淺析電網(wǎng)自動(dòng)化信息問(wèn)題處理措施與相關(guān)理論

謝會(huì)民

摘 要：電網(wǎng)自動(dòng)化，是當(dāng)前輸電網(wǎng)所承載的重要科技領(lǐng)域的組成部分，供電企業(yè)通過(guò)對(duì)調(diào)度自動(dòng)化設(shè)備的改造，達(dá)到向地調(diào)加傳保流電站遙測(cè)、遙信信息量的目的。

關(guān)鍵詞：調(diào)制解調(diào)器；調(diào)度自動(dòng)化；數(shù)據(jù)庫(kù)

引言

現(xiàn)代電力系統(tǒng)同發(fā)電電網(wǎng)、變電所、輸配電線路和用電設(shè)備等組成。它包括了發(fā)電、輸電、配電和用電四個(gè)環(huán)節(jié)，即電能從生產(chǎn)到消費(fèi)的全過(guò)程。由于電能難于存儲(chǔ)，因此在電能生產(chǎn)中，總是需要多少就生產(chǎn)多少，為了使發(fā)電、輸電等環(huán)節(jié)能隨時(shí)跟蹤用電負(fù)荷的變化，并保證對(duì)用戶的輸電質(zhì)量，同時(shí)提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性，電力系統(tǒng)中除配備必要的自動(dòng)裝置外，還設(shè)有國(guó)調(diào)、網(wǎng)調(diào)、省調(diào)和地調(diào)等各級(jí)調(diào)度中心，由它們監(jiān)視發(fā)電、輸電和配電網(wǎng)的運(yùn)行情況。本文以黑龍江大興安嶺供電公司電網(wǎng)自動(dòng)化信息開(kāi)展情況為例，淺析電網(wǎng)自動(dòng)化信息問(wèn)題。

1 當(dāng)前電網(wǎng)信息自動(dòng)化特點(diǎn)與趨勢(shì)

1.1 早期的電力系統(tǒng)調(diào)度，主要依靠調(diào)度中心和各變電站之間的聯(lián)系電話，這種調(diào)度手段，與電力系統(tǒng)中正常操作的快速性和出現(xiàn)故障的瞬時(shí)性相比，實(shí)時(shí)性極差，遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)進(jìn)入電力系統(tǒng)后，便由安裝在調(diào)度中心和各變電站終端的遠(yuǎn)動(dòng)裝置，借助遠(yuǎn)動(dòng)信道自動(dòng)傳遞信息。由于遠(yuǎn)動(dòng)裝置中信息的生成，傳輸和處理的速度非?？欤m應(yīng)了電力系統(tǒng)對(duì)調(diào)度工作的實(shí)時(shí)性要求，使電力系統(tǒng)的調(diào)度管理工作進(jìn)入了自動(dòng)化階段。

1.2 遠(yuǎn)動(dòng)裝置主要用于電力系統(tǒng)的調(diào)度自動(dòng)化管理和企業(yè)單位的能源管理，用于變電所、發(fā)電電網(wǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，經(jīng)處理后遠(yuǎn)傳。遠(yuǎn)動(dòng)裝置要完成的基本功能是遙測(cè)、遙信、遙控和遙調(diào)等。

1.3 遠(yuǎn)動(dòng)自動(dòng)化工作人員在日常的工作中所做的大量工作是設(shè)備的維護(hù)工作。由于現(xiàn)在遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)發(fā)展很快，設(shè)備種類(lèi)也很多，每一種設(shè)備都有各自不同的特點(diǎn)。

2 當(dāng)明電網(wǎng)自動(dòng)化信息現(xiàn)狀的調(diào)查

2.1 當(dāng)前，大興安嶺供電公司地調(diào)中心遙控“無(wú)人值班”（少人值守）系統(tǒng)已經(jīng)技術(shù)成熟。隨著近年來(lái)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的不斷發(fā)展，由原來(lái)單一的SCADA系統(tǒng)擴(kuò)展為EMS、電網(wǎng)站自動(dòng)化、電力市場(chǎng)技術(shù)支持系統(tǒng)和調(diào)度生產(chǎn)管理系統(tǒng)等。而電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的最根本職責(zé)在于保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，保證對(duì)電網(wǎng)的監(jiān)控準(zhǔn)確、不間斷進(jìn)行，所以調(diào)度自動(dòng)化數(shù)據(jù)是電力調(diào)度系統(tǒng)中最重要業(yè)務(wù)。

2.2 電力網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)相及事故備用任務(wù)，為了讓地區(qū)調(diào)度人員能夠全面、及時(shí)、可靠地掌握包括電力系統(tǒng)運(yùn)行狀況，并在電力負(fù)荷高峰期給于準(zhǔn)確地調(diào)峰命令，而且能夠在電力系統(tǒng)特別時(shí)期投入電網(wǎng)運(yùn)行中去，以適應(yīng)現(xiàn)在不斷的發(fā)展電力市場(chǎng)的要求。

2.3 RTU業(yè)務(wù)的特點(diǎn)是以數(shù)據(jù)處理為主，周期性傳輸，所占用信道帶寬不大。數(shù)據(jù)具有分布采集、分層傳輸、集中匯聚的特點(diǎn)。數(shù)據(jù)都在公司電網(wǎng)當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生，送至對(duì)其直接調(diào)度的省調(diào)或地調(diào)，處理后按需向更高一級(jí)調(diào)度轉(zhuǎn)發(fā)。

2.4 這些實(shí)時(shí)監(jiān)控業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸周期為秒級(jí)。國(guó)標(biāo)規(guī)定，遙測(cè)數(shù)據(jù)傳送時(shí)間不大于3s，遙信數(shù)據(jù)變化傳送時(shí)間不大于2s，遙控、遙調(diào)命令傳送時(shí)間不大于4s，AGC命令發(fā)送周期為3s～15s。這些實(shí)時(shí)性要求我們的調(diào)度自動(dòng)化設(shè)備必須具有較短的時(shí)延；這些實(shí)時(shí)監(jiān)控業(yè)務(wù)除了反映電網(wǎng)運(yùn)行工況外，更重要的是控制電氣設(shè)備的投入和退出，下達(dá)功率調(diào)節(jié)命令，對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生直接影響。

2.5 大興安嶺地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化，向地調(diào)傳送保流機(jī)組的信息量，各個(gè)機(jī)組的有功功率、無(wú)功功率；各個(gè)主變壓器及輸電線路的有功功率、電流；各個(gè)配電線路的有功功率、電流，各個(gè)變電站及開(kāi)閉所的母線電壓、各個(gè)短路器的位置、各個(gè)隔離開(kāi)關(guān)的位置、各個(gè)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)。

3 電網(wǎng)信息自動(dòng)化項(xiàng)目的實(shí)施與改造

3.1 第一部分：大興安嶺地區(qū)電網(wǎng)已安裝完成了LCU計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，由于當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)只考慮到與省調(diào)通信（采用POLLING一對(duì)一方式）與地調(diào)現(xiàn)行通信規(guī)約不符，且通信接口唯一（已占用），于是公司對(duì)設(shè)備進(jìn)行了改造，為它加裝了RS232一變四擴(kuò)展器、電力專(zhuān)用調(diào)制解調(diào)器，并在LCU數(shù)據(jù)庫(kù)中為地調(diào)設(shè)備重新設(shè)置了數(shù)據(jù)庫(kù)信息。

（1）在LCU設(shè)備上位機(jī)的通訊處理機(jī)串口上加裝RS232一變四擴(kuò)展

器，并要軟件中設(shè)成出電網(wǎng)設(shè)置。

（2）將電力調(diào)制解調(diào)器的COM1口與通信處理機(jī)的數(shù)據(jù)發(fā)送接口可靠連接。

（3）將電力調(diào)制解調(diào)器的移頻鍵控裝置口與通信通道連接。

（4）根據(jù)地區(qū)調(diào)度主站要求選擇中心頻點(diǎn)（2880HZ）及頻偏（±200HZ）。

（5）根據(jù)地區(qū)調(diào)度主站要求選擇全雙工。

（6）根據(jù)地區(qū)調(diào)度主站調(diào)制解調(diào)器的實(shí)際情況設(shè)置正邏輯。

（7）根據(jù)地區(qū)調(diào)度主站要求選擇速率為600波特。

（8）根據(jù)地區(qū)調(diào)度主站要求選擇DL451-91循環(huán)式遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約。

（9）在LCU設(shè)備上位機(jī)NC2000系統(tǒng)工程師工作站中增加一個(gè)向地調(diào)傳送信息的數(shù)據(jù)庫(kù)并設(shè)置相應(yīng)的中心頻率、頻偏、波特率、規(guī)約方式。

3.2 第二部分：大興安嶺地區(qū)電網(wǎng)安裝了D20遠(yuǎn)動(dòng)RTU設(shè)備，基本具備了向地調(diào)傳送調(diào)度自動(dòng)化信息的功能，在硬件上加裝一個(gè)地調(diào)發(fā)送信息的調(diào)制解調(diào)器就可以實(shí)現(xiàn)，主要改造環(huán)節(jié)均集中在設(shè)備的軟件上：

（1）將維護(hù)Download電纜將RTU維護(hù)口與電腦的串口進(jìn)行連接，通過(guò)人機(jī)辦面對(duì)RTU的狀態(tài)進(jìn)行維護(hù)。

（2）在現(xiàn)地RTU設(shè)備上進(jìn)入組態(tài)軟件，進(jìn)入DPA規(guī)約配置系統(tǒng)。

（3）進(jìn)行串口COM配置、通訊同異步配置、波特率配置、LRU配置以及通訊時(shí)間等的配置。

（4）進(jìn)入遙測(cè)配置表格，遙信量配置表格，將以下信息量加入：電站遙測(cè)量：各發(fā)電機(jī)P、Q、I，發(fā)電機(jī)母線電壓、220KVI、II頻率；遙測(cè)量：各臺(tái)發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)。生成可下裝的二進(jìn)制文件，下載到RTU設(shè)備。

3.3 第三部分：新增電網(wǎng)RS232數(shù)據(jù)通道，調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)增加兩塊數(shù)據(jù)接口板分及調(diào)度模擬屏的相關(guān)組件。

（1）在數(shù)據(jù)庫(kù)將以下信息量加入：電網(wǎng)及變電站遙測(cè)量：各發(fā)電機(jī)、各線路、主變高低壓側(cè)P、Q、I，各等級(jí)V。遙信量：各發(fā)電機(jī)、各線路、主變高低壓側(cè)開(kāi)關(guān)：電站遙測(cè)量：各發(fā)電機(jī)P、Q、I，發(fā)電機(jī)母線電壓、220KVI、II頻率；遙測(cè)量：各臺(tái)發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)。

（2）調(diào)度與電網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)視。這樣通過(guò)增加一些相關(guān)的配件設(shè)備就完成了電網(wǎng)地調(diào)調(diào)度自動(dòng)化信息的傳送。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述：電網(wǎng)自動(dòng)化信息系統(tǒng)投入運(yùn)行后，項(xiàng)目的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到了地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的規(guī)范要求，通過(guò)以上實(shí)施，大興安嶺地區(qū)電網(wǎng)的電力調(diào)度自動(dòng)化網(wǎng)的建設(shè)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)了電力數(shù)據(jù)的專(zhuān)網(wǎng)專(zhuān)用，切實(shí)保證了電力數(shù)據(jù)的安全性、可靠性，為安全、科學(xué)、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)發(fā)電運(yùn)行創(chuàng)造了技術(shù)基礎(chǔ)，確保了調(diào)度自動(dòng)化信息向地調(diào)中心穩(wěn)定傳送，間接促進(jìn)了機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，并在各部門(mén)的配合下，按照設(shè)計(jì)方案順利實(shí)現(xiàn)了聯(lián)調(diào)互通，并達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求。

與此同時(shí)，大興安嶺供電公司為建立區(qū)域型電力市場(chǎng)創(chuàng)造了技術(shù)條件，為電能量的計(jì)量、計(jì)費(fèi)結(jié)算創(chuàng)造了統(tǒng)一的技術(shù)平臺(tái)。對(duì)今后地調(diào)、省調(diào)間各類(lèi)運(yùn)行數(shù)據(jù)的高速、大容量、專(zhuān)網(wǎng)、可靠傳輸具有重要的作用，為我電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班，少人值守和創(chuàng)建堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)奠定了良好的基礎(chǔ)。