擴(kuò)大和自動(dòng)化程度的深化。電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化采用的是分層控制的操作的方式，即在調(diào)度所、控制所和發(fā)電廠、變電站的各組織分層間，按所管轄功能范圍分擔(dān)和綜合協(xié)調(diào)控制功能，以達(dá)到系統(tǒng)合理經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行目的的控制系統(tǒng)。當(dāng)前，分層控制依據(jù)電力系統(tǒng)的大小一般分為二層和三層控制。具體情況如下圖1和圖2。

　
　　圖2二層控制系統(tǒng)模型中央控制所相當(dāng)于一個(gè)中樞神經(jīng)，負(fù)責(zé)總體性的控制。主要是負(fù)荷-頻率控制，主干系統(tǒng)的電壓控制，發(fā)電廠、變電站的監(jiān)視系統(tǒng)，系統(tǒng)安全監(jiān)視控制，調(diào)度記錄統(tǒng)計(jì)，發(fā)電計(jì)劃系統(tǒng)構(gòu)成。配有CPU(控制用計(jì)算機(jī))、CDT(循環(huán)數(shù)字遙測(cè))、TC(遠(yuǎn)方監(jiān)視控制裝置)、SSC(系統(tǒng)穩(wěn)定控制裝置)、VQC(電壓-無(wú)功率控制裝置)。中央控制所得主要功能就是維持整個(gè)系統(tǒng)的有效運(yùn)行和設(shè)備的完整性。而中央控制所的下行任務(wù)則需要由地方控制所來(lái)完成，從而形成一個(gè)上下聯(lián)動(dòng)的完整系統(tǒng)。地方控制所主要功能是對(duì)發(fā)電廠、變電所進(jìn)行有效監(jiān)控。對(duì)地方系統(tǒng)的電壓控制、安全監(jiān)視、水工調(diào)度、運(yùn)行記錄、報(bào)告和通報(bào)發(fā)電計(jì)劃與系統(tǒng)構(gòu)成計(jì)劃等等，除發(fā)電廠無(wú)功功率控制裝置不配備外，其他設(shè)備功能基本與中央控制所相同，在此不一一贅述。

　　中央和地方控制所實(shí)際上是調(diào)度自動(dòng)化的主要內(nèi)容，其主要作用就是對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行進(jìn)行時(shí)時(shí)監(jiān)控、對(duì)電網(wǎng)實(shí)行有效的經(jīng)濟(jì)調(diào)度以及對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行安全分析和事故處理。這些功能的實(shí)現(xiàn)必須有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)信息傳輸網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控(SCADA)，配以自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)，經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制(EDC)，安全分析(SA)等等軟件來(lái)實(shí)施。

　　圖3配電所數(shù)字型保護(hù)控制裝置電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化對(duì)變電站保護(hù)和控制也提出了更高的要求，它必須要具有集中控制功能和有先進(jìn)的繼電保護(hù)和控制，并能遠(yuǎn)距離控制、抗電磁干擾；有事件記錄；可無(wú)人值班；能適應(yīng)全系統(tǒng)統(tǒng)一控制的需要；滿足分期建設(shè)的要求。配置的基本原則體現(xiàn)在：分層；數(shù)據(jù)分快、中、慢速傳遞；保護(hù)系統(tǒng)通信高度優(yōu)先，但不經(jīng)常占用；保護(hù)具有獨(dú)立工作能力；功能處理器配置成群；數(shù)據(jù)采集裝置設(shè)在開(kāi)關(guān)站內(nèi)；數(shù)據(jù)采集裝置的數(shù)量和地點(diǎn)應(yīng)具有靈活性；備用方式的選擇具有靈活性。配電變電所數(shù)字型保護(hù)控制裝置構(gòu)成如上圖3。

　
　　城鄉(xiāng)配電網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜。在實(shí)現(xiàn)主網(wǎng)、發(fā)電廠、變電所自動(dòng)化的同時(shí)，國(guó)外先進(jìn)的電力部門已開(kāi)始用先進(jìn)的配電設(shè)備裝備配電系統(tǒng)，組成配電SCADA系統(tǒng)，通過(guò)光纖等通信手段控制監(jiān)測(cè)城鄉(xiāng)的配電，例如配電系統(tǒng)的電壓電流監(jiān)測(cè)、控制自動(dòng)重合器、啟動(dòng)分路開(kāi)關(guān)等。電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化實(shí)施的一個(gè)至關(guān)重要的手段是：數(shù)據(jù)性信息的傳輸必須有一個(gè)可靠的調(diào)度通信網(wǎng)，傳輸電力生產(chǎn)過(guò)程中的安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，生產(chǎn)調(diào)度數(shù)據(jù)、遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)及行政、財(cái)務(wù)、供應(yīng)及計(jì)劃管理數(shù)據(jù)等。電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化中的信息傳遞主要分為從上至下和從下至上兩種方式。從上至下的信息傳遞一般稱為下行信息傳遞，主要是從各級(jí)控制所下達(dá)到發(fā)電廠、變電站的指令和操作信息，從下至上的信息傳遞一般稱為上行信息傳遞，就是傳達(dá)判斷、處理所需信息。

　　三、我國(guó)電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的發(fā)展方向

　　我國(guó)電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的發(fā)展方向就是全面建立DMS系統(tǒng)，通過(guò)DMS系統(tǒng)，一，可以提高電氣綜合管理水平，適應(yīng)現(xiàn)代電力系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的需要；二，使電氣設(shè)備保護(hù)控制得到優(yōu)化，消除大面積停電故障，提高供電系統(tǒng)的可靠性；三，能夠建立快速電氣事故處理機(jī)制，使故障停電時(shí)間減到最短，對(duì)生產(chǎn)裝置的影響也可以大大降低；管理人員可以隨時(shí)掌握整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行情況以及電流。電壓、電量、功率等各種運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)電力平衡、負(fù)荷監(jiān)控、精確計(jì)量和節(jié)約用電等多種功能；四，改變了現(xiàn)行的運(yùn)行操作及變電值班模式，實(shí)現(xiàn)了真正意義的無(wú)人值守變電站管理方式，達(dá)到大幅度減員增效的目的。

　　四、對(duì)電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的幾點(diǎn)思考

　　電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化是一個(gè)集傳統(tǒng)技術(shù)改造與現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)步于一體的技術(shù)總體推進(jìn)過(guò)程。雖然，當(dāng)前電力系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化已經(jīng)進(jìn)入以計(jì)算機(jī)技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)開(kāi)發(fā)為主要標(biāo)志內(nèi)的階段，但對(duì)于我國(guó)這樣一個(gè)電力需求大、電網(wǎng)建設(shè)復(fù)雜而電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化改革開(kāi)始較晚的國(guó)家來(lái)說(shuō)，在追趕先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，還必須要注重對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)和設(shè)備的改進(jìn)，只有這樣才能保證電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的早日全面實(shí)現(xiàn)。

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