我国电网调度自动化系统的现状与发展趋势

2022-09-10

电网调度自动化系统是利用现代化先进的电子技术, 计算和网络技术和通信技术, 综合处理和集成网上的实时数据, 离线数据、电网结构、设备参数和地理信息等多种信息, 形成调度自动化系统。近年来, 随着电网的逐渐扩大, 电网调度自动化系统在生产和生活中发挥着越来越重要的作用, 为电网的安全经济运行提供了重要依据, 因此逐步提高调度自动化系统的运行可靠及稳定性, 是此项工作的重中之重。

1 我国电网自动化系统的发展阶段

我国的电网自动化系统的发展主要经历了四个阶段, 依次是:

1.1 第二阶段:改革开放之前 (2 0世纪7 0年代)

这段时期是我国电网自动化系统发展的萌芽阶段, 主要是基于专用计算机和专用操作系统的SCADA系统, 以数据采集和监控系统为特点。此期间, 由于受到计算机技术发展的限制, 系统中全部的功能都是通过单机实现的。

1.2 第一阶段:改革开放初期 (2 0世纪8 0年代)

这段时期的电网自动化系统是通过计算机和EMS系统为基础的, 出现了调度主机双机热备用系统。

1.3 第三阶段 (2 0世纪9 0年代)

这一阶段是信息技术发展最快的10年, 我国的电网自动化系统受到信息技术发展的影响, 采用商用关系型数据库和图形显示技术, 丰富完善系统中应用软件, 建立了基于精简指令集计算机的开放分布式EMS系统。

1.4 第四阶段 (目前)

截止到目前为止, 我国已经开发出第四代电网自动化系统。第四代电网自动化系统最突出的特点是集中体现了安全问题在系统中的重要性。该系统基于公共对象请求代理体系结构 (CORBA) 开放分布式的设计思路, 遵循IEC61970的公共信息模型 (CIM) /组件接口规范 (CIS) 和可缩放矢量图形 (SVG) 标准, 并根据电力市场的要求进行了软件的扩展。

2 目前我国调度自动化系统存在的常见问题

2.1 信息传输速率较慢

现今运行的大多数综合自动化变电站与调度自动化主站系统的通讯方式有两种:即模拟四线E/M (modem) 方式和低速数据传输 (如RS232、RS422/RS48等) 方式这两种通讯方式数据传输速率受厂站自动化系统远动设备及通讯设备四线E/M板或低速数据接口板的综合限制, 通常传输速率较低 (模拟通道最高1200bit/s, 数据通道通常最高9600bit/s) 。

2.2 监控与保护一体化问题

在调度自动化系统中, 长期以来保护和监控一直是分离的。随着电力部门管理模式的逐步改变及计算机和数字通信技术的快速发展, 一些低电压等级 (如35k V、10k V) 变电站为了降低成本, 方便运行管理和提高自动化水平, 采用监控和保护一体化单元 (监控和保护合二为一, 保护CT和监控CT相对独立接入) 但由于这种结构在设计方面还不完善, 当一体化监控保护单元故障时, 监控与保护间没有明显的界面区分, 难以查找和区分故障范围, 给自动化维护造成了很大的麻烦。

2.3 综自系统维护、建设及人员问题

首先, 自动化专业覆盖面大、涉及领域广, 在日常的维护工作中, 常常需要多个专业、多个部门协作才能完成。在现有的体制中, 要同时把所有的人员叫到现场共同解决问题, 几乎不可能, 所以各部分之间互相推卸责任, 责任分工不明确的现象时有发生。其次, 目前综自系统的建设或改造的施工大多是外包工程, 施工人员多数缺乏自动化专业知识, 只能按照传统的方法进行变电站建设, 对于施工过程中的通信、计算机、网络、数据库等无从下手。在变电站竣工验收时期, 又不能完全按照自动化系统竣工验收细则实施验收, 短期内及简单的试验中很难发现自动化系统存在的问题, 这也为日后自动化设备的安全运行埋下了隐患。

3 调度自动化系统的发展趋势

为了全国互联大电网的发展需要, 新一代调度自动化系统在现有技术的基础上, 还应具备以下特征:数字化、集成化、网格化、标准化、智能化和市场化。

数字化:随着信息化的普及和深入, 越来越多的目光投向了数字化变电站和数字化电网的研究和开发。电网数字化包括信息数字化、通信数字化、决策数字化和管理数字化4个方面。

集成化:是指要形成互联大电网调度大二次系统, 这种系统需要综合利用多角度、多尺度、广域大范围的电网信息以及目前分离的各系统内存在的各种数据。调度数据集成化的目标是实现数据和应用的标准化, 实现调度数据的整合, 实现电网调度信息化和管理现代化, 实现相关应用系统的资源整合和数据共享, 这些为实现调度智能化打下了坚实的基础。

网格化:是实现调度中心之间广域资源共享和协作, 是一种在物理网络互联基础上的应用和功能意义上的系统级联网。包括数据网格和计算网格两种。

标准化:包括遵循标准和制定新标准2个方面的含义。遵循标准不是目的, 而是一种技术手段, 只有达到了标准化才能实现真正意义上的开放。目前与调度自动化系统相关的最重要的国际标准包括IEC61970, IEC61968和IEC61850等, 在国调中心的领导与组织下, 国内相关厂家对这些标准给予了高度的重视。

智能化:智能调度是未来电网发展的必然趋势。智能调度技术采用调度数据集成技术, 有效整合并综合利用电力系统的稳态、动态和暂态运行信息, 实现电力系统正常运行的监测与优化、预警和动态预防控制、事故的智能辨识、事故后的故障分析处理和系统恢复, 紧急状态下的协调控制, 实现调度、运行和管理的智能化、电网调度可视化等高级应用功能。

总之, 我国电网调度自动化系统经历了近40年的发展阶段, 无论在思想上、技术上、管理上都取得了可喜的进步。但是, 这套系统仍然存在很多问题和不足, 尤其不能与当今信息技术的发展相适应和协调。纵观未来, 我国电网调度自动化系统必然出现巨大的变化和惊人的发展态势, 从而更好地为国民生产和人民生活提供保障和服务。

摘要：本文主要阐述了我国电网自动化系统的四个发展阶段, 分析了目前我国电网自动化系统存在的问题和不足, 并对其未来发展趋势进行了展望。希望对我国此领域的决策和管理提供一定的参考和帮助。

关键词：电网自动化系统,发展阶段,常见问题,发展趋势