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摘要:科技革命的深入进行,带动各行各业的科技潮流。电网科技革命的发展,已经形成调度自动化实时通信技术系统的硬件平台,广泛应用于电力系统各个环节(电网生产控制、管理、经营等),是现代电力系统的有机组成部分。根据电网安全、优质运行的要求,把通信与现代电网调度自动化融合为一体具有现实意义。因此本文分析电网调度自动化实时通信的现状,并做了简单研究论述。
关键词:现状,通信, 监控, 研究,前景
中图分类号: S972.7+6 文献标识码: A 文章编号:
0.序言:
电网调度自动化系统发展经历3代系统: SCADA系统、EMS系统和基于开放式分布式EMS/DMS系统的三代产品。随着信息化的不断推进,计算机和网络技术得到飞速发展,也推动正在从半自动人工控制逐步向全智能控制现代电网的发展。因此,诞生了第四代自动化系统,它的基础条件具备诸多技术含量。特点是具有调度自动化实时通信系统统一支撑平台,能把实时通信子系统集成一个或多个应用。包括硬件平台、运行模式、通信协议集成、PMU通信、通信网关等形成智能电网。因此有必要对有关电网调度自动化的现状作分析和研究。
1.电网通信现状分析
电网的主要通信手段:以发展光通信为主,卫星通信、公网通信作为应急通信或辅助通信。由此基础上,电力系统独有的电力载波,以语音交换网、视频会议系统、数据网、时钟同步网等发展起来。随着电力通信科技的发展,宽带通信技术如光纤、数据网络等发展成为主流。载带通信技术如微波、载波等逐步萎缩。目前,广泛推广新EMS系统(如下图1)等新的电网控制技术,许多电网普遍使用光通信技术,通信通道具有可靠性,跨區域的控制,跨系统的监视、分析可能成为现实,从而更加融合电流差动保护、电力通信与电网生产的一体化。
然而,宽带通信技术也存在不少问题,例如,电网通信采用租用GPRS/CDMA公网无线通信资源,以解决大客户负控、配变监测、低压集抄等通信问题,并同时运用接入办公互联网、传真、办公电话外线、移动电话等范围。由于面向社会大众,电力企业工业化控制和信息安全还没有制定专门针对需要的技术服务。何况公网通信网络不稳定,使用中还存在不确切需求,故障处理滞后等技术和管理方面的问题。
2.通信的新需求
提升电网的智能化水平需要利用现代信息通信和控制等先进技术,多元化电网服务要求就是双向互动、适应的可再生能源接入等,为可持续电力提供安全可靠、经济高效的能源。智能电网实现的基础是依据电力通信网络,地理位置不同,智能化系统之间信息主要依靠通信手段实现沟通,那么智能调度和控制的技术,是保证高速、双向、实时、集成的通信系统。通信系统与电网应该形影不离,深入到千家万户,这样才能使输配电网和通信网络形紧密联系的网络,这才是智能电网的最终目标和主要特征。
作为通信介质的光纤组成的多层结构通信网络,层次间具有包含与被包含关系,其中包括广域网、局域网、家庭区域网的通信网络,组成智能电网通信网络架构。综合上述情况,智能电网需求,是通信网络与电网同时覆盖,具有泛在、双向、实时、互动的通信网络。是在现有电力通信网络的基础下不断发展、完善的通信网络。
3.发展分析
3.1 电网调度自动化应用现状
我国现有大中型水电厂的机组,正在逐步实时监控,实现操作快速启停、转换、调节的功能,实现远方操作事故诊断和处理,无人值班或少人值守水电厂和变电站。尤其是大部分220千伏及以上,已实现计算机监控变电站,少人值班的现象;有条件的220千伏变电站、110千伏及以下变电站逐步实现无人值班(少人值守)。而且大部分抽水蓄能电站,采用计算机监控系统。监控数据通过加工、分析,提取出来为其提供基础数据。
自动化监控系统的应用,生产过程自动化水平显著的提高,经济效益明显,同时减少了运行人员的成本,大大提高了劳动生产率。现阶段监控系统大部分都是使用国外的先进技术。我国单项指标某些基本达到了国际水平,但在整体应用上仍然存在差距。
3.2 电网调度自动化数字化
随着信息化时代的到来 , 电网信息源的数字化发展趋势已经迫在眉睫。 人们普遍关注电网调度自动化的数字化发展及如何开发电网和变电站的数字化。电网中的运行数据通过系统数字化,对调度系统中的综合信息和通信进行分层分类、分区的采集经过处理, 整个电网监控过程得到统一和规范, 促进电网调度信息化、 智能化和可视化, 系统运行实现更加稳定、 安全、 经济的效果。如图(2)
图2 电网调度自动化数字化
4. 电网调度自动化解决与研究
现在电网调度自动化各环节业务信息系统较成熟,电力通信网络以光纤通信为主,并运用多种通信方式(卫星、载波、微波等),自愈环网为主要特征,促成分层分级的电力专用通信网络体系架构。建成先进可靠传输媒介光纤化、运行监视和业务承载网络化的管理,也逐步自动化和信息化。
当然,电网调度自动化实时通信还存在急需解决的问题:如信息化发展不平衡,特别整合和集成信息资源需要加强。信息系统应用深度不高,实用化水平能力有待提高。通信网络面向用户资源不足,优化电力通信传输网络结构有待深化。需要优化整合通信信息资源,有待加强防御极端天气的应急通信方案及有效地通信抗灾体系。可靠性、安全性的通信网络带宽还需提高。
针对问题实际情况,电网通信技术发展应适应智能电网在各阶段的建设和发展需求,不断创新,利用成熟的通信技术,完善和建设更实用的配用电通信网、高速可靠的输电通信网、重点保障应急通信网。
5.电网调度自动化的未来发展
电网调度自动化要实现三网合一的综合业务数据网,那么计算机化,网络化,智能化是未来趋势,实现一体化的发展就包括保护、控制、测量和数据通信。出现网络的“三合一”即语音、数据、图像,增添电力系统的综合业务数据网的业务能力。
5.1 电网调度智能化趋势
电网智能调度是未来发展的必然趋势,采用先进的调度数据集成技术的智能调度,有效整合稳态、动态和暂态的运行信息,监测和优化电力系统的运行,对必要的预警和动态预防实施控制,有效辨识故障处理和系统恢复。电厂质量、 职场运营、电网的调整得到更加协调与优化。 在应急的情况下, 协调控制系统, 形成调度、 运行和管理三者相联系。应用功能还具备可视化等。使系统的事故能够控制和恢复,电网调整达到协调和优化的目的
5.2 电网调度遥视功能
变电站无人值班、无人值守不断增多,生产现场的可视化显得不容忽视,环境监控如防火、防盗、防渍、防爆等问题就需要具备警戒作用的“遥视”功能。随着现代科技技术的运用,计算机技术、多煤体技术和通信技术能够成熟地实现数字化(图像、声音信号),并处理音像信号和远距离传送,远动系统在技术上可能增加“遥视”。
在调度中心观看生产现场的实景,主要是遥视功能实现。还应具备警戒、启动安全设施的功能、启动消防系统、排水系统、音响警告非法闯入者等功能。
6.结束语:
实现电网调度自动化实时通信是一项复杂而艰巨的科技项目,应该科学规划,以标准规范体系为基础,实现信息化、数字化、自动化为手段,互动化为目的相辅相成的有机整体。同时必须具备技术支撑体系和智能应用体系的建设,推动可再生能源发电并网研究,实现全国高压输电调度自动化实时通信,是一个长期的研究课题。
参考文献:
[1] 姚建国.杨胜春.高宗和等电网调度自动化系统发展趋势展望[J]. 电力系统自动化2007.31(13): 7-11.
[2] 谈苏伟.梁寿愚.陈宁等. 中国南方电网 EMS 前置子系统的工程应用[J]. 电力系统自动化,2008.32(17):95-99.
[3] 谈苏伟.赵大方.葛云鹏等.一种按名通信数据接口方案的实现[J]. 江苏电机工程,2008.27(6): 59-62.
[4] 高宗和.戴则梅.翟明玉等. 基于统一支撑平台的EMS 和WAMS 集成方案[J]. 电力系统自动化,2006.30(16):41-45
关键词:现状,通信, 监控, 研究,前景
中图分类号: S972.7+6 文献标识码: A 文章编号:
0.序言:
电网调度自动化系统发展经历3代系统: SCADA系统、EMS系统和基于开放式分布式EMS/DMS系统的三代产品。随着信息化的不断推进,计算机和网络技术得到飞速发展,也推动正在从半自动人工控制逐步向全智能控制现代电网的发展。因此,诞生了第四代自动化系统,它的基础条件具备诸多技术含量。特点是具有调度自动化实时通信系统统一支撑平台,能把实时通信子系统集成一个或多个应用。包括硬件平台、运行模式、通信协议集成、PMU通信、通信网关等形成智能电网。因此有必要对有关电网调度自动化的现状作分析和研究。
1.电网通信现状分析
电网的主要通信手段:以发展光通信为主,卫星通信、公网通信作为应急通信或辅助通信。由此基础上,电力系统独有的电力载波,以语音交换网、视频会议系统、数据网、时钟同步网等发展起来。随着电力通信科技的发展,宽带通信技术如光纤、数据网络等发展成为主流。载带通信技术如微波、载波等逐步萎缩。目前,广泛推广新EMS系统(如下图1)等新的电网控制技术,许多电网普遍使用光通信技术,通信通道具有可靠性,跨區域的控制,跨系统的监视、分析可能成为现实,从而更加融合电流差动保护、电力通信与电网生产的一体化。
然而,宽带通信技术也存在不少问题,例如,电网通信采用租用GPRS/CDMA公网无线通信资源,以解决大客户负控、配变监测、低压集抄等通信问题,并同时运用接入办公互联网、传真、办公电话外线、移动电话等范围。由于面向社会大众,电力企业工业化控制和信息安全还没有制定专门针对需要的技术服务。何况公网通信网络不稳定,使用中还存在不确切需求,故障处理滞后等技术和管理方面的问题。
2.通信的新需求
提升电网的智能化水平需要利用现代信息通信和控制等先进技术,多元化电网服务要求就是双向互动、适应的可再生能源接入等,为可持续电力提供安全可靠、经济高效的能源。智能电网实现的基础是依据电力通信网络,地理位置不同,智能化系统之间信息主要依靠通信手段实现沟通,那么智能调度和控制的技术,是保证高速、双向、实时、集成的通信系统。通信系统与电网应该形影不离,深入到千家万户,这样才能使输配电网和通信网络形紧密联系的网络,这才是智能电网的最终目标和主要特征。
作为通信介质的光纤组成的多层结构通信网络,层次间具有包含与被包含关系,其中包括广域网、局域网、家庭区域网的通信网络,组成智能电网通信网络架构。综合上述情况,智能电网需求,是通信网络与电网同时覆盖,具有泛在、双向、实时、互动的通信网络。是在现有电力通信网络的基础下不断发展、完善的通信网络。
3.发展分析
3.1 电网调度自动化应用现状
我国现有大中型水电厂的机组,正在逐步实时监控,实现操作快速启停、转换、调节的功能,实现远方操作事故诊断和处理,无人值班或少人值守水电厂和变电站。尤其是大部分220千伏及以上,已实现计算机监控变电站,少人值班的现象;有条件的220千伏变电站、110千伏及以下变电站逐步实现无人值班(少人值守)。而且大部分抽水蓄能电站,采用计算机监控系统。监控数据通过加工、分析,提取出来为其提供基础数据。
自动化监控系统的应用,生产过程自动化水平显著的提高,经济效益明显,同时减少了运行人员的成本,大大提高了劳动生产率。现阶段监控系统大部分都是使用国外的先进技术。我国单项指标某些基本达到了国际水平,但在整体应用上仍然存在差距。
3.2 电网调度自动化数字化
随着信息化时代的到来 , 电网信息源的数字化发展趋势已经迫在眉睫。 人们普遍关注电网调度自动化的数字化发展及如何开发电网和变电站的数字化。电网中的运行数据通过系统数字化,对调度系统中的综合信息和通信进行分层分类、分区的采集经过处理, 整个电网监控过程得到统一和规范, 促进电网调度信息化、 智能化和可视化, 系统运行实现更加稳定、 安全、 经济的效果。如图(2)
图2 电网调度自动化数字化
4. 电网调度自动化解决与研究
现在电网调度自动化各环节业务信息系统较成熟,电力通信网络以光纤通信为主,并运用多种通信方式(卫星、载波、微波等),自愈环网为主要特征,促成分层分级的电力专用通信网络体系架构。建成先进可靠传输媒介光纤化、运行监视和业务承载网络化的管理,也逐步自动化和信息化。
当然,电网调度自动化实时通信还存在急需解决的问题:如信息化发展不平衡,特别整合和集成信息资源需要加强。信息系统应用深度不高,实用化水平能力有待提高。通信网络面向用户资源不足,优化电力通信传输网络结构有待深化。需要优化整合通信信息资源,有待加强防御极端天气的应急通信方案及有效地通信抗灾体系。可靠性、安全性的通信网络带宽还需提高。
针对问题实际情况,电网通信技术发展应适应智能电网在各阶段的建设和发展需求,不断创新,利用成熟的通信技术,完善和建设更实用的配用电通信网、高速可靠的输电通信网、重点保障应急通信网。
5.电网调度自动化的未来发展
电网调度自动化要实现三网合一的综合业务数据网,那么计算机化,网络化,智能化是未来趋势,实现一体化的发展就包括保护、控制、测量和数据通信。出现网络的“三合一”即语音、数据、图像,增添电力系统的综合业务数据网的业务能力。
5.1 电网调度智能化趋势
电网智能调度是未来发展的必然趋势,采用先进的调度数据集成技术的智能调度,有效整合稳态、动态和暂态的运行信息,监测和优化电力系统的运行,对必要的预警和动态预防实施控制,有效辨识故障处理和系统恢复。电厂质量、 职场运营、电网的调整得到更加协调与优化。 在应急的情况下, 协调控制系统, 形成调度、 运行和管理三者相联系。应用功能还具备可视化等。使系统的事故能够控制和恢复,电网调整达到协调和优化的目的
5.2 电网调度遥视功能
变电站无人值班、无人值守不断增多,生产现场的可视化显得不容忽视,环境监控如防火、防盗、防渍、防爆等问题就需要具备警戒作用的“遥视”功能。随着现代科技技术的运用,计算机技术、多煤体技术和通信技术能够成熟地实现数字化(图像、声音信号),并处理音像信号和远距离传送,远动系统在技术上可能增加“遥视”。
在调度中心观看生产现场的实景,主要是遥视功能实现。还应具备警戒、启动安全设施的功能、启动消防系统、排水系统、音响警告非法闯入者等功能。
6.结束语:
实现电网调度自动化实时通信是一项复杂而艰巨的科技项目,应该科学规划,以标准规范体系为基础,实现信息化、数字化、自动化为手段,互动化为目的相辅相成的有机整体。同时必须具备技术支撑体系和智能应用体系的建设,推动可再生能源发电并网研究,实现全国高压输电调度自动化实时通信,是一个长期的研究课题。
参考文献:
[1] 姚建国.杨胜春.高宗和等电网调度自动化系统发展趋势展望[J]. 电力系统自动化2007.31(13): 7-11.
[2] 谈苏伟.梁寿愚.陈宁等. 中国南方电网 EMS 前置子系统的工程应用[J]. 电力系统自动化,2008.32(17):95-99.
[3] 谈苏伟.赵大方.葛云鹏等.一种按名通信数据接口方案的实现[J]. 江苏电机工程,2008.27(6): 59-62.
[4] 高宗和.戴则梅.翟明玉等. 基于统一支撑平台的EMS 和WAMS 集成方案[J]. 电力系统自动化,2006.30(16):41-45