(1内蒙古华电新能源分公司内蒙古呼和浩特0100101;
2内蒙古电力(集团)有限责任公司呼和浩特供电局金桥分局技术室内蒙古呼和浩特0100102)
摘要:本文首先介绍了传统系统存在的问题,围绕传统系统的问题,本文深入探讨了电力系统自动化的各项内容,并且提出了电力系统厂站及调度自动化需考虑的问题。本文的研究具有重大的理论价值,并且为电力系统厂站自动化提供依据。
关键词:电力系统;厂站;调度自动化
一、传统系统存在的问题
调度自动化系统直接面向调度员和操作员,对电力系统进行实时控制,是调度中心最为重要的电力二次系统。然而,随着电力一次系统的发展、自动化水平的提高和电力管理体制的变革,传统调度自动化系统逐渐暴露出一些问题,并越来越突出。
1、系统接口问题
调度自动化水平的不断提高和市场体制的向前推进,使调度中心产生很多自动化系统,如调度自动化系统、配电自动化系统、电力市场交易系统、电能量计量计费系统等,每个子系统包含许多应_用功能,如调度自动化系统包括SCADA功能、AGC功能、网络分析功能和调度员培训仿真功能等。这些系统或功能相互之间需要交换各种数据,而它们往往又来自不同的厂家,在不同的时期分批建设,因此,不同系统和不同产品之间的接口非常重要。
2、网络安全问题
在传统调度自动化系统中,没有一个完整的网络安全考虑,不同安全性要求的系统之间没有必要的安全防护措施。WEB服务可穿透到调度自动化系统,为黑客提供了通路。拨号服务可直接登录到调度自动化系统,没有必要的访问控制。实时控制系统和生产管理系统没有安全的隔离措施,隐患很大。网络化是调度自动化系统外部系统接口的必然趋势,网络安全是需要着重考虑的问题,系统之间必须是安全的互联,安全的信息共享和资源共用。传统系统组网方式多种多样,在网络安全方面的考虑比较薄弱,是迫切需要解决的问题。
3、系统开放性问题
开放性是调度自动化系统的一个重要指标,涉及到系统结构、数据和功能等多个方面。限于当时的技术条件,传统系统的开放程度还不高,主要表现在:(1)数据的开放性。传统系统仅在系统软件层采用了TCP/IP、Motif和sQL等标准,但应用层没有标准化,正如前文所述,接口都是私有的,没有规范化的信息模型。(2)结构的开放性。传统系统基本上属于一种功能分布式系统,根据功能不同,把软件部署在相应的计算机节点上,同一功能软件内部耦合得很紧,系统结构的扩展和延伸对原有系统影响很大。(3)功能的开放性。传统系统不同功能模块之间,与外部系统之间不具有互操作性,软件功能的可重用性较低。
二、电力系统厂站及调度自动化综述
2.1厂站自动化
2.1.1火电厂自动化
火电厂在发展的过程中,其控制系统也有着一段较长的发展历程,控制设备由传统的系统模拟控制,逐渐发展为分层式数字化控制模式,在发展的过程中,系统的各个终端控制器形成了彼此独立的工作模式。目前,我国的电力系统厂站正在向着数字化自动化的控制方向迈进,各种控制机器彼此相连,组成一个综合的控制体系。机组采用特殊的控制设备,这种设备有严格的工作顺序,并且工作方式开放。
2.1.2水电厂自动化
我国的水电厂自20世纪80年代实施自动化工作方式以来,经过反复的科研试验和经验推广,目前已经有多座水电厂采用了网络控制体系,并新增了将近50座自动化控制和运行的水电厂。计算机终端由最初的集中模式,发展到现在的开放模式,实现了分散监控。这种控制系统的监控对象较为分散,监控终端对于水电厂的发电机、开关、相关设备以及闸门都实行分散式的管理。每一个控制单元都负责特定范围内的数据信息采集和整理工作,并协调不同机组之间的数据通讯。这种分散式的管理模式通常与水电厂的分层结构相统一。
2.1.3变电站自动化
变电站的调度自动化,来源于应用在变电站中的计算机技术。这种特殊的智能机器可以将收集到的信息数据化,并对许多测量难度很大的数据进行分析归纳,利用存储器实现信息的保存,便于日后的统计和分析工作开展。变电站所需要用到的一系列设备,如开关和电源、变压装置、传感器、各种远程装置等,都被安装在同一个控制室里面,并用电缆线连接起来。目前推广应用的变电站自动调度系统将这些分散的设施都集合在一起,形成两个单元,取消了最初的集中控制屏幕,简化了电路装置,并减少了电缆数量。变电站中可以安排专人值班,也可以没有人值班,这是变电站的数字化和自动化发展方向。需要注意的是,由于变电中包含一些电子仪器,并通常被安装在距离高压装置很近的地方,因此,变电站中的电磁场通常会受到干扰,相关技术人员必须重视这一问题。
2.2调度自动化
要想确保电力系统稳步发展,就必须完善电网的调度系统。目前,我国多数地区已经建立了国家、省级和网络三个级别的调度体系,每一层级中都设置了电网的自动调度装置,并实现了调度装置的全国联网。我国的绝大部分电源和高符电网都实现了自动化调度,这些设备可以及时收集和准确分析数据,充分体现了厂站调度自动化的优势。并且,调度基础设备的质量和性能有所提升,这些设备提供信息的准确度和有效性已经达到了很高的水平,它们收集来的信息已经成为技术人员作出调度决定的主要依据。电网的自动调度系统发展完善用了30年左右的时间,除了部分计算功能和软件的开发功能之外,总的发展方向是集中和综合,在综合的基础上大幅度提高调度质量,更好地确保电网运转过程中的安全性,而不仅仅是实现资源的共享。
三、电力系统自动化发展历程
电力系统的自动化,经历了一个由元件自动化,到局部自动化,再到子系统自动化和管理自动化的发展历程。多数学者将这一过程划分为三个阶段,即传统理论阶段、控制理论阶段和市场理论阶段。将电力系统工程与现代的科技理论结合在一起,就形成了自动化电力系统,这个系统随着电力事业的发展而不断更新。
最初的电信数据是通过模拟系统展现给技术人员的,技术人员和调度员要具有很强的感知系统变化能力,并完成繁杂的操作过程。自动控制技术的出现,大大减轻了调度人员的业务负担和工作压力。随着远程控制装置和调试装置的大规模发展,这些装置逐渐形成一个完整的系统,并在系统调度过程中加入了电力调度技术。计算机技术介入电力系统厂站和调度的运行,也经历了一个以经济效益为中心到以安全性能为中心的发展历程。由于某些大规模停电事故的发生,传统的依靠模拟装置显示信息的方式已经不能适应电网高效安全运行的需要,因此,电力公司需要研制更为高级的自动化系统,来实现对于电力系统厂站的自动化控制和调度的自动化运行。
电力自动化系统综合了计算机科技、通讯技术和电力技术,它的内涵发生了很大的改变。今天的电力自动化系统已经成为一个集多种功能于一身的统一体,完成着控制、通信、电力生产和运送等多重任务。因此,技术人员如果缺乏良好的电力知识基础和充足的实践工作经验,是很难胜任这种技术含量很高的调度工作的。电力系统产生出来的电能应当与企业和居民消耗的电能量大致相等,而要实现这一目标,就必须在电力系统内部安装一个可以实现自动调节和自动控制的设备,并采取特定的技术措施,确保设备的正常运行状态。
结论
综上所述,近年来我国在积极进行经济建设的过程中,加大了电力系统的建设力度。这一过程中,受到信息技术的影响,积极进行自动化建设是关键趋势。本文分别对电力系统厂房自动化和调度自动化进行了简要介绍,希望对我国社会经济的长期可持续发展起到促进作用。
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