電力信息技術(shù)在電網(wǎng)運(yùn)行中的應(yīng)用

李紹強(qiáng)，馬 敏，張建領(lǐng)

膠南市供電公司，山東青島 266400

電力信息技術(shù)在電網(wǎng)運(yùn)行中的應(yīng)用

李紹強(qiáng)，馬 敏，張建領(lǐng)

膠南市供電公司，山東青島 266400

如今，產(chǎn)業(yè)信息化已經(jīng)成了大勢(shì)所趨。電力信息技術(shù)結(jié)合了電力電子技術(shù)以及信息技術(shù)等，能有效提高電網(wǎng)運(yùn)行的整體效率。本文將著重分析其在電力設(shè)備、電網(wǎng)調(diào)度以及管理3個(gè)方面的運(yùn)用。

電力信息技術(shù)；電網(wǎng)運(yùn)行；信息管理

1 電子信息技術(shù)在發(fā)電、變電站的應(yīng)用

傳統(tǒng)的發(fā)、變電站的設(shè)備都是分單元隔間操作，信息無(wú)法共享，導(dǎo)致了很多問(wèn)題。首先，每一個(gè)單元都只是專(zhuān)為自己設(shè)置信息，導(dǎo)致信息收集的維度不一，給互相之間的信息溝通帶來(lái)了很大的麻煩，提高了管理的難度。其次，每個(gè)機(jī)組或設(shè)備單元都有其操作或者延遲上的要求，分開(kāi)操作使得彼此間的行動(dòng)很難做到同一安排，增加了調(diào)試和維護(hù)上的壓力，減小了整個(gè)系統(tǒng)的靈活性以及應(yīng)變能力。再者，其實(shí)現(xiàn)在很多設(shè)備操作系統(tǒng)本身就是集成了一定的智能化模塊，傳統(tǒng)的操作方式使設(shè)備跟設(shè)備之間缺乏互動(dòng)性，限制了其智能功能的發(fā)揮，既降低了工作效率，又從某種程度上浪費(fèi)了資源、提高了成本。

在發(fā)、變電站應(yīng)用電力信息技術(shù)是指，將發(fā)電、變電站得所有設(shè)備的功能整合優(yōu)化后，利用電力信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，開(kāi)發(fā)統(tǒng)一的信息模型，建立一個(gè)綜合性的自動(dòng)化信息系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)可以對(duì)發(fā)、變電站所有主要設(shè)備的監(jiān)管、控制，以及對(duì)所有通訊信息的集中自動(dòng)化管理，使繼電保護(hù)裝置能與外界進(jìn)行良好的信息溝通，在減小工作量和管理復(fù)雜度的同時(shí)，也提高了發(fā)、變電站的整體安全度。以下是建立自動(dòng)化信息系統(tǒng)的3種方式。

1.1 集中式

就是給系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)中央處理器（主機(jī)）來(lái)處理信息。發(fā)、變電站內(nèi)的設(shè)備將收集到的原始信息通過(guò)接口發(fā)送到主機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，主機(jī)通過(guò)既定的算法來(lái)對(duì)信息進(jìn)行處理歸類(lèi)。這種方式的優(yōu)勢(shì)在于實(shí)時(shí)性強(qiáng)，便于數(shù)據(jù)和設(shè)備的統(tǒng)一管理。但是對(duì)主機(jī)的計(jì)算能力和存儲(chǔ)能力要求比較高，而且由于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)統(tǒng)一，可能會(huì)給主機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)帶來(lái)大量的冗余，增加主機(jī)的計(jì)算負(fù)擔(dān)，提高了硬件投入。

1.2 分布式

這種方式充分利用了各個(gè)設(shè)備上的智能模塊，讓它們對(duì)設(shè)備收集到的數(shù)據(jù)根據(jù)信息需求做初步的整理分析和計(jì)算，再交給主機(jī)做進(jìn)一步的挖掘處理。跟集中式相比，它大大減小了主機(jī)的壓力，避免數(shù)據(jù)過(guò)度冗余，降低了硬件投入成本。不足之處在于每臺(tái)機(jī)器的處理能力不同，在數(shù)據(jù)處理和傳遞時(shí)可能出現(xiàn)混亂或者差錯(cuò)，而主機(jī)上又沒(méi)有原始數(shù)據(jù)，沒(méi)法對(duì)其進(jìn)行勘誤和糾錯(cuò)。

1.3 分層式

在這個(gè)方式中，整個(gè)系統(tǒng)呈樹(shù)形結(jié)構(gòu)，從硬件到軟件被劃分為了3個(gè)層次，分等級(jí)進(jìn)行管理。最下面的是設(shè)備層，即對(duì)單獨(dú)硬件設(shè)備的管理和維護(hù)；在中間的是單元層，利用局域網(wǎng)絡(luò)對(duì)各個(gè)綜合了若干設(shè)備的工作單元管理，負(fù)責(zé)系統(tǒng)軟件和硬件設(shè)備之間的溝通；最上面的是發(fā)、變電站層，從整體的角度由軟件工作綜合管理和處理來(lái)自單元層各個(gè)部分的數(shù)據(jù)信息。它有效實(shí)現(xiàn)了軟件對(duì)硬件的控制和管理，又不會(huì)給主機(jī)造成過(guò)大的壓力，簡(jiǎn)化系統(tǒng)的龐雜度。但是過(guò)多的步驟就必然會(huì)增加系統(tǒng)信息的延遲性和以及數(shù)據(jù)失真的風(fēng)險(xiǎn)。

2 在電網(wǎng)調(diào)度方面的應(yīng)用

電力信息技術(shù)應(yīng)用在電網(wǎng)調(diào)度，建立電網(wǎng)調(diào)度的信息化系統(tǒng)，將在現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)程采集到的各種數(shù)據(jù)和信號(hào)通過(guò)傳輸電路傳送到電力調(diào)度中心，然后調(diào)度中心的計(jì)算機(jī)對(duì)回來(lái)的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)地分析處理，以便調(diào)度員隨時(shí)掌握整個(gè)供電系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理問(wèn)題，提高整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)速度。隨著信息化的不斷發(fā)展，目前我國(guó)在這個(gè)方面已經(jīng)取得了比較明顯的成效。

2.1 電力信息技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)度方面的應(yīng)用現(xiàn)狀

1）SCADA和EMS等得到廣泛應(yīng)用

近年來(lái)，隨著科研和生產(chǎn)水平的上升，我國(guó)自主研發(fā)了多種高水平、高質(zhì)量的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）與自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)（EMS），并且成功將其推廣到全國(guó)各地的電網(wǎng)調(diào)度中心，大幅加快了我國(guó)電網(wǎng)調(diào)度信息化的步伐。地理信息系統(tǒng)（GIS）、調(diào)度生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)(DMIS）等高新技術(shù)也逐漸開(kāi)始被運(yùn)用在電網(wǎng)調(diào)度中。

2）DTS的使用

電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)調(diào)度信息化的不斷發(fā)展，對(duì)員工素質(zhì)的要求也越來(lái)越高，調(diào)度員培育模擬系統(tǒng)（DTS）也順應(yīng)需求發(fā)展出來(lái)。這個(gè)系統(tǒng)主要是通過(guò)模擬電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程以及事故的發(fā)生，在實(shí)際上崗前提升調(diào)度員的操作和處理事故的能力，以及如何利用現(xiàn)有的系統(tǒng)和數(shù)據(jù)信息推斷并消除事故隱患，保證整個(gè)電路系統(tǒng)的良好運(yùn)行。

3）國(guó)家電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)

隨著電網(wǎng)調(diào)度信息化的不斷加深，對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施和集合網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的需求也就越來(lái)越大，建設(shè)一個(gè)全國(guó)性的電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（SPDnet）因此被提上了議程。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)以IP技術(shù)為基礎(chǔ)，采用了二級(jí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建方式。高級(jí)網(wǎng)絡(luò)是SPDnet骨干網(wǎng)，連接了各省級(jí)以上的調(diào)度中心，作為總框架；低級(jí)網(wǎng)絡(luò)是SPDnet省網(wǎng)，作為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)，負(fù)責(zé)一省內(nèi)部的電網(wǎng)調(diào)度。兩級(jí)網(wǎng)絡(luò)相對(duì)獨(dú)立，網(wǎng)域之間通過(guò)路由器接入進(jìn)行信息交流傳遞。這個(gè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的建成會(huì)使得電網(wǎng)調(diào)度信息化系統(tǒng)的應(yīng)用范圍更加廣泛，管理控制更加方面，數(shù)據(jù)傳輸更加快捷，為今后的發(fā)展奠定更扎實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2 電力信息技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)度方面的應(yīng)用前景——智能調(diào)度

電網(wǎng)調(diào)度發(fā)展的必然趨勢(shì)就是實(shí)現(xiàn)智能調(diào)度。它通過(guò)使用集成調(diào)度數(shù)據(jù)并采用各種高端技術(shù)手段對(duì)其進(jìn)行整合和分析，得到實(shí)時(shí)的電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，從而自動(dòng)地檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行，優(yōu)化調(diào)度手段，運(yùn)營(yíng)電力市場(chǎng)，控制電能質(zhì)量，消除事故隱患，及時(shí)發(fā)出預(yù)警，快速事故處理，生成合理的管理方案。采用智能調(diào)度能有效預(yù)防大面積的連鎖故障，提高調(diào)度人員的掌控能力，提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的效果和效率，保障電網(wǎng)的安全優(yōu)質(zhì)地運(yùn)行。

3 在管理上的應(yīng)用

電網(wǎng)在地理上分散度很高，采取的是分片區(qū)式的管理，這樣容易導(dǎo)致片區(qū)跟片區(qū)之間沒(méi)法實(shí)現(xiàn)很好的協(xié)調(diào)。由于電路是連續(xù)性的，分開(kāi)管理也會(huì)造成統(tǒng)一管理上的困難，不小心就會(huì)帶來(lái)安全隱患甚至是事故發(fā)生。這種情況下，建立一個(gè)完善統(tǒng)一的電網(wǎng)管理信息系統(tǒng)就成了管理人員的迫切需求。而一個(gè)成熟的電網(wǎng)管理信息系統(tǒng)應(yīng)該能夠?qū)崟r(shí)的采集現(xiàn)場(chǎng)并對(duì)其處理分析，集成為有用的信息將其顯示給管理人員，并且還要保障信息的安全。隨著國(guó)家城市化的不斷發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，傳統(tǒng)的管理信息系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)實(shí)的高要求，電力信息技術(shù)的巨大作用就漸漸浮出了水面。

通過(guò)電力信息技術(shù)建立的統(tǒng)一的管理信息系統(tǒng)，優(yōu)勢(shì)首先在于規(guī)范了數(shù)據(jù)格式，使得部門(mén)跟部門(mén)、分局跟分局之間可以進(jìn)行良好的溝通。其次一個(gè)最大的優(yōu)點(diǎn)就是融合了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)下，讓每個(gè)部門(mén)每個(gè)片區(qū)的管理者都能實(shí)時(shí)地知道整條線路、整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行情況，再一次做出行為判斷，完美解決了企業(yè)跟部門(mén)間的信息共享問(wèn)題，提高了數(shù)據(jù)傳遞的速度，降低了由于層層傳遞導(dǎo)致的信息失真，從而在宏觀方面提高了電網(wǎng)運(yùn)行的安全度，減少在溝通協(xié)調(diào)方面浪費(fèi)的成本?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)的支持使得整個(gè)系統(tǒng)的建立和完善都只需要較小的投資，而獲得顯著收效。不過(guò)在利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的過(guò)程中，一定要加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)及系統(tǒng)的安全性，防止網(wǎng)絡(luò)受到惡意攻擊而出現(xiàn)漏洞，否則帶來(lái)的影響或者損失也是隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模成幾何倍數(shù)增長(zhǎng)的。然后，利用這個(gè)集成系統(tǒng)，可以提高整個(gè)電網(wǎng)信息的集中度。各部門(mén)企業(yè)將收集的信息和數(shù)據(jù)通過(guò)系統(tǒng)傳給中央主機(jī)，中央主機(jī)統(tǒng)一計(jì)算分析后將結(jié)果又從系統(tǒng)反饋給各個(gè)單位。這樣，有效減輕了上級(jí)管理機(jī)構(gòu)與下級(jí)管理機(jī)構(gòu)信息不對(duì)等的狀況，防止了各單位由于信息的局限性導(dǎo)致判斷失誤或者為了自身利益的最大化產(chǎn)生責(zé)任推諉的現(xiàn)象。管理人員也能通過(guò)整體數(shù)據(jù)的分析得出線路運(yùn)營(yíng)的真實(shí)情況，更好地做出統(tǒng)一管理和調(diào)控。緊急情況下，下屬單位也能清楚的了解事故發(fā)生的狀況以及周邊可以利用的資源，及時(shí)做出正確的反應(yīng)，增強(qiáng)了整體網(wǎng)絡(luò)的反應(yīng)程度。

4 結(jié)論

電力行業(yè)的快速發(fā)展，使電網(wǎng)的安全運(yùn)行已經(jīng)進(jìn)入到了信息化時(shí)代，電力信息技術(shù)在電網(wǎng)運(yùn)行方面發(fā)揮的作用也越大越來(lái)，日后電網(wǎng)的管理控制也會(huì)日趨全國(guó)化。電力企業(yè)應(yīng)順應(yīng)這個(gè)潮流，利用國(guó)家的基礎(chǔ)設(shè)施和政策支持，大力強(qiáng)化自身信息技術(shù)的運(yùn)用，并且利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，盡早融入整個(gè)電網(wǎng)信息系統(tǒng)中去，贏在起點(diǎn)，獲得先機(jī)。

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