电网调度自动化系统的发展历程及展望

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摘要：电力系统调度自动化经历了几个发展阶段。在最初形成电力系统的时候，系统调度员没有办法及时地了解和监视各个电厂或线路的运行情况，更谈不上对各电厂和输电网络进行直接控制。显然，这种落后的状态与电力系统在国民经济发展中所占的重要地位是很不相称的，必须用现代化的先进设备装备调度中心，以适应经济发展的需要。

关键词：电网；调度；自动化；系统；发展历程；展望

电力系统调度自动化经历了几个发展阶段。在最初形成电力系统的时候，系统调度员没有办法及时地了解和监视各个电厂或线路的运行情况，更谈不上对各电厂和输电网络进行直接控制。显然，这种落后的状态与电力系统在国民经济发展中所占的重要地位是很不相称的，必须用现代化的先进设备装备调度中心，以适应经济发展的需要。

1、电网调度自动化的初级阶段

电力系统调度自动化的最初阶段，是布线逻辑式远动技术的采用。远动技术的主要内容是“四遥”――遥测(YC)、遥信(YX)、遥控(YK)和遥调(YT)。安装于各厂站的远动装置，采集各机组出力、各线路潮流和各母线电压等实时数据，以及各断路器等开关的实时状态，然后通过远动通道传给调度中心并直接显示在调度台的仪表和系统模拟屏上。调度员可以随时看到这些运行参数和系统运行方式。还可以立刻“看到”断路器的事故跳闸(模拟屏上相应的图形闪光)。遥测、遥信方式的采用等于给调度中心安装了“千里眼”，可以有效地对电力系统的运行状态进行实时的监视。远动技术还进一步提供了遥控、遥调的手段，采用这些手段，可以在调度中心直接对某些开关进行合闸和断开的操作，对发电机的出力进行调节。远动装置已经成了调度中心非常重要的工具，是电力系统调度自动化的重要基础。

2、电网调度自动化的第二阶段

电力系统调度自动化的第二个发展阶段，是电子计算机在电力系统调度工作中的应用。虽然远动技术使电力系统的实时信息直接进入了调度中心，调度员可以及时掌握系统的运行状态，及时发现电力系统的事故，为调度计划和运行控制提供了科学的依据，减少了调度指挥的盲目性和失误，但是现代电力系统的结构和运行方式越来越复杂，现代工业和人民生活对电能质量及供电可靠性的要求越来越高。由于能源紧张，人们对系统运行的经济性也越来越重视。全面解决这些问题，就需要对大量数据进行复杂的计算。还有，调度人员面对着大量不断变动的实时数据，可能反而会弄得手足无措，特别是在紧急的事故情况下更是如此。这些情况表明，调度中心只是装备了“千里眼”甚至“千里手”，也还不能满足日益复杂的电力系统的实际需要，还需要装备类似人的“大脑”的设备，这就是电子计算机。、

3、电网调度自动化系统的快速发展阶段

近年来，随着计算机技术、通信技术和网络技术的飞速发展，SCADA／EMS技术进入了一个快发展阶段。用户已经遍及国内各省市地区，功能也越来越丰富，系统结构和配置发生了很大的变化，在短短数年间就经历了从集中式到分布式又到开放分布式的三代推进。

4、EMS系统的发展方向――即插即用的开放式系统

随着电力系统的发展和电力体制改革的深化，为保证电网安全、优质和经济运行，并为电力市场化运作提供技术支持，电力调度中心可能同时运行多个应用系统，例如能量管理系统(EMS)、电能量计量系统、调度生产管理系统、配电管理系统(DMS)和电力市场技术支持系统等；每个系统中可能同时包括了多个应用。

调度自动化体系结构的好坏可从开放性的3个方面来评价：即分布性、可移植性和互操作性。分布性是指系统的功能由网络联结的许多硬件和软件共同协调完成，而不是靠“单干”；可移植性是指系统的应用可以在不同的硬件和软件平台上运行，不同的平台往往有不同的版本(即异构)；互操作性是指当系统扩展时，扩展的部分与原来的部分能透明进行交互，进行“无缝”联结。

事实上，分布式系统往往要由不同种类的硬件和软件组成，是“跨”平台的异构系统，分布性需要与可移植性结合；另一方面，分布式系统往往要不断扩展结构和功能，提供标准的接口对外互联，分布性需要与互操作性结合。因此，能同时满足分布性、可移植性和可操作性的体系结构无疑是开放性最好的体系结构。

新的开放系统结构应采用“面向对象”的技术，将各种应用按“组件”接口规范进行“封装”，形成可以在不同软硬件系统上“即插即用”的“组件”。实现软件的“即插即用”，这是软件发展的理想目标。传统的设计属于“面向过程”的设计。举一个例子：PDR(扰动后追忆)是SCADA的一项功能，即事先指定几个监视点，将SCADA系统采集的这几个点实时数据放在一个循环存放、先进先出的堆栈式文件中，一旦电力系统发生事故跳闸，就启动一个PDR应用程序，运行该程序可立即冻结事故前所记录存储在文件中的历史数据，并继续将事故期间和事故后一段时间的实时数据按序保存下来，供以后追忆分析。这种方法中数据和程序分开，通过程序访问数据。

而“面向对象”的方法则不同。它是按不同对象的特性，把可能影响这个对象的方法(程序)和数据“封装”在一起，这就相当按对象特性设计了一个“软模型”，任何事件都将自动导致这个软模型按其自身特性反映出事件的变化。

如果我们面向“电力系统”这个“大对象”，按新思路设计一个类似具有SCADA功能的系统，上述情况就不同了。由于所设计出的电力系统Bob是一个完整的软模型，它可以对储存于历史数据库中的电力系统全过程进行“反演”，而不仅限于前述事先指定的几个点。这就不必编制复杂而又易重复或遗漏的PDR程序了。

开发基于IEC6t970标准的电网调度自动化系统，把异种机型、多体系结构互联起来，在不同的系统之间建立一种公共的相互兼容和互相操作的环境，最大可能地充分利用计算机处理能力，这是开放式系统的发展方向。

5、结语

电力行业除了实时的SCADA／EMS系统外，电力公司内还有其它各种各样的应用系统，如系统规划、运行方式、营业部门和管理信息系统等。目前这些系统大都处于独立运行状态。新的开放式系统的支撑平台，应能提供标准的接口和软件，将这些各自独立的系统互联起来，真正做到共享数据，共享资源，使电力企业获得更高的效率和更大经济效益。

参考文献

[1]王凯文. 浅谈电网调度自动化系统技术与应用. 中国电力工程 2010.

[2]赵继刚. 电网调度自动化系统系统中应注意的问题. 电力技术 2009