探究电力调度自动化系统应用现状与发展趋势

洪 叶

（国网湖北省电力有限公司检修公司）

0 引言

随着国家电力的发展和电网多次改造的完成，我国电力网络基本实现了全覆盖，2020年全社会用电量75110亿千瓦时，同比增长3.1%，根据国家的统计数据，用电量一直呈现逐年增长的趋势。要满足如此庞大的用户群体需求，电力生产和调度的平衡是一项庞大的工程，电力调度自动化系统的应用很好地解决了这一问题。

1 电力调度自动化系统的应用价值

当前的电力调度自动化系统是由人机联系系统、计算机系统、远动系统三类系统组成综合系统，可以实现对复杂的电力网络进行实时的动态监测，最为重要的是可以收集到电力网络运行过程中的即时数据，让控制人员科学合理地进行电力控制和远程调度，同时还能对运行的安全状态进行检测，提高电力应用的安全性，在保证电力网络高效运行的同时节省大量的人力物力，具有较大的应用价值。

2 电力调度自动化系统的发展历程

在电力应用的起步阶段，部分区域才有条件使用电。直到发电技术相对成熟，传统的控制模式已经满足不了电力调度的需求。自动化的起步阶段，计算机技术还未成熟，通过特定的通道收集电力运行的信息，并可以进行简单的开关控制，是电力调度自动化的起步阶段。随着计算机技术的发展和进步，电力调度自动化进入了计算机应用阶段，可以掌握大范围的电力运行数据信息，但是需要人工对数据进行计算然后制定调度方案，无法满足日益增长的用电群体需求。随着计算机技术的快速发展和用户量的爆炸式增长，电力调度自动化系统进入了现代应用阶段，高自动化的远程控制系统投入大规模使用，设备不断更新，科技投入的力度持续加大，管理理念也在进步，推动了电力系统和设备的软硬件同步发展。

3 电力调度自动化系统的应用现状

电力调度自动化系统从最初的电力生产企业应用已经逐渐扩展到电力生产、电力网络运行和维护、大型电力使用客户群体中，为电力的合理高效利用提供了极大的便利。

3.1 应用范围进一步扩大

国家电网注重建设具有中国特色国际领先的能源互联网，在绿色发展方面推动新型电力的构建和转型；在强化安全保障上，构建能源互联网安全防御体系，提升信息安全态势感知能力和智能化、动态化网络安全防护水平；在统筹调度上，全面提升信息采集、传输、处理、应用等能力，推动传统电网基础设施和新型数字化基础设施融合，促进电网调度运行智能化和运营管理智慧化，实现以数字化转型为主线的智慧赋能。由于国家电网等大型电力传输企业牵头应用电力调度自动化系统，其应用范围在进一步扩大，通过几次电力改革，已经从城市延伸到了广阔的农村区域，智能电表的缴费、断电、查询等功能已经实现了自动化，为电力企业和用户提供了极大的方便，节省了大量的人力资源成本，促进了电力自动化系统和设备的完善。

3.2 核心技术进一步成熟

电力调度自动化系统的应用主要在于其中的几项关键技术的成熟和发展。一是电力数据的记录与提取。电力调度自动化系统无论是对区域内用电情况还是个体的用电情况数据都可以实现实时的监测和数据的提取。例如在电力生产紧张时期，通过对不同区域内用电数据的对比，可以合理分配居民用电、农业用电和工业用电，优先保障居民正常生活用电。在数据监测上还有一个应用就是提取数据，通过数据分析决定区域内是否需要进行电力设施的更新换代，而非人工检测线路和变压器等设施的方式。数据记录提供了准确而有效的第一手数据资料。二是电力故障分析与修复。传统的电力故障需要采取人工的方式，通过仪器手动监测，效率和安全性都极低。电力调度自动化系统通过对反馈回来的数据进行分析，可以准确定位出故障的部位和发生故障的原因，在超过负荷电压的情况下，对区域内用电自动切断，对于部分因为系统原因造成的问题或者漏洞，可以实现自我修复，电力调度自动化系统还通过安装审计系统和入侵检测装置来保证整个用电系统和网络的安全性，避免黑客等不法分子的恶意攻击，全面减轻了管理人员的压力。三是电力系统运行与管理。借助先进的计算机技术和通信技术，开发不同的系统快速地对供电系统进行控制，实现全自动化的监管和远程控制。例如SD－6000系统就能通过模块化处理的方式，借助通讯网络的优势，确保电力调度中心能对系统的具体功能环节进行有效的控制；SCADA系统进行自动化调度，可通过与上下级调度构成广域网，实现网络数据的传递，实现系统的远程调试功能。自动化系统的应用保障了电力资源的利用和分配更加合理与高效。

3.3 科技创新进一步增加

在电力发展方面，国家为了保持竞争力，每年在科技创新上的投入很大，还有针对性地培养了大批的高素质人才，尤其是精通计算机技术和自动化系统研发应用方面的人才，在电力调度自动化系统上不断取得了新突破，为电力调度自动化系统在市场上的应用和推广提供了助力，对促进电力企业的发展起到了关键的作用。

4 电力调度自动化系统的发展趋势

由于电力用户数量的增长和技术的进步，用户群体对用电的质量要求也越来越高，电力生产和管理企业的管理压力也越来越大，自动化系统的应用也成为不可阻挡的趋势，其应用范围正在不断扩大。

4.1 智能化

智能化是计算机技术发展的一个总体趋势，且已经逐步应用到了各个不同的行业。电力调度自动化系统也必然朝着智能化的方向发展，在越来越多的电力运行和管理过程中代替人力资源进行管理，同时能极大地提高管理效率，为电力调度向着更深层次的发展提供可能。电力调度智能化并非单纯的自动化系统的智能化，还包括与之相配套的智能电站、智能电表、智能设备与技术等一整套的智能化控制与调度系统。智能化的系统在现有的基础上，执行电力系统的命令，实现电路的分闸与合闸操作；对电力故障在诊断与分析基础上，进行有效排除；对网络信息安全和调度人员的人身安全等提供更为坚实的保障。目前，受到智能化技术的开发和应用的限制，仍然在相对缓慢的探索和实验阶段，应用的范围比较有限。

4.2 可视化

自动化系统的应用，由于目前技术相对复杂，对使用人员的综合技能和素质要求较高，需要专业的人员才能进行操作和分析。未来自动化系统的推广应用必将面临各种各样的用户，大多非专业人员，电力调度自动化系统要在市场上推广应用，必定朝着简单化的方向发展，也就是经常提到的可视化，系统能将采集到的数据自动转化为通俗易懂的图表或者简单的结论。结合定位技术和大数据技术等，进而可以将故障定位和产生故障的原因以动态图的形式展示出来，提供科学的调度和修复方案。可视化的目的主要是推动电力调度自动化系统在一般客户群体中的广泛应用，在小范围内实现对电力的自我调度和管理，避免了因临时问题等求助电力专业技术人员，减轻用户群体的维修压力和电力公司的人员调度压力。

4.3 市场化

当前，电力调度自动化系统主要在国家电力生产和管理运营企业中应用，主要是适应大范围电力调度应用的需求。随着计算机技术的不断进步和系统的完善，电力调度自动化系统必将推广到企用和民用的领域，比如大型的工业企业，一年用电费用数额比较大，通过智能化的自动调度系统对全企业的用电进行合理的分配和控制，能够在保证企业正常用电的情况下大量节约用电量。当前在美国等西方发达国家，智能化的办公楼已经投入了使用，能通过自动控制和识别技术，当办公区域无人办公时，自动切断不需要的电源等，智能化的电力调度自动化系统可以与之结合，对用电进行精准控制，建立节约型和安全型的办公环境。其他在大型农场、商场、医院等行业都可以推广应用，为整个国家建立节约型的电力网络系统。

4.4 个性化

电力调度自动化系统在实现了市场化和智能化之后，进一步向着个性化的方向发展，满足不同类型客户的需求。例如针对家庭用户，有简单易操作的自动化控制系统；针对国家电网等电力运营管理企业，有运算速度快、执行效率高、功能性复杂的专业系统；针对中小型的企业，有与企业发展用电控制相契合的自动化系统。在主要电力网络与分层电力网络的连接之间，结构更加优化，电力供应企业和用户实现一对一个性化服务和维修，可以通过数据和用户需要为用户提供相应的电力改革和应用的个性化服务。个性化与市场化是相辅相成的，个性化为市场化提供基础，市场化需要个性化的自动化系统，这也是不同行业技术发展和进步的目标。

5 电力调度自动化系统的思考

由于全球人口持续性的增长和资源消耗的持续增加，石油天然气等可再生资源的储存量也在快速消耗，世界对电力的需求也在进一步增大，尤其是赖以强国的工业用电量巨大，必须采取多种渠道合理利用电力资源，除了开发利用新能源，要在电力调度自动化上进行技术和理念上的革新。

一是优化网络结构。国家电网在其电力覆盖的范围内设置了多个调度中心，前期为了满足用户需求，一般按照地域范围设置，电力资源的分配并不合理，随着部分区域的人口集中和大量外流，要重新优化电力资源配置的网络结构，按照用电需求和市场需要划定合理的网络区域块。二是进行技术攻关。电力调度系统自动化的进步，要依赖于技术的进步，尤其是与之紧密相关的信息获取技术和远程监测感应技术，要在信息技术的获取速度和精度，以及信息传播和共享及数据分析上进行技术攻关，当前已经有部分企业应用了新型的感应器，在信息传递和数据分析上优势显著。三是设施设备的制造。与电力调度自动化系统相适应的，需要智能电表、智能变压器、智能线路和各种仪器设备等，只有与电力调度自动化系统的所有配套设施全部完善后，才构成有效运行的系统，保障电力网络系统高效运行。

6 结束语

电力调度自动化系统的应用已经成为一个社会发展的要求和趋势，其未来的应用前景也必然是广阔的，具有较大的市场价值和实际应用价值。在技术上进行攻关，在设备上进行优化，在人员上进行有针对性的培养，实现对电力调度的精准控制、诊断、修复与安全保障，对于电力资源的合理分配具有重要意义。