[科普中国]-电力系统调度自动化设计

简介

电力系统调度自动化设计是为电力系统座立调度自动化系统提出系统功能规划和技术装备配置方案的一项系统设计，是电力系统设计的组成部分.这项设计工作必须以电力系统发展规划、调度管理体制和调度职责分工为依据，从分析电力系统特点、运行需要和基础条件出发。提出与调度关系相适应，符合可靠性、实用性和经济性且便于扩充发展的总体方案及实施步骤。

电力系统调度自动化设计的主要内容包括调度任务分层说明，调度自动化功能规划，调度自动化系统配置原则和投资估算1。

调度任务分层说明电力系统调度管理系统是一种调度任务分层系统，即分层控制系统。其层次根据电力发展过程所形成的电力系统结构、运行特点和管理体制而定。随着电力系统的发展，各级调度的管理范围和控制任务也会发生变化。调度自动化设计首先需要对设计年限内和设计范围内所涉及的电力系统调度层次及其调度任务和各种设备的调度隶属关系进行说明，作为确定调度自动化功能及系统配置的前提条件。

调度自动化功能规划电力系统调度自动化的基本功能有:

①数据采集与监视控制。

②自动发电控制(AGC)和经济调度控制(EDC ) 。

③安全分析。

调度任务不同，其对调度自动化功能的要求也不同，低层次的调度主要承担局部性的运行管理和直接操作任务。一般只实现以不同水平的SCADA功能为基础，增加变电所、水电厂集中控制功能和负荷管理、控制功能。高层次的调度由于承担具有全局性影响需广泛协调的调度管理任务，需采用以SCADA功能为基础，进而实现AGC/ EDC和SA功能，并发展其他功能，构成能量管理系统。

在功能规划中需要根据不同层次调度的任务和职责范围。并分析电力系统的特点、运行需要和基础条件，提出调度自动化总的功能要求2。

各项功能的具体内容及其实施步骤：

（1）数据采集与监视控制。

它是各级调度都需要的基本功能，但不同的调度，其采集和监控的具体内容也不同。设计中需要从提供调度监视电力系统运行工况、实施调度计划、保证电能质量和加快事故处理等要求出发，确定遥测、遥信内容和遥控、遥调对象，并对上行、下行信息进行分类统计，对信息的处理方式提出要求。

地区电力网中的降压变电所、梯级水电站群和配电站往往由地区调度或其所属的集控站（或梯级调度站）进行集中控侧，以提高运行质量、改善劳动条件、减少运行人员或实现无人值斑以及节约城市用地。设计中需要在分析设备的可控性、通道质量、道路条件和安全维护措施的基础上，提出集中控制的总体方案，确定信息采集内容和控制、调整对象，井对新建变电所的建设方式提出意见。

在大中城市中，为了加强计划用电和负荷管理，由控制中心对工厂、企业的配电设备和用户的用电设备进行集中控制，设计中需要根据被控对象的特点和可靠性、经济性要求，提出控制方案和通信方式。

(2)自动发电控制和经济调度控制。

按维持电力系统频率质量、减少系统时钟误差、维持互联系统的联络线交换功率和交换电量在规定值，保持系统在低能耗和低成本条件下运行，并根据电力网结构、调度关系、网络和设备约束条件、能源和机组特性等因素，提出控制系统总体方案。方案中包括控制指标、控制方式、调整准则、系统所需调整容量，调整厂的选择、调整容量的平衡、实施步骤和对调整厂或调整机组的技术要求。在安排调整厂时要有一个合理的布局，以利系统安全经济运行。

(3)安全分析。

它目前还处于逐步成熟和发展阶段。主要应用于大电力系统。在分析电力系统运行特点并完善数据采集与监控功能的基础上，提出实用的安全分析功能内容和需要具备的软件和硬件环境条件，逐步实施。

调度自动化系统配置原则按调度自动化系统的三个主要组成部分分别提出其配置原则:

①计算机系统;

②远动系统;

③人机联系系统。

此三者互有联系，且是一个有机的整体。

(1)计算机系统。其硬件由计算机，外存储器、输入输出设备等组成。其软件包括系统软件、支持软件和应用软件。

计算机系统配置取决于系统总体功能规划和技术要求，应采用具有较好的可扩性、可维护性、兼容性及较高的可靠性和性能价格比的系统。在设计中需着重考虑其规模、机型性能和系统结构。计算机系统配置规模由采集的数据和监控对象的数量、远动终端类型及数量、调度自动化系统之间交换的数据类型及数量、外部设备的类型及数}.通道数量及信息传送速率、对计算机中央处理器负荷率的要求及其估算条件、对信息处理和反应速度的要求等条件所决定。计算机机型随系统规模、功能水平和计算机技术的发展而定;同一个电力系统内的各级调度尽量选用同系列机型.当机型系列不同时，应采用标准接口统一计算机通信规约。计算机系统结构取决于对可靠性和系统扩充发展的灵活性等要求，其形式可以是多种多样的。目前以采用集中式多机冗余配置的体系结构居多;发展的主要趋势将是采用以网络技术和工程工作站为基础的分布式开放体系结构。

(2)远动系统。由远动装置、远动通道和遥测变送器等组成。远动装置包括主站设备和远动终端。主站设备可与前置一主机分层系统结构中的前置机合并，也可作为以网络技术构成的分布式系统结构的一个工作站。系统设计中应统一考虑信息配置内容和传送方式、远动规约和接口要求。远动终端根据上行、下行信息内容、数量及规定的远动规约进行选型;对属于多个调度中心调度的厂站要考虑信息采用逐级传送或分别直接传送的要求;对于需要由远动终端兼顾厂站当地监控功能的，还需要统一考虑信息采集和当地处理显示的要求。根据信息分层、传送方式、传送速率和可靠性要求，以及通信道条件等因素确定信息传输网络。遥测变送器是将被调度对象的数据转换成适于远动终端采集的数据，设计中需要综合各种用途后对变送器提出技术要求。

(3)人机联系系统。包括彩色屏幕显示装里,打印和记录设备，电力系统动态模拟屏及控制器等。发展的趋势是采用人机工作站，设计中需对各种设备尤其屏幕显示器和动态调度模拟屏的功能进行合理划分。使之在运行中提高效率;还应提出各种设备的配置规模和技术性能要求3。

投资估算根据计算机系统、远动系统和人机联系系统的配置规模提出总的投资估算和分项投资估算。