[科普中国]-电力系统调度分层控制

简介

电力系统是一个庞大的所跨地域辽阔的系统，不可能仅靠一个调度中心来集中统一调度控制，因此世界各国电力系统都采用分层调度控制，全系统的监视控制任务分属于不同层次，下一层调度组织除完成本层次的调度控制任务外，还要接受上一层调度组织的调度命令并向其传送有关的信息1。

分层控制的优点（1）与组织结构相适应。

电力系统调度组织结构一般都是分层的。如《国际电工委员会标准》提出典型分层结构中就将电力系统调度中心分为主调度中心、区域调度中心及地区调度中心。这些相当于中国的网调、省调和地调。因此分层控制和调度组织结构是相适应的。尤其是调度控制任务有全网性的亦有局部性的，大量的局部性的调度控制任务可以由下层相应的调度机构来完成，而全网性或跨地区性的调度可以由上层相应调度机构来完成，这样便于协调和平衡。同时电力系统不断扩大。运行信息大量增加，分层控制方式亦使运行信息的采集分散化.各层次根据各自分担的调度控制任务采集运行信息，大大压缩了信息量的传输和处理，提高了调度效能。

（2）系统可靠性提高。

采用调度分层挖制方式后。调度自动化系统亦相应分层设立，因而当某一层次自动化系统停运或故库时。不致影响全系统调度自动化功能的实现，而且相应层次的自动化系统还有备用和互补作用，从而提高了整个系统的可靠性。

（3）系统响应改善。

在电力系统调度中实时性很重要。事故处理、负荷调度、不正常运行状态的改善和消除都必须在一定的时间内完成。采用调度分层控制方式使不少调度控制任务可以由不同层次调度自动化来统并行处理，从而加快了处理速度亦改善了整个系统的响应时间。此外，采用调度分层控制还便于调度自动化系统的功能扩充，系统升级和分期投资。

调度任务分层中国各级调度中心的调度范围大体是:大型电厂、500 kV及以上变电所由网调调度，中小型电厂、220kV变电所由省调调度及以下变电所和配电网由地调调度。调度任务具体可分为系统监视、系统控制操作、调度计划、运行记录以及其他调度管理业务。上述调度任务中系统监视和部分系统控制操作任务目前在各电力系统已可由调度自动化系统在线或离线实现。

系统监视调度信息是调度控制的基础，各级调度中心通过对调度信息的采集，从而掌握系统运行接线图和系统运行参效。实时信息可以经过合理性和可信性校验。舍去明显不合理数据而获得，亦可经过状态估计后获得。经过处理的信息利用屏幕显示器提供动态的运行状态显示，当运行状态违反运行约束条件或出现故障时自动告警。

系统控制操作可分为调度操作和自动控制两类。调度操作是电力系统在运行中根据运行方式改变或事故处理对线路等进行分合闸或机组开停的操作，这些操作可以是由于经济调度的需要.亦可以是根据检修计划的安排或是因安全分析和事故处理而采取的对策。目前调度自动化系统的相应软件如负荷预计、安全分析、经济调度、最优潮流等已开发应用，可以向调度人员提供调度操作的依据。自动控制则是在调度自动化系统中经计算机系统进行闭环控制.目前在某些电力系统中自动发电控制、自动电压控制等功能已经实现2。

调度计划在人工或计算机系统讨负荷进行预测的基础上制订不同周期的负荷曲线。安排调度计划。调度计划包括电力系统运行方式、负荷经济分配、机组开停机、水火电协调、联络线交换功率和设备维修。其中周和年的调度计划还包括水库调节、水库运行方式和设备大修计划等。在制订电力系统运行方式时，不但要满足用户用电需要，还要考虑安全约束条件的经济调度。运行记录、统计报表、继电保护整定、短路电流计量、稳定分析、潮流计算、通信等均属调度工作范畴。上述调度任务在各调度中心间按各自的调度范围分工负责。

调度分层控制实例合理确定分层数和调度任务分工是非常重要的。主要有二层和三层控制，例如日本电力系统调度控制系统分中央，中间及集中三层控制所。中央控制所担负整个系统可靠运行及有效利用设备，包括负荷频率控制、主干系统电压控制、系统发电计划等。中间控制所(分局)担负主于系统以下地区系统的调度工作，包括地方系统安全监视控制、调度操作、地方水火电站调度、信息采集和向中央控制所传送信息。集中控制所主要管理向负荷供电的变电所群进行远方控制和变电所设备维修3。