【正文】 緊急控制功能綜合利用穩(wěn)態(tài)信息、PMU動態(tài)量測信息，以及繼電保護(hù)、安全自動裝置、故障錄波等信息，隨時(shí)根據(jù)電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況確定電網(wǎng)穩(wěn)定控制水平和控制策略，防止偶然事故演化為大停電災(zāi)難。主要應(yīng)用功能包括靜態(tài)安全綜合預(yù)警、動態(tài)穩(wěn)定分析預(yù)警、調(diào)度輔助決策、穩(wěn)定裕度評估、電網(wǎng)穩(wěn)定控制等。9．網(wǎng)損計(jì)算和統(tǒng)計(jì)網(wǎng)損計(jì)算和統(tǒng)計(jì)包括網(wǎng)損計(jì)算、分析、統(tǒng)計(jì)與管理的功能，利用EMS和電能量計(jì)量數(shù)據(jù)等資源，基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、狀態(tài)估計(jì)、潮流計(jì)算結(jié)果和理論線損進(jìn)行網(wǎng)損統(tǒng)計(jì)和計(jì)算，對系統(tǒng)網(wǎng)損進(jìn)行綜合分析。最優(yōu)潮流的目標(biāo)函數(shù)可以是極小化生產(chǎn)成本（或節(jié)能發(fā)電調(diào)度、電力交易等目標(biāo)）、極小化有功網(wǎng)損、消除有功和無功越限的調(diào)整量最小和全局優(yōu)化，其約束條件包括機(jī)組輸出功率、區(qū)域間交換功率、線路潮流、母線電壓等，可調(diào)節(jié)的控制量包括機(jī)組有功功率、機(jī)組無功功率、有載調(diào)壓變壓器的抽頭、電容器／電抗器、移相器、負(fù)荷。靜態(tài)安全分析提供靈活直觀的預(yù)想故障定義手段，模擬故障類型包括單重故障、多重故障和條件故障，具有電網(wǎng)預(yù)想故障分析和Nl安全分析功能。3．調(diào)度員潮流調(diào)度員潮流為調(diào)度員和運(yùn)行分析人員提供一種方便的工具，用于研究分析實(shí)時(shí)方式和各種假想方式下電網(wǎng)可能出現(xiàn)的運(yùn)行狀態(tài)，也可以用于計(jì)劃的安全校核和分析近期運(yùn)行方式的變化，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、預(yù)想和歷史方式的潮流計(jì)算。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治鍪请娏ο到y(tǒng)計(jì)算的前提，是拓?fù)渲捌渌W(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用軟件的公用模塊。（六）網(wǎng)絡(luò)安全分析( NAS)子系統(tǒng)功能該系統(tǒng)利用電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)或計(jì)劃信息對電網(wǎng)進(jìn)行分析與決策，提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，使決策能兼顧電網(wǎng)的安全與經(jīng)濟(jì)。該系統(tǒng)與優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)基于安全約束調(diào)度和超短期負(fù)荷預(yù)測的控制調(diào)節(jié)功能。（四）自動發(fā)電控制子系統(tǒng)功能該系統(tǒng)提供對發(fā)電的監(jiān)視、調(diào)度和控制。主要功能包括PMU信息的采集和通信、數(shù)據(jù)處理、實(shí)時(shí)相量數(shù)據(jù)分析處理和存儲歸檔、越限報(bào)警、低頻振蕩監(jiān)測等。數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控功能面向網(wǎng)絡(luò)模型，自動完成所有設(shè)備的動態(tài)拓?fù)渲?、自動旁路代、自動對端代、自動平衡率?jì)算等。按照系統(tǒng)二次防護(hù)的要求，EMS應(yīng)用功能可以分為I區(qū)實(shí)時(shí)監(jiān)視控制類應(yīng)用功能、II區(qū)調(diào)度計(jì)劃類應(yīng)用功能、III區(qū)應(yīng)用功能和公共應(yīng)用功能四大類。Ⅲ區(qū)網(wǎng)絡(luò)分析功能與I區(qū)類似，是I區(qū)網(wǎng)絡(luò)分析功能向III區(qū)的拓展延伸。其體系結(jié)構(gòu)（安全I(xiàn)I區(qū)體系結(jié)構(gòu)）如圖23所示。系統(tǒng)高速總線結(jié)構(gòu)如圖22所示，水電調(diào)度、電能量計(jì)量等模塊也屬于該體系結(jié)構(gòu)。安全I(xiàn)區(qū)體系結(jié)構(gòu)如圖21所示。按照電網(wǎng)調(diào)度的核心業(yè)務(wù)和生產(chǎn)需求分為安全I(xiàn)區(qū)的調(diào)度實(shí)時(shí)監(jiān)控類功能、安全I(xiàn)I區(qū)的調(diào)度計(jì)劃類功能、安全I(xiàn)II區(qū)應(yīng)用功能。一、能量管理系統(tǒng)(EMS)的發(fā)展能量管理系統(tǒng)(EMS)是隨著通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、電力系統(tǒng)分析技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展起來的。通過配電地理信息系統(tǒng)（AM/FM/GIS）可以加快新用戶報(bào)裝的速度，可以按街道的門牌編號為序建立用戶檔案，查詢起來非常方便。 (2)遠(yuǎn)方抄表及計(jì)費(fèi)自動化。無功電壓優(yōu)化，首先按變電站進(jìn)行優(yōu)化，在具備條件時(shí)，按網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。 3)低壓電網(wǎng)中當(dāng)一臺變壓器或電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，允許部分停電，但應(yīng)盡量將完好的區(qū)段在規(guī)定時(shí)間內(nèi)切換至鄰近電網(wǎng)恢復(fù)供電。 (7)安全分析。 (5)配電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)。在接線方式變化時(shí)，能自動計(jì)算、校核和告警。包括計(jì)算系統(tǒng)或局部的電壓、電流、線損、多相平衡，不平衡潮流，仿真變壓器有載調(diào)壓和電容器操作的結(jié)果。 3．配電網(wǎng)分析軟件( Distribution Power Application Sofiware，DPAS) (1)網(wǎng)絡(luò)接線分析（又稱網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?(2)配電網(wǎng)電壓管理系統(tǒng)。圖GYZD001010033配電自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 1．配電自動化組成 配電自動化主要由調(diào)度自動化系統(tǒng)，變電站、配電所自動化，饋線自動化(FA)，自動制圖／設(shè)備管理／地理信息系統(tǒng)（AM/FM/GIS），用電管理自動化，配電系統(tǒng)運(yùn)行管理自動化，配電網(wǎng)分析軟件(DPAS)等組成。 一般認(rèn)為，DMS是和輸電網(wǎng)自動化的能量管理系統(tǒng)EMS處于同一層次。 (5)對教員有靈活的培訓(xùn)支撐功能。 DTS的主要功能如下： (1)對學(xué)員進(jìn)行電力系統(tǒng)正常操作的訓(xùn)練。也可作為獨(dú)立系統(tǒng)存在。 (8)短路電流計(jì)算。超短期負(fù)荷預(yù)報(bào)用于預(yù)報(bào)下一小時(shí)系統(tǒng)負(fù)荷，最小時(shí)間間隔為Smin。二是分散控制型，即單獨(dú)在現(xiàn)場電壓無功控制裝置(VQC)上的計(jì)算模塊與調(diào)控模塊間閉環(huán)控制實(shí)現(xiàn)AVC。它為AGC等應(yīng)用功能提供滿足系統(tǒng)約束條件的機(jī)組經(jīng)濟(jì)出力。 (4)靜態(tài)安全分析(SA)。 (2)狀態(tài)估計(jì)(SE)。在滿足系統(tǒng)發(fā)電約束的各項(xiàng)條件下，自動調(diào)節(jié)參加AGC機(jī)組的有功功率，在系統(tǒng)發(fā)電費(fèi)用優(yōu)化的前提下，保持系統(tǒng)頻率或聯(lián)絡(luò)線功率在某個控制范圍內(nèi)。把事故時(shí)各種斷路器、繼電保護(hù)、自動裝置的狀態(tài)變化信號按時(shí)間順序排隊(duì)，并進(jìn)行記錄，這就是事件順序記錄。儲存的數(shù)據(jù)可以通過報(bào)表的形式表現(xiàn)，如日、月、年報(bào)表。 (5)信息儲存和報(bào)表。為避免誤操作，通過返信校驗(yàn)法檢查命令是否正確。監(jiān)視系統(tǒng)主要設(shè)備的保護(hù)動作情況和自動裝置的動作。監(jiān)視地區(qū)用電、電廠出力、區(qū)域交換功率等是否超計(jì)劃值。監(jiān)視斷路器、隔離開關(guān)的開合狀態(tài)，檢查是否有非計(jì)劃動作。監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行頻率、各選定點(diǎn)的電壓值，觀察系統(tǒng)是否運(yùn)行在給定頻率和電壓范圍內(nèi)。 (3)信息顯示（監(jiān)視器或動態(tài)模擬屏）和越限報(bào)警。數(shù)據(jù)采集的主要任務(wù)是和各子站設(shè)備交換信息。 三、電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的基本功能 電力系統(tǒng)調(diào)度自動化按功能劃分為電力調(diào)度自動化和配電自動化兩類。 (6)地理接線圖：用來表示廠、站和線路的地理位置和走向。歷史曲線圖用曲線顯示遙測量在某一歷史時(shí)間內(nèi)的變化情況。SCADA系統(tǒng)軟件模塊中的圖形系統(tǒng)，能繪制出電力系統(tǒng)運(yùn)行狀況的各種圖形。支持軟件主要有數(shù)據(jù)庫管理、網(wǎng)絡(luò)通信、人機(jī)聯(lián)系管理、備用計(jì)算機(jī)切換等各類服務(wù)性軟件。 (6)，通道監(jiān)視。 (4)向調(diào)度模擬屏傳送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。 (3)下發(fā)命令。發(fā)生事故變位時(shí)，對相關(guān)遙測量進(jìn)行事故追憶。前置機(jī)系統(tǒng)是各廠站遠(yuǎn)動信息進(jìn)入主站系統(tǒng)的關(guān)口。 2)維護(hù)和生成數(shù)據(jù)庫。 2)監(jiān)視子站設(shè)備、通道的運(yùn)行狀態(tài)。 3)顯示趨勢曲線、條形圖、棒圖、餅圖等。專用的人機(jī)聯(lián)系設(shè)備是指專門供電力系統(tǒng)調(diào)度人員用以監(jiān)視和控制電力系統(tǒng)運(yùn)行的人機(jī)聯(lián)系設(shè)備，其中有交互型的調(diào)度員控制臺、遠(yuǎn)方操作臺和調(diào)度員工作站，非交互型的調(diào)度模擬屏和計(jì)算機(jī)驅(qū)動的各類記錄設(shè)備及其他設(shè)備等。 目前，調(diào)度自動化系統(tǒng)調(diào)度端計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用基于冗余的開放式分布應(yīng)用環(huán)境，整個軟硬件體系結(jié)構(gòu)滿足冗余性和模塊化是當(dāng)前電力系統(tǒng)對調(diào)度自動化系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的客觀要求。對某些重要的實(shí)時(shí)功能，設(shè)置雙重化的計(jì)算機(jī)，如雙前置機(jī)、雙后臺機(jī)、雙網(wǎng)絡(luò)等。通常采用兩臺計(jì)算機(jī)同時(shí)承擔(dān)在線運(yùn)行功能，這種方式不存在主一備機(jī)或主一副機(jī)切換問題。 (2)主一副工作方式。通常采用完全相同的兩臺主機(jī)及各自的內(nèi)、外存儲器及輸入／輸出設(shè)備。當(dāng)然，其中的設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)手段應(yīng)當(dāng)是共同的。 5．調(diào)度員仿真培訓(xùn)系統(tǒng)DTS子系統(tǒng) DTS (Dispatcher Training Simulator)子系統(tǒng)包括電網(wǎng)仿真、SCADA/EMS系統(tǒng)仿真和教員控制機(jī)三部分。支撐平臺子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫管理、網(wǎng)絡(luò)管理、圖形管理、報(bào)表管理、系統(tǒng)運(yùn)行管理等。調(diào)度中心收集分散在各個發(fā)電廠和變電站的實(shí)時(shí)信息，對這些信息進(jìn)行分析和處理，結(jié)果顯示給調(diào)度員或產(chǎn)生輸出命令對對象進(jìn)行控制。除了完成上述“四遙”的有關(guān)基本功能外，還有一些其他功能，如系統(tǒng)統(tǒng)一對時(shí)、當(dāng)?shù)乇O(jiān)控等。 一、電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 以計(jì)算機(jī)為核心的電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)如圖11所示。通過基本結(jié)構(gòu)形式介紹和基本功能介紹，熟悉調(diào)度自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其設(shè)備，掌握電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的基本功能。子站設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)“四遙”功能，包括：采集并傳送電力系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)參數(shù)及事故追憶報(bào)告；采集并傳送電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的動作信息、斷路器的狀態(tài)信息及事件順序報(bào)告(SOE)；接受并執(zhí)行調(diào)度員從主站發(fā)送的命令，完成對斷路器的分閘或合閘操作；接受并執(zhí)行調(diào)度員或主站計(jì)算機(jī)發(fā)送的遙調(diào)命令，調(diào)整發(fā)電機(jī)功率。 信息的收集、處理與控制子系統(tǒng)該系統(tǒng)由兩部分組成，即發(fā)電廠和變電站內(nèi)的監(jiān)控系統(tǒng)，收集分散的面向?qū)ο蟮腞TU(RemoteTerminal Unit)的信息，完成管轄范圍內(nèi)的控制，同時(shí)將經(jīng)過處理的信息發(fā)往調(diào)度中心，或接受控制命令并下發(fā)RTU執(zhí)行。（二）電力調(diào)度自動化主站SCADA/EMS系統(tǒng)的子系統(tǒng)劃分 1．支撐平臺子系統(tǒng)支撐平臺是整個系統(tǒng)的最重要基礎(chǔ)，有一個好的支撐平臺，才能真正地實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)統(tǒng)一平臺，數(shù)據(jù)共享。 4．高級應(yīng)用軟件PAS子系統(tǒng) PAS（PONer system Application Software）子系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)建模、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹顟B(tài)估計(jì)、調(diào)度員潮流、靜態(tài)安全分析、無功優(yōu)化及短期負(fù)荷預(yù)報(bào)等一系列高級應(yīng)用軟件。它與具體電力公司的生產(chǎn)過程、工作方式、管理模式有非常密切的聯(lián)系，因此總是與某一特定的電力公司合作開發(fā)，為其服務(wù)。 (1)主一備工作方式。采用這種工作方式時(shí)，備用機(jī)必須保持與值班機(jī)相同的數(shù)據(jù)庫，便于軟件的維護(hù)和開發(fā)、運(yùn)行人員的模擬培訓(xùn)及離線計(jì)算等。 (3)完全平行工作方式。如前置機(jī)、監(jiān)控處理機(jī)、人機(jī)聯(lián)系、歷史文件處理機(jī)、電網(wǎng)分析處理機(jī)等。分布式系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的接口和介質(zhì)，把整個系統(tǒng)按功能分解分布在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上，形成異種機(jī)兼容，能相互連接和移植，數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)冗余分布，組成開放式的分布式系統(tǒng)。通用的人機(jī)聯(lián)系設(shè)備是指供計(jì)算機(jī)系統(tǒng)管理和維護(hù)人員、軟件開發(fā)和計(jì)算機(jī)操作人員所使用的控制臺、打印機(jī)、控制臺終端、程序員終端等。 2)以表格的方式顯示電力系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)以及定時(shí)打印、記錄。 1)監(jiān)視計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。 1)在線維護(hù)和生成畫面。前置機(jī)系統(tǒng)包括從調(diào)制解調(diào)器到前置機(jī)的軟、硬件。遙測量的預(yù)處理工作主要包括遙測值的濾波處理、越限檢查和遙測歸零處理，狀態(tài)量變位判別，變位次數(shù)統(tǒng)計(jì)等?？梢圆捎糜虚_關(guān)變位或遙測值的變化超過設(shè)定的死區(qū)時(shí)再向后臺機(jī)送數(shù)的處理方法，以便減輕后臺機(jī)的處理負(fù)擔(dān)。接收標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘（如天文鐘、衛(wèi)星鐘等）或主機(jī)時(shí)鐘，并以此為標(biāo)準(zhǔn)向子站發(fā)送校時(shí)命令，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)時(shí)鐘的統(tǒng)一。從實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中，選擇出上級調(diào)度主站需要的信息，按規(guī)定的轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)約對信息重新進(jìn)行組幀，向上級調(diào)度主站發(fā)送。系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)、語言編譯和其他服務(wù)程序，是計(jì)算機(jī)制造廠為便于用戶使用計(jì)算機(jī)而提供的管理和服務(wù)性軟件。 （五）圖形系統(tǒng) 圖形是直觀地顯示電力系統(tǒng)運(yùn)行狀況的重要手段。 (3)曲線圖：歷史曲線圖或?qū)崟r(shí)動態(tài)曲線圖。 (5)棒圖：將數(shù)據(jù)顯示成棒的形式，并以棒的長短顯示遙測值的大小。歷史數(shù)據(jù)庫主要用于對歷史數(shù)據(jù)的儲存，一般采用商用數(shù)據(jù)庫，如Oracle、Sybase等。 SCADA系統(tǒng)的主要功能如下： (1)數(shù)據(jù)采集（遙測、遙信）。由信息傳輸系統(tǒng)直接送來的信息被存入數(shù)據(jù)庫以前，必須對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行合理性檢查和可信性校驗(yàn)及處理等。電力系統(tǒng)監(jiān)視的內(nèi)容如下： 1)電能質(zhì)量監(jiān)視。 3)斷路器狀態(tài)監(jiān)視。 5)計(jì)劃執(zhí)行情況監(jiān)視。 7)保護(hù)和自動裝置監(jiān)視。調(diào)度員利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)方斷路器倒閘操作及遠(yuǎn)方模擬量調(diào)節(jié)。同時(shí)，在畫面上打開窗口或者在另一屏上顯示操作提示信息，按此提示信息一步一步地操作。例如月、年的累積數(shù)據(jù)，典型日的實(shí)時(shí)