摘要: 隨著我國經濟的快速發展和人們生活水平的提高，電力企業的發展給國民經濟和社會發展帶來了巨大的動力和效益，并成為當今社會發展和人民日常生活不可缺少的能源之一。文章結合目前全國電力系統的發展趨勢,就幾種已經或即將應用于電力系統調度運行的現代電力技術進行了介紹,并且從調度運行的角度進行了簡要分析。
關鍵詞: 電力系統;調度運行;技術
Abstract: with the rapid development of our economy and the improvement of people's living standard, the development of the electric power enterprise to the national economic and social development has brought great power and benefit, and become the current social development and People's Daily life is one of the indispensable energy. The article based on the trend of the development of national power system, several have or will be applied to power system of electric power dispatching operation of modern technology are introduced, and from the Angle of dispatching operation are briefly analyzed.
Key words: electric power system; Scheduling operation; technology
中圖分類號： TM7 文獻標識碼：A 文章編號：
我國的電力系統在經歷了高電壓大電網的發展階段之后，正逐步實現大區電網的互聯。隨著已經開展的電力體制改革的需要，市場機制將被引入電力系統的生產運行中，電力交易等市場行為將大量發生，整個電力系統將變成“工商業電力系統(ICPS)”。這些變化要求作為一名調度運行人員，不能僅滿足于了解本省電網，而應做到立足本網，放眼全國;同時也不能僅有對電力安全生產運行的調度指揮，而應做到生產與交易并重，安全與經濟并舉。因此，傳統的調度職責將擴大，調度的業務將增加，僅靠現有的技術支持遠不能勝任，要求調度運行人員能夠應用更多的現代電力技術，來為電網調度工作服務。就已經或即將應用于調度運行工作的技術進行簡單介紹。
1 計算機技術在電力系統調度運行中的應用
1.1 設計數據庫結構
考核子系統的實時數據庫部分包括實時數據庫和實時關系庫兩個部分。實時數據庫記錄調度員在調度操作工作中需記錄的各種數據。實時關系庫則根據各項業務的計算公式和計算關系,將計算所需的各種分量,從分量所在的子系統提取出來,將各層分量關系歸納總結,形成計算關系數據庫。
1.2 數據庫運行
該數據庫針對調度員編制,以MSEXCEL為界面和VB為內核,主要實現操作票計算機數據生成和數據存儲功能。調度員可利用該庫提供的權限和存檔操作票調用功能,在已有操作票基礎上進行修改和組合,進而生成所需操作票,并利用計算機打印,避免了手工寫票的諸多不便和人為錯誤因素,大大提高了操作票擬寫質量和效率,減少了錯票率和廢票率。同時該程序也為調度員提供了操作票庫,存儲了大量的原始操作票,既方便了統計和查詢,也可方便維護人員在方式變化的情況下,對典型操作票進行修改。確保了調度自動化系統實現點對點的不間斷實時數據流的傳輸,保證了調度員對分站實時數據的監控,使電力調度自動化系統更加可靠的安全運行。同時數據庫運行中必須考慮如下調度運行分析計算特點:(1)滿足計算的實時性要求;(2)實時數據庫,采用TCP/IP同步和啟停切換同步實體這兩種同步方法實現主備數據的同步問題;(3)考慮實時計算后每天累計數據的歸零問題;(4)考慮計算周期、公式、考核標準的用戶自定義性;(5)考慮計算結果的可核實核查性和各用戶的考核辦法、標準和報表的多樣性;(6)考慮考核業務的無限可擴展性。
1.3 安裝EMS 高級應用軟件
安裝EMS高級應用軟件進行“狀態估計與在線潮流計算”,該程序的初始狀態為電力系統實時運行方式,只要狀態估計提供的網絡拓撲正確,其潮流是和實際潮流相符合的。對電力系統調度員來說,以往要
進行潮流估計工作必須憑借調度經驗,容易造成誤差,而潮流計算提供了現行運行方式下電力系統任何故障對潮流的改變數據,這對于調度人員反事故水平的提高有極大的幫助。目前調度人員主要利用該程
序進行日常潮流演算、事故預想和操作前潮流估計。具體程序如下:(1)通過日常潮流演算熟悉系統結線方式及正常潮流,并加強對系統薄弱環節的重視。(2)在一些電力系統大型操作前(如變電站啟動、樞紐變電站母線停復役等)和系統特殊結線情況下進行事故預測,并通過該程序為調度操作人員的方式安排提供潮流補充,把事故損失減小到最低程度,同時有力地加快事故處理速度。(3)在進行電力系統合解環等特殊操作前使調度人員進行操作風險評估,以選擇最佳時機進行操作。潮流計算程序為調度人員的運行操作提供的潮流依據,使調度人員進行操作風險評估成為可能。
2 雷電定位技術在電力系統調度運行中應用
雷害天氣給電力系統造成的危害巨大,雷擊線路造成跳閘事故,影響供電可靠性。如果發電廠、變電所建在雷害發生頻繁的地帶,就很容易造成大面積停電,影響各行業的安全生產。雷電定位技術在電力系統調度運行中應用的基本原理是利用計算機軟件和網絡技術,實現對大自然落雷情況的測量、接收,最終建成雷電信息網絡系統,實現數據通信和信息共享,使用戶可以采用C/S(B/S)方式瀏覽所需的雷電信息,統計出雷電的分布,方便快捷地查詢雷擊故障點,指導雷擊故障的定位處理。其具體實施步驟如下:
(1)安裝硬件設備,用于測量雷電到達時間、波峰值及雷電方向角。
(2)安裝所需軟件設備,對雷電原始信息、定位信息進行參數分析。
(3)建立完善的雷電檢測目標數據庫和分析數據庫,具備完整的自動雷電參數統計庫。
(4)協調相關專業,搜集建立系統所需的圖紙資料。
(5)利用網絡資源,對不同的用戶采取最優的接入方式,實現雷電信息共享。
(6)使用防火墻技術和指定IP地址分配用戶的權限,防止網絡病毒侵害雷電系統造成系統的崩潰。
2.1 在電力系統調度運行中的應用
(1)指導輸電線路雷擊故障點的查找:以往,每當輸電線路發生雷擊跳閘,根據調度命令,線路運行單位必須派遣大批巡線人員,僅能根據不算精確的保護故障測距結果,沿線逐桿查找故障點,效率較低。如
果故障發生在山區,巡線人員翻山越嶺,費力費時。對于嚴重故障線路,還有可能造成聯絡線功率超限、延誤送電、電力系統安全穩定水平降低等嚴重后果。通過利用雷電定位系統,在線路發生雷擊跳閘后,只需調度運行值班人員提供跳閘精確時間,能比較準確地指示雷擊故障點,避免全線巡視,縮短搶修時間,同時又大大減輕了線路工作人員的工作強度。
(2)指導判斷線路跳閘的雷擊相關性:以往發生在雷雨天氣的線路跳閘,檢測人員未能查找到明確故障點時,往往將跳閘原因都歸咎雷擊故障,運行單位進而忽視對真正事故原因的查找,留下了再次事故的隱患。應用雷擊定位系統可以把調度自動化中的電力線路事故跳閘的開關信息與時間信息打包傳送到雷電系統。根據調度自動化系統的實時信息,實現自動查詢該線路附近的雷擊點,并且在用戶終端站顯示結果,從而取消包括接到通知、手動查詢雷電定位、向有關部門匯報等環節,確定線路跳閘由雷擊造成的可能性大小,同時加速對雷擊故障的查詢和事故原因的分析。
(3)掌握實時雷電活動情況進行方式調整和事故預想:雷電定位能大范圍實時監視閃光發生的時間、地點、雷電流幅值、極
性和回擊次數。通過該系統接收到的雷電信息,調度員可以判斷雷電強度及走向趨勢等信息。同時根據這些具體情況,在可能的前提下可以及時修正和改變電力系統的運行方式,及時做好相關防雷擊措施及事故預案,避免運行中的電網設施遭受雷擊所導致的不必要經濟損失和電力系統事故。
(4)進行雷電統計分析,指導安排系統雷季運行方式:通過大量雷電數據的積累和分析,可以大致了解雷電多發區域的雷電分布及強度信息,從而合理制定雷區分布圖。不僅可以指導線路運行單位加強雷電密集區段和線路的易雷擊段的運行維護,指導安排全網雷季運行方式,還可以為電力設計部門進行電力線路、廠站等設計時提供必要的防雷依據。
3 更加先進完善的安全穩定控制技術
3.1 安全穩定控制技術的作用
安全穩定控制技術又被稱為“系統保護” 、“特殊保護” ,是保證系統安全穩定運行的重要技術措施。隨著全國大電網的逐漸形成, 對應新的系統穩定導則,各種安全穩定控制技術廣泛應用,無論是在深度上,還是在廣度上都有了很大的發展。
3.2 安全穩定控制技術的分類
a.按照應用的電網劃分。分為送端電網側、受端電網側、電網解列3類。
b.按照應用的范圍劃分。分為局部電網控制、區域電網控制、大區聯網控制3類。
c.按照穩定類型劃分。分為暫態穩定控制、頻率穩定控制、電壓穩定控制、設備過負荷控制、失步控制5類。
4 電力電子技術的應用
電力電子技術是電工技術中的新技術,是電力與電子技術(強電和弱電技術)的融合,已在國民經濟中發揮著巨大作用,對未來輸電系統性能將產生巨大影響。目前電力電子技術在電力系統中的應用主要是高壓直流輸電(HVDC) 和柔性交流輸電(FACTS) 2個方面。
4.1高壓直流輸電(HVDC)
HVDC 主要是出于經濟和技術的考慮,在遠距離輸電時,采用HVDC 更經濟,而且不受穩定性的限制,可以改善兩端系統的暫態穩定性乃至整個系統的動態穩定性。由于直流輸電不要求兩端交流系統同步,可以用于將兩個或多個不同步甚至不同頻率的交流電網連接。當前HVDC 的核心技術和設備—換流技術和換流閥正處于重大的革新中, 直流輸電的發展前景是很廣闊的。
4.2 柔性交流輸電(FACTS)
FACTS 主要是采用現代的電力電子技術對交流輸電系統進行柔性控制(即可連續、快速、靈活和重復控制) 和優化協調控制,從而提高其可控性和傳輸能力。FACTS 控制器已有數十種,按其安裝位置可分為發電型、輸電型和供電型3大類,但共同的功能都是通過快速、精確、有效地控制電力系統中一個或幾個變量(如電壓、功率、阻抗、短路電流、勵磁電流等) ,從而增強交流輸電或電網的運行性能。已應用的FACTS 控制器有靜止無功補償器(SVC) 、靜止調相機(STATCON) 、靜止快速勵磁器(PSS) 、串聯補償器(SSSC) 等。
5 變電站綜合自動化技術的應用
5.1 變電站綜合自動化技術簡介
變電站綜合自動化是近年來發展起來的一項新技術,目前在全國電網處于試用階段。變電站綜合自動化技術以計算機技術為基礎,以數據通信為手段,以信息共享為目標。它可以實現如下功能:保護和重合閘、四遙、電度采集、五防、故障錄波,而且還可以實現專家系統。它的發展大致經歷了全集中式階段、大RT U 階段、分層分布式階段。
5.2 分層分布式綜合自動化系統的特點
現在所采用的大多是分層分布式綜合自動化系統。它是以新型的面向間隔的設計代替了傳統的面向功能的設計,將數據采集裝置(IED) 安裝在開關設備上或離開關設備較近的地方,再通過專用的通訊網相連,實現數據共享,將數據傳輸至監控機和工程師站,在整個變電站的層次上實現數據共享。這樣就大大減少了二次系統及控制信號屏的設置,系統的實時性、可靠性高, 靈活性好,可以在很大程度上提高自動化水平和管理水平。
5.3 對調度運行工作的要求
正是由于變電站綜合自動化具有上述特點,未來一段時間內將會大量地應用于電力生產中,這就對調度運行工作提出了新的要求,在主設備的運行監視、調整操作、保護投停、事故處理等方面都與傳統的變電站有所不同,這將成為調度人員研究的新課題。
6 電力市場運營技術支持系統的建設與應用
6.1 電力市場化運營的必要性
現代電力系統隨著向大規模化、自動化的發展,又出現了市場化運營。競價上網僅是一個表面現象,電力做為一種能源,必須要與其他能源產品爭奪市場的份額,為了在大市場中生存,電力系統必須要實行市場化運營。
6.2 電力市場運營技術支持系統的作用
電力市場的運營歸根結底是要實現:由電力市場交易管理機構按照一定的市場運營規則,組織市場各成員,在保證電網安全的前提下, 提供發、輸、配電的服務。而要完成這項工作,必須要有強有力的技術支持系統。電力市場中的不同機構和成員所需要的運營技術支持系統是不同的,調度運行人員最關心的是用于電力調度交易機構(中心) 的電力市場運營技術支持系統(EMOS) 。
6.3 EMOS 的組成
EMOS 是融電力市場交易管理系統、電網安全實時監控系統、合同管理系統、考核與結算系統、電能計量系統、市場信息管理系統以及軟硬件運行支持平臺于一體的電網商業化運營綜合技術支持系統。
6.4 調度人員在電力市場運營中的作用
在電力的市場化運營中,調度人員不僅是電力系統的指揮員,而且還是電力市場的交易員,必須依據技術支持系統進行公開、公平、公正的電力交易。這對傳統的調度模式提出了很大挑戰,全體調度人員都應當加深對電力市場的認識,在保證安全的基礎上,以技術支持系統為保障,加以實時的調度交易,保證消費者的需求,努力實現市場各方的生產利益最大化。
7 結語
本文所述的幾種現代電力技術已經應用于我國的電力生產中, 并且越來越多地影響著電力系統的發展,有的正在逐步產生巨大的經濟效益,這也證明了“科學技術是第一生產力” 。全國電網必將實現大區聯網乃至全網聯網,現代化的超大容量的電網( 全國聯網) 必然是以現代化的電力技術做保障的,電力的市場化運營也必將是電力企業自身發展的必由之路。作為調度人員,應當充分認識到這些,認識到電力發展的客觀規律,發揮自身的主觀能動性,加深對全網聯網、電力市場的理論認識,加強對現代電力技術的學習,才能保證電力系統的安全穩定經濟優質運行。
參考文獻
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[2] 楊永強,鄧正濤.電力技術在調度運行中的應用[J].黑龍江科技信息,2008(22).
