電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)發(fā)展趨勢展望

電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)發(fā)展趨勢展望電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障手段，現(xiàn)代社會生產(chǎn)生活完全離不開電力，如果沒有可靠的電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)，那么將會影響了社會正常的生產(chǎn)生活。因此，電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的作用和地位也越來越重要。電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)及其發(fā)展現(xiàn)狀電網(wǎng)指的是包含有輸電設(shè)施、變電設(shè)施和配電設(shè)施的系統(tǒng)集合，電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)就是利用信息技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)等多種技術(shù)根據(jù)電網(wǎng)應(yīng)用的實際情況，對電網(wǎng)進(jìn)行實時調(diào)控的技術(shù)。自電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)出現(xiàn)以來，其已經(jīng)歷多個階段的發(fā)展。第一個階段是上世界70年代以專用機(jī)和專用系統(tǒng)為基礎(chǔ)的SCADA系統(tǒng)；第二個階段是上世紀(jì)80年代以調(diào)度主機(jī)雙擊備用系統(tǒng)為特點的EMS能量管理系統(tǒng)；第三個階段是上世紀(jì)90年代以精簡指令計算機(jī)的開放式分布EMS為系統(tǒng)，可支持RISC圖形工作站的分布式系統(tǒng)；第四個階段是一臺集合了EMS、DMS、WAMS以及信息平臺等多個系統(tǒng)的綜合調(diào)度系統(tǒng)，也是現(xiàn)階段主要應(yīng)用的電力調(diào)度系統(tǒng)，該系統(tǒng)的安全性較高，處理能力較強(qiáng)。但隨著電力市場的不斷增長，信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)有電力調(diào)度自動化系統(tǒng)已難以適應(yīng)未來電網(wǎng)發(fā)展的需求，因此對其進(jìn)行升級與發(fā)展勢在必行。綜合而言，未來的電力調(diào)度自動化系統(tǒng)，比如將更為智能化，且集成程度與標(biāo)準(zhǔn)性都將進(jìn)一步提升，將更適應(yīng)未來社會對電力應(yīng)用的需求[1]。電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)是多個系統(tǒng)的集合，包含能量管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)控系統(tǒng)、變電控制系統(tǒng)、安全防護(hù)系統(tǒng)等多個子系統(tǒng)。如曾在我國電力系統(tǒng)中大批量使用的CC-2000電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)，可高效處理采集到的數(shù)據(jù)，且運(yùn)行穩(wěn)定、通用性高。除綜合電力調(diào)度系統(tǒng)外，還有具備獨立功能的分系統(tǒng)，如能量管理系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)等?，F(xiàn)階段我國的電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)發(fā)展勢頭比較良好，雖然依然存在著一些問題，但隨著越來越多高素質(zhì)人才的涌入，并隨著我國電力系統(tǒng)的發(fā)展與成熟，我國電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的管理方案將變得越來越高效、信息監(jiān)控的準(zhǔn)確性與實時性將越來越高、電網(wǎng)的穩(wěn)定性與安全性也將獲得極大的提升，將更好的服務(wù)我國的社會發(fā)展與進(jìn)步[2]。電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)在未來發(fā)展的新需求我國的電網(wǎng)規(guī)模世界第一，且存在著電力分布不平衡的現(xiàn)象。近年來新型電能的接入、分布式電源的接入都對我國現(xiàn)有的電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)造成了較大的挑戰(zhàn)。如果電網(wǎng)無法保持穩(wěn)定運(yùn)行，將對我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成巨大的影響，可以說電力安全已經(jīng)成為國家安全的重要內(nèi)容之一。綜合來看，未來的電力供應(yīng)對電網(wǎng)調(diào)度自動化有如下需求：安全可靠性。是電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)最基本的要求和功能。由于在電力系統(tǒng)的運(yùn)行過程中會出現(xiàn)許多不可預(yù)知的故障，面對運(yùn)行異常和故障的設(shè)備或部件，最重要的就是可以可靠的切除，保證電力系統(tǒng)整體的安全性，且其不能影響非故障區(qū)域內(nèi)的電網(wǎng)穩(wěn)定性和安全性。靈敏迅速。如果在電網(wǎng)發(fā)生故障時，電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)不能對故障迅速做出響應(yīng)，及時采取保護(hù)措施切除故障區(qū)域，那么就會造成故障擴(kuò)大化，甚至引發(fā)嚴(yán)重的事故。因此，電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)必須保證靈敏迅速，可及時對異常狀況做出相應(yīng)。在進(jìn)行靈敏度的設(shè)置時，要根據(jù)實際情況，綜合分析運(yùn)行方式、故障類型、相關(guān)的參數(shù)以及影響因素，設(shè)定合理靈敏度，保證電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)在電網(wǎng)出現(xiàn)故障時可及時做出保護(hù)響應(yīng)動作，避免故障擴(kuò)大化[3]。選擇性。當(dāng)電網(wǎng)運(yùn)行中出現(xiàn)故障時，為避免產(chǎn)生較大范圍的影響，盡量降低對生產(chǎn)生活造成的損失。這就需要電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)具有選擇性，可在最短時間內(nèi)找出故障地點，并切除最小范圍的電力，減小停電范圍，保證無故障區(qū)域的正常穩(wěn)定運(yùn)行。速動性。故障排除后恢復(fù)電力需要迅速，這就需電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)具有速動性，能保證故障排除后電網(wǎng)恢復(fù)運(yùn)行時第一時間發(fā)揮自己的保護(hù)作用，確保再次發(fā)生故障時的保護(hù)能力。大容量。我國的電網(wǎng)規(guī)模越來越大且還在持續(xù)的高速增長中，因此電網(wǎng)容量也在急劇增大，相應(yīng)的電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)需要處理的數(shù)據(jù)信息也越來越多。因此電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)要具備大容量的特點，尤其是隨著越來越多的子系統(tǒng)集合在一起，在實現(xiàn)功能集成化的同時，也要保證電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)具備處理大量電力信息的能力。綜合性。是電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢，隨著計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，將多種功能與子系統(tǒng)集合在一起，實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動化的綜合需求，可實時監(jiān)測電網(wǎng)，并采集信息及時做出響應(yīng)，以提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性[4]。電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢數(shù)字化程度越來越高是電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)必然的發(fā)展趨勢之一，這在其發(fā)展的歷程中有所體現(xiàn)，尤其是在現(xiàn)階段數(shù)字技術(shù)飛速發(fā)展的背景之下。電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的數(shù)字化程度不單單是體現(xiàn)在軟件方面，其包含以下四點：信息數(shù)字化。電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的信息傳輸方式、表達(dá)方式以及交互方式都向數(shù)字化轉(zhuǎn)變，比如模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號等；通信數(shù)字化。不同設(shè)施間的交流依靠網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)實時傳遞；決策數(shù)字化。利用人工智能技術(shù)等，在獲取電網(wǎng)實時信息以及變化后及時做出自動化決策對其響應(yīng)；管理數(shù)字化。針對所有電力設(shè)施的建設(shè)、管理、運(yùn)行以及維護(hù)等實現(xiàn)數(shù)字化。在電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)中集成化也是其發(fā)展趨勢之一，主要體現(xiàn)在兩方面：一方面是電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的功能越來越豐富，集成的子系統(tǒng)越來越多，比如電力監(jiān)控系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等，都由開始的單一系統(tǒng)漸漸集成到同一個電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)之中。這不僅提高了電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的運(yùn)行效率，且有效節(jié)約了人力與物力，降低了成本；另一方面是電網(wǎng)設(shè)備設(shè)施的集成化程度越來越高，尤其體現(xiàn)在電力設(shè)施中，近年來隨著芯片技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，雖然電力設(shè)備的體積越來越小但功能卻越來越豐富，集成程度越來越高。隨著智能技術(shù)的發(fā)展，電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的集成程度將越來越高，功能也將越來越豐富。標(biāo)準(zhǔn)化程度越來越高。我國電力技術(shù)在世界上逐漸取得一些領(lǐng)先優(yōu)勢，如特高壓技術(shù)等。這意味著我國電力技術(shù)具備了走向國際的實力。電力調(diào)度自動化系統(tǒng)是重要的電力產(chǎn)品之一，其走向國際對我國電力行業(yè)意義重大，而符合國際標(biāo)準(zhǔn)是讓其走向世界的重要一步。近年來我國電力技術(shù)積極主動與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌，獲得了極大的話語權(quán)，也制定了許多標(biāo)準(zhǔn)。IEC61970、IEC61968和IEC61850等是電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的重要國際標(biāo)準(zhǔn)，將其應(yīng)用在我國電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的發(fā)展中有利于我國的電力技術(shù)走出去，比如在接口標(biāo)準(zhǔn)化中已基本實現(xiàn)。智能化程度越來越高。近年來我國智能電網(wǎng)建設(shè)取得了一定成績，智能電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)D5000也逐漸進(jìn)入應(yīng)用之中，但其智能化程度依較為初級，并不能完全適應(yīng)未來形勢的發(fā)展。智能電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)不僅可以有效實現(xiàn)對電網(wǎng)的實時監(jiān)測與調(diào)控，同時具備極好的承受能力，可容納大量的新型能源及分布式電源接入到電網(wǎng)中，降低能源消耗與提高資源利用率。此外，智能化還將提高其對于故障的處理能力與應(yīng)對能力，保證電力的穩(wěn)定持續(xù)供應(yīng)。智能電網(wǎng)與智能電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對電力供應(yīng)的需求越來越大，我國的電網(wǎng)仍處于高速發(fā)展過程中，并已走出國門走向世界。電網(wǎng)是最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，直接關(guān)系到國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的進(jìn)步，在現(xiàn)代社會中電力水平是一個國家國力的體現(xiàn)。目前，在使用電力的過程中對環(huán)境造成了一定的污染，一定程度上引起了不少環(huán)境問題，智能電網(wǎng)的建設(shè)有助于對于電能使用的宏觀調(diào)控，科學(xué)合理的使用電力，降低電能的浪費(fèi)，推動社會的可持續(xù)發(fā)展。我國幅員遼闊，不同地域?qū)τ陔娔艿男枨蟛煌?，而且大部分清潔能源的電能產(chǎn)出區(qū)域和對電能需求較大的區(qū)域并不重疊、且距離較遠(yuǎn)，因此要根據(jù)實際情況進(jìn)行智能電網(wǎng)的建設(shè)?？偟膩碚f智能電網(wǎng)的建設(shè)要做到五點：綠色環(huán)保。智能電網(wǎng)要提高清潔電能的接入，提高電能利用的效率，降低環(huán)境的污染；堅固耐用。我國不同區(qū)域的氣候不同，但都面對著極端氣候的可能，因此智能電網(wǎng)的建設(shè)必須保證堅固耐用；自動化。智能電網(wǎng)需滿足自動化，降低人力資源的投入，并可以自動排除各種故障，對無法排除的故障自動預(yù)警上報；成本低，效用大。智能電網(wǎng)建設(shè)中雖然應(yīng)用了大量的新技術(shù)和新設(shè)備，但可有效降低運(yùn)營和維護(hù)費(fèi)用，使整體成本降低，提高效用；交互性強(qiáng)。智能電網(wǎng)可實現(xiàn)電廠和用戶信息的雙向傳輸，根據(jù)用戶的實際需求提供科學(xué)合理的用電措施，增加企業(yè)和用戶間的交互性[5]。智能電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)融合了通訊技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測量技術(shù)、控制技術(shù)以及計算機(jī)技術(shù)等多種新型的技術(shù)。實現(xiàn)了電網(wǎng)的全自動管理，并可實時監(jiān)控所有的用戶和節(jié)點。智能電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的供電效率更高，安全性和可靠性更強(qiáng)，綜合來看主要有如下特點：智能電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性更強(qiáng)。當(dāng)智能電網(wǎng)出現(xiàn)突發(fā)故障時，電網(wǎng)中的設(shè)備會啟動保護(hù)措施，避免出現(xiàn)大范圍的停電事故。保證多數(shù)用戶的用電穩(wěn)定性。在面對自然災(zāi)害時，一旦停電將是大范圍的停電事故，對社會的生產(chǎn)生活造成巨大影響，而智能電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)面對災(zāi)害時可有效切除故障部分對電網(wǎng)造成的影響，保證絕大部分地區(qū)的用電穩(wěn)定性，使停電的損失將到最低，因此智能電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性更強(qiáng)。智能電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的兼容性更強(qiáng)。該系統(tǒng)可實現(xiàn)多種不同能源的接入，并保持電網(wǎng)的穩(wěn)定性，尤其是新型不穩(wěn)定能源的接入，如風(fēng)力發(fā)電、潮汐發(fā)電、太陽能發(fā)電等，面對大規(guī)模的新型能源接入或斷開時會由于負(fù)載的劇烈變化而造成供電的不穩(wěn)定，而智能電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)可以適應(yīng)這種變化并保持供電的穩(wěn)定性，促進(jìn)綠色可持續(xù)能源的發(fā)展，滿足供電來源的多樣化需求，并降低化石能源的消耗，降低環(huán)境污染。智能電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的修復(fù)能力更強(qiáng)。該系統(tǒng)集成使用了大量的新技術(shù)和新設(shè)備，在其運(yùn)行過程中可實現(xiàn)自我監(jiān)控對故障的預(yù)警，當(dāng)出現(xiàn)故障時會對故障進(jìn)行自我診斷并及時修復(fù)故障，對于無法自動修復(fù)的故障智能電網(wǎng)會自動啟用備用裝置，切除故障裝置并及時將故障上傳，通知相關(guān)人員及時排除故障。綜合而言，電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)是電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，