电力调度自动化系统发展现状及趋势探讨

赵 村，崔 柏

天津城东供电分公司，天津 300250

一般而言，电力系统是指电能生产、输送、分配和消费所需的发电机、变压器、电力线路、断路器、母线和用电设备等互相联结而成的系统。这是一个能量系统，也称为电工一次系统。电工一次系统中的电力设备常被称为一次设备。在电力系统中还存在一个由对电工一次系统进行监视、控制、保护、调度所需的自动监控设备、继电保护装置、远动和通信设备等组成的辅助系统。这是一个信息系统，也称为电工二次系统[1]。电力调度自动化是指电力系统自动化的一个重要组成部分，通常指对电力设备及系统的自动监视、控制和调度。

1 电力调度自动化的主要任务和基本功能

1.1 主要任务

电力系统调度的任务可概括为：控制整个电力系统的运行方式，使电力系统在正常状态下能满足安全、优质和经济地向用户供电的要求；在缺电状态下做好负荷管理；在事故状态下迅速消除故障的影响和恢复正常供电。因此，电力系统调度自动化的任务就是综合利用电子计算机、远动和远程通信技术，实现电力系统调度管理自动化，有效地帮助电力系统调度员完成调度任务。

1.2 基本功能

通常来说，电力调度自动化系统可以分为四大块：信息采集和控制执行子系统、信息传输子系统、信息处理子系统、人机联系子系统。基于调度自动化系统的基本结构，其运行的基本功能主要有：电力系统监视和控制、电力系统状态估计、电力系统安全分析和安全控制、电力系统稳定控制、电力系统潮流优化、电力系统实时负荷预测、电力系统频率和有功功率自动控制、电力系统电压和无功功率自动控制、电力系统经济调度控制和电力系统负荷管理等。具体而言，涉及数据采集与分析、信息处理、事故报警、报表生成与打印等多种功能。由于调度自动化系统大都采用分层结构，因此，其对应的调度控制也一般有主调度中心、区域调度中心和地区调度中心三大块。

2 电力调度自动化系统发展现状

由于电力调度自动化系统的分层结构，其系统在硬件上也主要可分为三大类：主站系统——SCADA 系统，子站系统——变电站自动化系统和电力信息传输通道，除此外，各系统还包括相应的软件系统，如主站EMS 软件，状态估计方法、潮流计算方法、AGC、AVC 等。

早在1940 年，通过引入了模拟盘而开始设置电力系统调度员，此时，将数据展现在模拟盘上能够让人更好地处理数据，随后，获取数据和远程控制得到发展，自动发电、交换功率和频率控制也采用了模拟技术。在1950-1970 年期间，数字计算机发展迅速，被广泛地应用于离线的规划研究，特别是1965年的纽约大停电事件加速了SCADA／EMS 的推广。20 世纪60年代末和70 年代初，计算机直接用于电力系统调度，条件是有了相当的远动基础，同时系统规模很大，运行极其复杂，需要综合分析。以远动系统为基础，以计算机为核心，组成了调度自动化系统。自1970 年以来，状态估计和最优潮流的理论研究取得了重大进展。1976 年明尼苏达会议上首次提出了调度员培训仿真系统(DTS)的概念。20 世纪90 年代后，高速数据网技术的成熟和推广使得调度自动化系统有可能实现深度互联，逐渐发展成一个分层、分布的智能超级控制中心系统[2]。

从天津电网的实际看，天津早期的电网自动化起步是实现天津地区负荷总加管理的需要。随着电网的发展.天津电网调度自动化在线运行的计算机经历了SD-176、PDP-11/73、PSCS到功能齐全的CC-2000 系统的发展历程[3]。

CC-2000 系统硬件系统是由2 台MOTOROLA 前置机、2台网络通信服务器ALPHAServer800、4 台数据库服务器ALPHAServer4000(2 个实时数据库，2 个历史数据库)、8 台ALPHA600A 工作站、5 台3C16942 型12 口网络交换机及1 台DECServer90M 终端服务器组成的网络设备。采用双以太网结构，由4 个100/10 兆交换机组成，所有的服务器和工作站均连接到两个100 兆网上，构成双机冗余热备用。前置处理机接人的信息量很大，采用第三网连接方式，即前置系统通过第三网(10MB)与实时服务器交换信息。该系统软件采用CC-2000开放式EMS 系统。软件采用了90 年代初在计算机界和计算机应用领域出现的开放式系统(Open System)概念CC-2000 系统与PSCS 系统相比具有以下特点：1）系统容量大大增强。直接接收的厂站数量可达128 个。与实时系统的计算机通信口为25 个。分布式系统可连接的工作站不大于30 台；2）具有强大的网络通信功能。以网络形式实现了天津调度与华北总调、与15 个区(县)调二级调度所SCADA 系统之间的计算机通信，并通过天津调度完成二级调度之间所需实时信息的交换。CC-2000 系统的历史数据服务器作为一个节点接人调度局MIS 系统网络上，调度局MIS 网通过访问商用的SYBASE 库实现CC-2000 系统与MIS 系统的信息交换，达到实时信息全电力公司共享；3）实现了GPS 定位时钟系统，提高了事件顺序记录(SOE)的精度；4)开放式支撑平台是CC—2000 优于PSCS的最重要的一点。它为最终用户提供了更好的可维护性、可扩展性，有利于调度自动化系统的进一步发展。

3 电力调度自动化系统发展趋势

其实，CC-2000 电力调度自动化系统的发展基本代表了整个电力调度自动化系统的发展趋势。那就是基于先进的开放式分布应用环境，采用先进的数据库技术、面向对象技术、中间件技术、网络通信技术、Web 技术、JAVA 技术和国际国内以及电力行业标准，利用开放性和分布式环境为电力调度用户的维护、扩容和升级提供越来越大的方便，为调度自动化系统安全、可靠、稳定运行提供有益的技术保障。

[1]商国才.电力系统自动化[M].天津：天津大学出版社，1999.

[2]吴文传，张伯明，孙宏斌.电力系统调度自动化[M].北京：清华大学出版社，2011.

[3]天津电网调度史编委会编.天津电网调度史[M].北京：中国电力出版社，2006.