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1、电力系统厂站及调度自动化综述2000年3月10日Mar.10,200061王 强,韩英铎(清华大学电机工程系,北京100084)摘要:论述了电力系统自动化技术沿着元件—局部—子系统—管理系统发展的历程,对厂站自动化及调度自动化的现状进行了总结,指出其发展趋势和今后主要发展动向,并介绍了有关现代高新技术和理论。关键词:电力系统;自动化;电厂;调度;发展中图分类号:TM7341 电力系统自动化的沿革电力系统自动化技术沿着元件—局部—子系统(岛)—管理系统的道路发展。理论发展可以分为3个阶段:60年代以前处在经典理论阶段
2、;七八十年代注入了控制论,形成了以计算机为基础的现代理论阶段;90年代以后注入经济理论,而到达电力市场理论阶段。70年代中期,运用系统工程理论将现[1]EMS,:;50(AGC);电网调度自动化系统概念的提出是在50年代中期,这标志着现代电网自动化的开始[2]。以前只有远动装置及机电式的调频装置,不成为系统。60年代初,有些电力公司利用数字计算机实现电力系统经济调度,开始了计算机在调度中的应用。在1965年美国东北———————————————————————————————————————————————部大停电
3、后,多数电力公司意识到依靠远动装置在模拟盘上显示信息的方式已远不能满足复杂电网安全运行的要求,开始把计算机系统的应用从以考虑经济为主转移至以安全为主,出现了所谓电网SCADA系统。这是电网调度自动化形成系统的一个台阶,具有代表性的系统是美国BPA的迪特茂调度中心。这一阶段延续至70年代。电网自动调频和有功功率经济分配的装置和自动调节系统不再独立存在,而是以AGC??EDC软件包的形式和SCADA系统结合,成为SCADA??AGC—EDC系统,这是SCADA系统出现后的电网调度自动化系统中第1次功能综合。电力公司在6
4、0年代末提出了用SCADA采集收稿日期:1999209229。的实时信息对电力系统的扰动(开关操作、事故跳闸)进行在线快速分析计算,用以解决电网运行方式的在线研究和事故跳闸后果的预测。从70年代初开始,采集的数可能停运等)带来),开发了网络拓扑、外部网、状态估计等一系列软,将SCADA采集到有误差的“生数据”转变成潮流计算收敛的“熟数据”,建立了熟数据库。在这一基础上开发了调度员在线潮流、开断仿真和校正控制等所谓电网高级应用软件(PAS)。PAS投运后,电网运行方式的改变以及当前运行方式下遇到大扰动时的后果就可以通
5、过PAS自动预计出来。网络熟数据库的建立,为各种电力系统的优化软件,如线损修正、无功优化、最优潮流等的开发提供了条件。自从PAS综合到电网调度自动化系统,形成了SCADA??AGC—EDC??PAS系统后,电网调度自动化系统从SCADA系统———————————————————————————————————————————————升级为能量管理系统(EMS)。除了PAS从算法到软件本身的研究外,还有运行EMS必需的支持软件的研究和开发。在SCADA系统中,不存在多种应用的数据库相互调用和统一维护问题,调度员的操作
6、只是调用画面,并不需要对数据库进行删除、插入、修改等操作,因此,在单一的SCADA系统中,数据库的建立和管理都采用文件方式,由程序员来修改数据库。在EMS中,由于多种应用的出现,调度员需要在屏幕上设定各种故障方式,开发支持软件系统的要求就提出来了。由于商用关系数据库管理系统(如Oracle等)都无法满足实时要求,于是各大系统公司花了大量人力和时间来开发支持软件系统。PAS工程化后,在线调度员培训仿真器(DTS)得到了发展,并综合到EMS中,根据Diliaco的统计,1985年后各国投运的EMS中有40%包含了62
7、DTS,有的公司建立了大型培训中心,如法国的EDF,采用了离线的培训仿真。随着计算机技术、控制技术、通信技术和电力电子技术的不断发展,“电力系统自动化”无论其内涵或外延都发生了巨大的变化。如今电力系统已经成为一个CCCPE的统一体,即计算机(computer)、控制(control)、通信(communication)和电力电子(powerelectronics)的产生、输送、分配装置以及电力电子装置。当然,在21世纪,不掌握电力市场知识便很难承担电力调度工作。———————————————————————————
8、————————————————————根据等强度的概念,自动化设备所占的投资比例虽然不大,但其重要性与主设备同样。而且先进的自动装置不仅可以改善一次主设备的运行状况,提高其运行效率,甚至可以推迟或避免新建一些主设备,节省数额可观的一次设备投资。电力系统产生的电能必须与消费的电能实时平衡,这只能靠自动调节和控制装置来维持。这种平衡不仅要在正常的稳态运行时而且
