1. 研究目的与意义
电网调度自动化系统是以电力系统发电输电为控制与管理对象,由计算机硬件、软件、远动和信道等组成的一个复杂系统。随着电网调度自动化系统功能的日臻完善与提高,其在电网安全、经济、优质运行方面发挥了愈来愈大的作用,成为电网调度不可分割的一部分。
电网调度自动化发展的第一阶段是远动技术的采用。安装在各个厂站的远动装置采集各机组出力、各线路潮流、各母线电压等实时数据及各断路器等开关的实时状态,然后通过远动通道传给调度中心并直接显示在调度台和模拟屏上,调度员可以随时看到这些运行参数和系统的运行方式。电网调度自动化发展的第二阶段是计算机在电力系统调度工作中的应用。现代电力系统的结构和运行方式越来越复杂,同时,现代工业和人民生活对电能质量和供电的可靠性的要求越来越高,人们对系统运行的经济性也越来越重视,为了全面解决这些问题,需要对电力系统中大量数据进行复杂的计算,计算机的应用满足了日益复杂的电力系统的实际需要。首先应用计算机技术进行电网离线计算,然后参与电力系统的安全监视和控制,这就是监视控制和数据收集系统(SCADA)。电网调度自动化发展的第三阶段是在SCADA的基础上,又发展为包括许多应用功能的能量管理系统(EMS),基于UNIX(或PC／Windows)的开放分布式EMS系统,通过高级应用软件的快速计算和实时智能分析,帮助调度员对电网深层把握,及时处理电网可能发生的潜在问题,提供电网改造、扩展的技术依据。
电网调度自动化系统则有一套可靠的通信系统,是在对全系统运行信息进行采集分析的科学基础上,由计算机监控做出纵观全局的明智判断和控制决策。发展完善电网调度自动化系统,不仅是实现“一强三优”科学发展战略的现实需求,同时也是为了满足市场环境多变的这个“大势”所趋。2. 课题关键问题和重难点
调度自动化系统的广泛应用有利于提高县调运行人员的工作效率，有利于调度专业人员更准确更快速的处理电网突发事件，为县级电网的发展和稳定运行发挥了巨大的作用。近几年来，随着抚州电网自动化改造的完成和无人值守变电站的投运，抚州电网调度自动化系统也得到了快速的发展，也具备了相当高的水平，调度自动化在电网安全经济运行中的作用也越来越显著。所以一旦自动化系统发生故障，就必须采取措施，及时排除故障。
在调度自动化日常运行中，常会出现以下几个故障：主站死机瘫痪、数据不刷新、数据曲线为直线、通讯中断、不能遥控、遥信不准、主备机切换故障、UPS电源故障、病毒等问题。根据抚州地区电网调度自动化系统的使用情况，目前存在的主要问题是: （1）SCADA系统和EMS应用软件不是一体化设计，给应用软件的使用带来一定的困难，不能适应今后的功能扩展和建立集成的支持市场运营的调度自动化系统的要求。（2）高级应用软件用到的电网结构参数需要以数据文件的形式输入，维护工作量极大，使该软件无法实用化。（3）由于地方电厂的出力没有遥测量，其开停机情况难以预测，发电出力的数据无法准确预测，降低了负荷预测的指导意义。（4）抚州地区电网主要呈现放射状，且大量110kV变电站高压侧端无母线，T接线路较多，无电压遥测，相关线路上也缺少功率、电流遥测量，遥测量冗余度较低，导致状态估计程序结果有一定误差。因此，目前系统无法向调度员提供全面了解电网运行状况的技术手段。随着电网规模的日益增大，应用功能的实用化愈加迫切。为使调度自动化系统更加稳定可靠地运行，自动化专业人员必须认真做好对调度自动化系统的故障处理工作，使调度自动化在电网经济调度及安全运行等方面发挥应有作用。3. 国内外研究现状（文献综述）
电力系统调度自动化是指为电力系统调度自动化系统提出系统功能规划和技术装备配置方案的一项系统设计工作，是电力系统设计的组成部分。这项设计工作必须以电力系统发展规划、调度管理体制和调度职责分工为依据，从分析电力系统特点、运行需要和基础条件出发。提出与调度关系相适应，符合可靠性、实用性和经济性且便于扩充发展的总体方案及实施步骤。
电力系统调度自动化的基本功能有:①数据采集与监视控制。②自动发电控制(AGC)和经济调度控制(EDC ) 。③安全分析。调度任务不同，其对调度自动化功能的要求也不同，低层次的调度主要承担局部性的运行管理和直接操作任务。一般只实现以不同水平的SCADA功能为基础，增加变电所、水电厂集中控制功能和负荷管理、控制功能。高层次的调度由于承担具有全局性影响需广泛协调的调度管理任务，需采用以SCADA功能为基础，进而实现AGC/ EDC和SA功能，并发展其他功能，构成能量管理系统。在功能规划中需要根据不同层次调度的任务和职责范围。并分析电力系统的特点、运行需要和基础条件，提出调度自动化总的功能要求。按调度自动化系统的三个主要组成部分分别提出其配置原则:①计算机系统;②远动系统;③人机联系系统。此三者互有联系，且是一个有机的整体。(1)计算机系统。其硬件由计算机，外存储器、输入输出设备等组成。其软件包括系统软件、支持软件和应用软件。(2)远动系统。由远动装置、远动通道和遥测变送器等组成。远动装置包括主站设备和远动终端。主站设备可与前置主机分层系统结构中的前置机合并，也可作为以网络技术构成的分布式系统结构的一个工作站。(3)人机联系系统。包括彩色屏幕显示装里,打印和记录设备，电力系统动态模拟屏及控制器等。发展的趋势是采用人机工作站，设计中需对各种设备尤其屏幕显示器和动态调度模拟屏的功能进行合理划分。使之在运行中提高效率，提出各种设备的配置规模和技术性能要求。
电网运行过程中电网监控发挥着重要作用，需要根据实际情况搭建合适的系统，切实发挥电网监控的积极作用。电网监控有着较好的拓扑结构功能，能够监视供电系统中的电能质量还能够对电网安全进行监视。电力监测技术为了能够有效实现对电网运行方面的管控，就需要经由现场总线在实际的电网工作中，采用系统与总线直连的方式，并运用智能设备来构建网络系统，进而达成对现场智能设备运行状态进行监测以及将其中相关数据进行收集传输的目的。在电网监控过程中，物联网技术能够随时感知到物品动态，物联网技术在电力监控的每一个环节都有应用，实现了对电网的智能控制与优化配置，提升了电力规划的管理能力，物联网技术在电网监控的过程中，能够实现电网与用户的双向互动，创新电网系统，为用户提供更加优质的服务。智能电网中的通信技术在电力监控系统中主要作用是对于工作人员的指挥。一方面，当电网设备出现故障时，智能电网就会通过通信技术对工作人员下达指令，帮助技术人员定位故障的具体位置，进而提升工作的效率，保障居民与工业的用电需求，避免因为电力故障而造成居民生活上的不便和工业上的巨大损失。另一方面，只有不断重视通信技术在电力系统中的应用，才能实现电力系统的平稳发展。
4. 研究方案
抚州电网调度自动化系统设计中采取以下原则：（1）实用性：从保护用户原用的设备投资和能够完全满足现实需求的角度出发，充分集成现有的各种计算机和网络设备，使建设的系统适用、安全、可靠且易管理、维护和扩展，具有最高的性价比。（2）开放性：构造一个开放的网络系统，是当前世界计算机技术发展的潮流，因此我们在整个系统的设计中采用的规范、设备与厂商无关，具有较强的兼容性，便于与外界异种机平滑互联。（3）先进性：当今的计算机网络技术发展日新月异，方向把握不准可能导致在很短的时间内技术落伍，从而面临被淘汰的危险。因此在坚持实用性的前提下尽量采用国际先进成熟的网络技术和设备，适合未来的发展，做到一次规划长期受益。(4)可扩充性： 所选择的联网方案及设备要能适应网络规划的不断扩大的要求，以便于将来设备的扩充；要能适应信息技术不断发展的要求，平稳地向未来新技术过渡。(5)可靠性：系统设计除采用信誉好，质量高的设备外，还采用一系列容错、冗余技术、提高整个系统的可靠性。(6)安全性：安全性包括两个方面，一、网络用户级的安全性；二、数据传输级的安全性。网络用户级的安全性应在网络的操作系统中给与考虑，而数据传输的安全性则必须在网络传输时解决。
设计内容：1．针对抚州市的电网调度自动化系统做出规划，考虑将要建设的系统以及已有的各种系统对通信网络的要求，列举相关网络、通信设备，线路状况，现有的通信手段，分析对应的性价比，提出可供选择的通道网络建设方案。2．考虑抚州市目前的建设状况，已有系统的情况，在提出通道网络建设方案的同时，兼并设计以小的代价将现有系统、资源并入新系统的方法。3．分析现有各种主站系统、RTU系统的性价比，根据抚州市各个变电所、供电所对调度自动化不同的要求，重点针对抚州市将有的电网调度自动化系统进行设计、选型。4．考虑抚州各变电所的特殊情况，进行变电所监控的设计，提供监控方案与设备性价估计以供参考。
随着现代电力的不断向前发展，电力通信也出现了一些新的特点和要求：由于电网系统的调度自动化、四遥信号以及无人职守变电站的增多，要求通信设备能稳定地运行，系统能高可靠地传输相互间的信息；随着电力业务的增大和电力管理现代化的需要，系统组网容量要大，扩容要方便，设备在各站点上下信息要方便；由于电力通信中信号较复杂，要求传输设备具有多种接口，以满足控制信息和反馈信息的顺利送达；在电力系统，通信维护力量相对薄弱，因此要求设备可靠性高，运行稳定，维护简单方便；由于电力通信将朝综合业务数字网（ISDN）方向发展，并要求全网系统能接入其他大网，这要求设备技术上具有一定的先进性和强适应性。
5. 工作计划
1、对电网调度自动化系统的特点与功能进行大量地查阅与学习并做总结。
2、掌握电网调度自动化系统基本硬件软件配置及其功能的描述。
3、进行对电网调度自动化系统的技术特点分析。
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