底层电网调度自动化概念设计
底层电网调度自动化概念设计
摘 要 本文结合国家、行业相关标准，针对底层电网特征，进行调度自动化的建设目标、设计范围与原则的分析，从而提供一套完整的设计概念，解决底层电网标准认知不同而导致的运行差异化问题。
关键词 电力工程；电网调度；调度自动化
0 引言
随着电力事业的发展与先进科学技术在电力领域的应用，我国电网调度自动化领域取得了长足的发展。电网调度自动化系统已经成为电网的安全、稳定、经济运行中最为重要的条件之一。随着调度自动化系统的内涵和外延持续地变化，调度自动化专业正面临着新发展要求。以少数110kV为主要节点，以35kV为主要网络的底层电网，由于处在设备运行的最低端，对电网调度自动化的概念存在不同的曲解。本文通过对国家及行业标准的研究与解读，设计出一套完整的电网调度自动化设计框架。
1 设计目标设定
在设计当中应确认现有设计水平，并对未来技术水平进行展望。设计范围应当确立为：更新改造调度自动化系统主站，具备完善的SCADA功能外，满足调度自动化系统Web发布功能，及与MIS网之间物理隔离功能；增加高级应用系统功能（网络拓扑、状态估计、调度员潮流、短期负荷预测、短路电流计算、无功电压优化、静态安全分析等）。
2 网架前瞻性调查
电网调度自动化的设计在现今运行状态下，必然是对原有设施设备的升级，而非是平地高楼似地建设。因此在设计前必须对电网旧有状况进行全面调查。例如调查现运行电网110kV变电站数量，35kV变电站及开关站数量及运行情况。调度通信主要通信方式（光纤为主，载波、有线、卫星等主备用通道情况）。调度自动化通信网改造辖内的所有变电站（含开关站）、供电所光纤通信情况需单独做出说明全部变电站（含开关站）的图像监控运行情况的调查和说明也应同时开展。
3 电网建设及发展调查
电网的发展有主动及被动两个推动力：国家政策为引导的大基础性建设与用户负荷需求为推动的营销需求建设。在制定设计时应当对国家政策规划与本系统规划有充分了解；同时对电网内大客户发展情况及潜在需求做出预判。具体需要调查出新建110kV变电站、增容改造变电站情况，总容量情况，总负荷情况，扣除专用变电站供电负荷和小火电、小水电以35kV及以下电压供电用户负荷后，
计算出电网变电站供电负荷。现有调度自动化系统存在的主要问题应当详细阐述。目前一般底层调度自动化系统只具备基本的SCADA功能，已不能满足现在的电网飞速发展，调度自动化系统更新改造的功能要急需更新调度自动化主站系统，除了基本的SCADA功能以外还需以下功能：网络拓扑、状态估计、调度员潮流、负荷预测、短路电流计算、无功电压优化、静态安全分析。
4 运行的硬件、软件、功能配置的调查
4.1 硬件设备
系统基于通讯的运行形式与硬件的型号与种类、服役年限等，具体为：调度自动化主服务器及附属设备、WEB服务器及附属设施、调度工作站、 前置机、维护工作站、远动终端：25座综合自动化站；
通信设施种类调查如：通道机、网络交换机、天文时钟1台、终端服务器台数及运行情况等。
4.2 软件组成
服务器采用操作系统、调度员工作站（维护工作站、前置机）采操作系统、应用软件采用系统、数据库
4.3 基本功能
1）遥测：系统可以遥测到各变电站主变及进出线的有功功率、无功功率、母线电压及进出线电流等参数，并可以在一次接线图上对位显示，可以按用户要求将所选数据自动存盘，能够按用户需要设定公式并自动计算；2）遥信：遥信内容包括断路器位置信号、保护动作信号、事故跳闸总信号、单元装置异常信号、通道故障信号等；3）遥控：通过本系统的遥控功能，可以在调度室对变电站的断路器、电动刀闸、主变档位进行远方控制，执行遥控操作前需先进行预控，经反校无误后，才能执行遥控，以提高遥控操作的可靠性。调度软件通过设置口令限制遥控的操作权限，以增强操作安全性；4）显示功能：系统具有较强的图形显示功能，可显示和编辑地理接线图、线路运行工况图、电压棒图、饼图、报表、曲线、潮流及各个变电站的一次接线图等，在相应图上可显示出遥测、遥信的实时数据，遥信变位可在报警区显示出详细的报警信息；5）打印功能：利用本系统可编制不同形式的报表，可直接从数据库调用数据，也可将数据库中的数据进行整理、计算、汇总后把计算结果打印出来，能定时和召唤打印各种报表、远动参数和SOE信息等；6）数据处理：在正常情况下，上送的各种数据经前置机、服务器计算处理后，根据需要将数据发送到各个工作站，供调度及其它有关人员监视，在整点及5分钟点情况下，主机将收集到的数据除传往其它工作站外，对收集到的数据进行分类汇总，并将数据存放到数据库中，存储的数据随时可以调阅、修改、打印、分析等。为保证主机和终端机时钟的一致性，通道管理机上装有天文时钟，定时对主站及分站端自动校对；7）通道：在通道方面，采用光纤、卫星、电力载波、扩频、音频电缆等多种通信方式，因地制宜，取长补短，使大
部分站实现了多通道通信，有效地保证了数据的正常传输。目前底层电网变电站单元之间使用RS485总线方式传输，节点堵塞总线现象，为了避免此类现象发生应在新建和改造变电站时采取单元于中央处理器之间采用双太网、双中央处理器形式实现的双通讯方案；8）双机热备：整个主站系统前置机、服务器均采用双机热备形式，确保系统的运行可靠性；9）调度自动化系统的配置及备品备件需求
5 集控站设计
集控站的设计与建设应当根据电网发展规划遵循通信和调度自动化系统与电网同步建设的原则。集控站站端设备配置应包含有高性能，工业级电脑，配套打印机及语音系统。
随着现有电网建设的发展及负荷增加情况，底层电网逐渐转向110kV主网架。负荷增加必然带来数据流增加及对高稳定性的要求，必然进一步加大调度员的工作量。集控站的运行应当考虑35kV变电站站内10kV线路、电容投退、主变调档等权力下发给集控站，以调度为中心三个集控站为基点，110kV变电站为骨干构筑电网，从而减轻调度员的劳动强度。
6 附加功能
调度员培训模拟（DTS）系统是进行调度员运行操作、事故处理模拟培训和电网在线稳定分析研究、反事故演习的重要技术手段。因此，其建设和应用工作在一些网、省调中得到了较好的开展。目前，已经建成DTS系统的网、省调有29家，其中由国内厂家提供的系统有23家，占已建系统的79.3%。上述系统中取得了较好应用效果的约有20家，约占已建系统2/3。另外，DTS系统还在部分地调中得到了初步应用。
电能量计量（TMR）系统在发电厂上网电量结算和省间、大区间电量结算以及生产统计、考核等方面发挥了重要的作用。底层电网由于存在多电源点接入的问题，因此在该系统方向的开发商应当投入一定设计精力。
7 结论
底层电网调度自动化系统概念设计，应在对本地电网实际运行情况充分调查的基础上，分析电力系统特点、运行需要和通信通道运行要求的基础上，提出调度自动化系统的设计目标，阐述功能要求、技术指标、远动信息内容和信息传输网络，重点在于解决“四遥”及人机联系设计问题。
参考文献
[1]电力行业标准.电力系统调度自动化设计技术规程（DL5003-91）.
[2]电力行业标准.县级电网调度自动化系统实用化要求.
[3]电力行业标准.县级电网调度自动化系统实用化验收细则.
[4]电力行业标准.县级电网调度自动化功能规范.
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