电网调度自动化系统的发展现状及展望

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摘 要：本文首先介绍了调度自动化系统是如何产生的以及发展历程。接着对智能电网调度技术支持系统的架构及特点加以介绍。最后，展望了电网调度自动化系统未来的发展方向。

关键词：电力系统；调度自动化系统；智能电网

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.172

1 调度自动化系统的发展历程

在科技日新月异的同时，中国电网正在演变成为一个长距离、区域互联的特高压智能电网。与此同时，如何保障该系统具备安全稳定的运行状态是重要问题。而保障智能电网安全稳定运行就不得不提到电网调度自动化系统，所以电网调度自动化系统是我们此文要介绍的重点。

随着科技发展和市场对电力的需求，电网调度自动化相关技术不断的走向成熟。截止目前，电网调度自动化系统的更新迭代已经历了4次。20世纪70年代出现了调度自动化的概念，而彼时单片机是工业应用的主流，因此第一代的调度自动化系统全部的功能都基于单机上实现。到了80年代中期，引进了能量管理系统（EMS）及开发技术，并且当时的中国电力科学技术研究院和南京自动化研究所在此基础上研制了适用于各级调度的数据采集与监控系统（SCADA）。90年代，出现了基于RISC图形工作站的统一支持平台的功能分布式系统。这一系统采用高级的图形技术和关系型数据库，系统的应用软件也更加丰富。2003年8月，美国东北部和加拿大部分地区发生了大面积停电事故，因此接下来各国开始抓紧研究如何使得大电网安全稳定运行以及如何对大面积停电进行预警。有了北美大停电事故的警示，中国国家电网公司也于2004年开展专项研究，并且在2008年汶川地震后立即着手新一代调度控制系统的研发，与2009年全面启动了智能电网发展战略，重点推动了D5000平台的技术研发与集成应用。D5000平台，也称为智能电网调度技术支持系统，它良好支持各类应用：如EMS、配电网管理系统（DMS）、广域监测预警系统（WAMS）和公共信息平台等。D5000系统遵循IEC 61970规约，满足安全分区和安全防护、EMS网上浏览、操作和远程维护要求，按照开放分布式的设计思想，面向电力市场进行了应用软件功能的完善，它是一套面向电力企业自动化系统可靠并且开放的支撑平台。

2 智能电网调度技术支持系统介绍

D5000系统包括“一个平台四类应用”。智能电网技术支持平台是系统开发和运行的基础，负责为各类应用的开发、运行和管理提供通用的技术支持，为整个系统高效稳定运行提供保障。四类应用是：监控与预警类应用、调度计划类应用、安全校核类应用和调度管理类应用。

该系统的关键技术表现在以下几个方面：

2.1 可观测性大幅度提高

D5000平台支撑了电网多级调度的协调运作，充分实现了调度控制专业的横向集成和纵向贯通。它拥有安全又高效的服务总线，实现了电网调控中心内部及调控中心之间的数据传输交换，这解决了长久以来各级调度协同工作时的数据实时性和一致性问题，使得数据的共享更加开放透明，让数据的可观测性大幅度得到提高。

2.2 可控制性得以加强

D5000平台解决了多级调度协同工作时的监控、预警以及灾害应急处理，使得大电网调度的一体化协调运行和可控制性得以增强。D5000平台实现了安全通信和加密的访问控制，研发了基于特大电网的自动发电控制和自动电压控制，建立了全球规模最大的动态电网监测系统，从而实现电力系统从稳态到动态的全过程监测。

2.3 提升了新能源消纳能力

D5000平台提供了考虑新能源消纳、适应节能调度模式的辅助决策软件，这有利于可再生能源大规模利用，符合国家倡导了绿色、经济的能源利用政策，也填补了调度自动化系统相关软件的空白。

2.4 提高了电网运行经济性

电网运行的经济性的主要关注点在输电、变电、配电过程中，如何使得变压器高效运行，如何使得线路损耗降至最低都是我们需要关注的重点。而合理的电网运行方式可以有效解决这一问题。D5000平台在保证安全运行的前提下，给出优化运行方案，提高功率因数，降低电网损耗，提高了电网运行效率，从而提高了电网运行的经济性。

2.5 增强了抵御重大灾害和网络攻击能力

D5000平台满足国家等级保护第四级安全要求，研制了各种专用安全设施。它的网络架构采取基于 VPN的专用数据网络，多层接入网采用双归方式接入骨干网，骨干网采用独立双平面组网的方式，提高了系统抵御重大灾害以及网络攻击的能力。

3 调度自动化系统的展望

将来，随着国际标准的日益完善和迅猛发展和市场化对电力系统的要求提升，调度自动化系统将朝着标准化、市场化、智能化的方向发展。另外由于新能源的大规模利用和并网，调度运行方式将会面临更为严格的考验，这给调度自动化系统又提出了更高的要求，未来的调度自动化系统一定是能够符合能源变革需求的高度智能和自适应系统。从调度监控和高级应用的角度来看，未来电网的结构和运行模式都将发生重大变化，将会成为一个多层次、多尺度、多对象的复杂统一体。

4 结语

调度自动化系统是智能电网的司令部。本文介绍了智能电网自动化系统的发展历程，又阐述了调度自动化系统的现状和关键技术。在数字化，网络化，市场化的迅猛发展下，未来调度自动化系统将会面临更大的挑战和前所未有的机遇。

参考文献：

[1]辛耀中，石俊杰，周京阳，高宗和，陶洪铸，尚学伟，翟明玉，郭建成，杨胜春，南贵林，刘金波.智能电网调度控制系统现状与技术展望.

[2]姚建国，杨胜春，高宗和，杨志宏.电网调度自动化系统发展趋势展望.

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[4]王萍.青岛电网能量管理系统升级项目设计与开发.