可视化智能交接班（共4篇）
可视化智能交接班 篇1
在当前信息化技术日新月异、企业管理日益复杂、数据急剧增长、竞争日益加剧的时代。世界各国都在积极探索如何通过信息化技术推动工业变更, 促进工业快速发展。为此, 德国提出了“工业4.0”战略, 美国提出了“再工业化”战略, 中国正在全面实施“两化融合”政策, 这些战略和政策都是以信息网络技术、数字化制造技术应用为重点, 旨在依靠科技创新, 抢占制造业新的制高点, 核心主题则是实现工业制造的智能化[1]。我国制造企业在两化融合政策的指引下, 均在积极探索通过各类新技术的应用解决自身问题, 提升企业综合竞争力。巡检工作作为工业生产企业全面及时准确掌握生产、设备、仪表等运行情况, 发现并解决生产现场各类问题, 防患于未然, 确保企业安全稳定生产的有效手段, 在工业领域得到了全面的认可及应用, 同时巡检的制度化、规范化、流程化、信息化已成为企业提升巡检质量和效率的主要管理及技术举措[2]。
巡检系统是一套应用自动化、信息化等技术开发的业务软件系统, 它采用各类技术对巡检中的信息进行全面及时采集及处理, 有效实现了巡检工作的科学化、规范化、流程化和自动化[3], 全面提升了巡检的效率和水平。系统已在石油、石化、电力、通信、物流、公安、消防等领域得到了全面的应用[4], 并取得了一定的成效。
1 系统分析
当前市场上把巡检系统分为传统巡检和智能巡检两种方式, 传统巡检包括“轮牌”制和利用信息按钮、RFID、计算机系统等方式实现的巡检系统[5], 传统巡检存在手动、效率低、巡检信息滞后、巡检路线无法追溯、未检、漏检、少检等各类问题;智能巡检系统采用GPS、RFID、GIS、无线等技术, 通过定位跟踪、数据上传、智能提醒、人机交互等功能有效解决了以上问题[6]。但由于无线网络建设动辄就是上百万, 投资高、建设周期长, 且不能确保信号全面覆盖巡检区域, 存在系统集成度低, 数据上传不及时, 应用效果不佳等问题, 导致智能巡检系统仍未得到全面的推广应用, 因为巡检不到位造成的管道爆炸、人员伤亡、财产损失等事故时有发生, 给国家财产和人民安全带来了巨额损失。
综合传统巡检及智能巡检系统的功能和特点可以发现, 理想的巡检系统必须实现巡检区域划分、巡检路线制定、巡检方法指导、巡检操作简单、巡检全程在线跟踪、巡检数据实时上传分析、巡检问题智能报警等特点, 核心是巡检实时、在线、智能及全程跟踪, 实现巡检过程全程安全管控、信息实时上传及智能分析, 全面确保巡检工作安全到位, 及时发现设备存在的问题和隐患, 从而确保企业生产平稳运行。
2 系统组成
随着大数据、物联网、移动互联等信息化技术的快速发展及应用, 为智能巡检系统的研发和应用带来了新的契机。我综合研究分析理想智能巡检系统特点, 市场上智能巡检系统常用技术、应用环境、投资效益等各方面因素, 应用大数据、移动互联、二维码、4G/3G、GIS、GPS等先进的信息化、智能化技术, 设计了一款技术先进、功能齐全、投资低、效果好、实用性强的可视化移动在线智能巡检系统, 系统组成结构, 如图1所示。
系统由巡检现场、传输网络、服务中心、应用终端四部分组成。
第一部分巡检现场主要由巡检设备、手持移动巡检仪等移动终端设备组成。为了应用先进技术, 有效降低系统成本, 将传统的巡检牌、RFID方式的巡检点创新性的改为二维码, 为巡检路线上的每个巡检点生成不同的二维码, 并安装于巡检点上, 组成整个企业的巡检区域;手持移动巡检仪为巡检人员移动巡检设备, 通过对移动手机进行扫描、防水、防爆等改造, 以及巡检移动应用开发, 实现各种环境下的巡检、数据记录、数据上传、移动定位等功能, 巡检人员在巡检过程中, 手持移动巡检仪下载巡检任务及线路, 对巡检线路上的各巡检点二维码进行扫描, 记录巡检数据并实时上传到巡检服务器, 逐个完成整个巡检过程。
第二部分传输网络主要由移动电信运营商4G3G网络、互联网、防火墙、企业内网四部分组成。为实现巡检实时跟踪、数据实时上传、分析、智能预警, 同时降低避免无线网络建设的高成本, 系统通过租用移动或电信运营商4G3G移动网络作为数据传输网络, 移动网络通过互联网与企业内网进行连接, 实现巡检信息的实时交互。在巡检过程中, 系统通过移动网络, 应用GPS技术实现巡检人员及线路的实时全程跟踪及记录, 同时当用移动巡检仪记录完各巡检点的信息后, 可以通过移动网络实时上传到系统服务器, 对信息进行及时分析, 对问题进行及时预警, 并指导现场巡检人员及时处理。为确保企业内部网络安全, 通过设置防火墙, 实现互联网及企业内网的安全隔离。
第三部分服务中心由系统数据库服务器、应用服务器两部分组成, 是智能巡检系统的核心。数据库服务器实现上传的巡检数据集中存储及智能分析, 应用服务器实现巡检集中管控、巡检区域划分、巡检路线制定、巡检方法指导、巡检全程跟踪、数据实时分析、问题智能报警、与其他系统集成联动等核心巡检服务功能, 全面支撑企业巡检业务及时高效完成。
第四部分应用终端由企业控制或操作中心大屏幕、巡检管理人员电脑等应用客户端组成, 实现智能巡检系统的集中管理、信息集中展示、报警集中提醒及与现场巡检人员实时交互等各类巡检应用, 全面支撑巡检业务, 确保生产安全稳定运行。
3 系统架构及功能
3.1 系统架构
整个系统由后台服务器软件及前台移动APP两部分组成, 系统按照B/S模式, 采用SOA组件化、开放式架构理念进行设计, 巡检终端APP采用HTML5技术进行封装, 确保移动应用的兼容性和控制性。系统架构, 如图2所示。
系统架构按照SOA理念进行设计, 分为数据层、组件层、服务层、展示层、用户层5层。
数据层按照先进的企业数据架构思路进行设计, 实现数据的统一存储、管理及处理。为了便于未来企业数据的统一、整合和高效利用, 将数据分为主数据、业务数据、主题分析数据三大类。通过对巡检主题数据的统一定义及管理, 对巡检业务数据全面存储处理, 对主题分析数据和指标的分析、挖掘和展示, 全面挖掘巡检数据潜在价值, 提升巡检效率和应用水平。
组件层按照组件化理念进行设计, 将核心功能通过组件化方式实现, 全面提升系统标准化和扩展性, 以便企业可以根据业务变化及时灵活的通过组件编排, 组建各种业务服务, 适应未来业务调整需要。
服务层综合生产企业巡检业务实际情况, 通过对组件的灵活编排、封装, 提供了资源管理中心、班组管理中心、任务管理中心、巡检管理中心、数据管理中心、系统集成中心和系统管理中心等七大核心服务, 全面满足各类巡检业务的需要。
展示层为系统用户统一应用平台, 分为统一巡检门户和统一巡检终端, 通过统一的应用展示界面全面满足企业决策、管理、安全及巡检等相关人员的各类巡检业务应用。
用户层为系统各级最终用户。用户可以通过电脑可以随时随地访问统一巡检门户, 实现巡检信息的获取、巡检工作的处理, 支撑生产管理和决策。有生产控制中心 (中央控制室) 的企业, 可以将巡检动态同步到中央控制大屏, 实时监控巡检工作动态, 及时处理各类预警, 实时指导现场巡检人员处理各类问题, 确保生产平稳运行。现场巡检人员则通过随身配备的移动巡检终端, 实现巡检任务的具体执行和与生产管理人员的及时互动, 全面确保巡检各项工作及时到位和生产各类问题的及时处理。
3.2 系统功能
3.2.1 资源管理中心
资源管理中心为巡检业务资源统一集中管理平台, 实现企业巡检组织、人员、设备、终端、标准等各类资源的全面管理, 为其他服务提供全面资源支撑。
3.2.2 班组管理中心
因工业生产企业7*24小时运行的特点, 企业均实行倒班制, 存在倒班、轮班、调班等各类情况, 班组管理业务复杂, 所以单独设置班组管理中心, 作为巡检任务、资源及人员配置平台, 实现各类班组情况的集中管理, 确保巡检工作资源及时到位。
3.2.3 任务管理中心
任务管理中心是巡检工作全面计划管理平台, 实现巡检区域的划分、任务的制定及监控, 为任务全面执行提供基础支撑。
3.2.4 巡检管理中心
巡检管理中心为巡检工作执行和问题处理平台, 实现巡检任务执行、操作、跟踪和问题处理, 全面确保巡检工作落实到位。
3.2.5 数据管理中心
数据管理中心是巡检数据挖掘、处理、分析和价值产生的统一平台, 实现巡检过程数据、记录等信息的全面管理和分析处理, 通过大数据、智能化技术对巡检信息的实时智能分析, 及时发现现场设备及生产问题, 确保生产安全平稳运行。
3.2.6 系统集成中心
整个系统与企业安防、监控、门禁、扩音、对讲及生产管理等现场安全及生产运行管理支撑系统进行全面集成, 在问题分析和处理过程中可及时查看人员进出、视频监控、生产管理、设备运行等信息, 确保问题的快速准确分析, 同时利用对讲、扩音等设备进行及时互动, 确保问题快速解决。
3.2.7 系统管理中心
系统管理中心为系统功能统一配置和管理平台, 实现系统权限、流程、终端等功能和展示形式的统一管理配置, 通过可视化、流程化、图形化、灵活化的配置, 支撑系统各项功能的全面运行和高效应用。
3.2.8 统一巡检门户
统一巡检门户为企业高层、管理、安全等各类岗位人员统一应用平台, 通过巡检地图、动态跟踪、智能报警和综合分析等功能, 实现巡检工作各类信息的可视化、实时化、在线化、智能化展示和管理, 全面提高用户感知和应用效果。
3.2.9 统一巡检终端
统一巡检终端为生产现场巡检人员统一操作平台, 实现现场巡检任务执行、数据采集上传及各类问题全面处理, 平台通过移动APP方式部署在各移动巡检终端, 通过分布式、实时化、方便的操作, 全面提高巡检人员工作效率和水平。
4 结语
可视化移动在线智能巡检系统创新性的综合应用了GPS、GIS、二维码、4G/3G、移动互联、大数据、智能分析、SOA等先进信息化技术, 可以全程定位掌握巡检人员动态, 有效确保巡检任务执行, 全面减少或避免安全事故发生, 降低伤亡及财产损失;可实时采集、智能分析各类巡检信息, 并对问题进行智能报警, 支撑现场问题及时处理, 有效确保生产平稳运行, 同时避免了网络建设所需大量投资。整个系统技术先进、扩展性强、功能全面、性价比极高, 有广阔的市场应用前景。
参考文献
[1]佚名.工业4.0的中国机会[OL]. (2014-5-28) .http://articles.e-works.net.cn/view/article116260.htm.
[2]向令.中石油GPSGPRS智能巡检系统通讯服务器的设计与实现[D].成都:电子科技大学, 2009.
[3]刘卫华.智能巡检系统的设计与实现[D].西安:西安交通大学, 2005.
[4]李茂桂.基于GPS和GIS的智能巡检系统研究与实现[D].长沙:中南大学, 2010.
[5]雷宇, 郑新华.GPS智能巡检系统与传统管道巡线管理方法的比较[J].新疆石油天然气, 2008 (4) :163-164.
[6]李孟兴, 潘长义.以智能巡检系统管控设备安全运行[J].农村电气化, 2011 (9) :28-29.
试析智能电网调度中的可视化技术 篇2
1.1 设备动态定位
定位的效果可以借鉴电子游戏中动画来展示, 当电气设备中心出现鼠标后, 电气设备科通过两个定位圆圈来进行动态标识, 圆圈一的大小不做改变, 核心为电气设备, 以这个为中心做顺时针旋转;以电气设备为核心, 圆圈二从小至大缩放, 对调度人员的感官进行刺激, 跟随着动画视图, 电气设备中心成为了目光聚集的焦点。
1.2 提示信息
直观形象的图形方式是可视化界面中展示量化数据信息的方式, 所以, 在可视化图形中, 需要将TIP提示信息加入其中, 以便调度员能够更好掌握更多信息。例如:线路附在了较高的画面上, 仅能够对输电线负载率处于正常状态或较高状态的情况进行了解, 无法对某一输电线负载率的具体值进行了解。而应用了TIP提示信息后, 用户可以轻松查找出设备的信息, 系统会对鼠标所指设备进行有效判断。
1.3 展示多应用
对于其他的应用展示而言, 电网调度可视化的大部分是对SCADA实时信息的展示。伴随着不断扩大的电网规模, 也随之增加了EMS系统所包括的高级应用, 例如:分析电压稳定, 通过分析EMS电压稳定高级应用软件的可视化展示, 能够帮助调度员及时发现问题, 及早消除电网内部隐患, 将整体电网的电压稳定状态准确反映出来。
1.4 运行方式
可视化展示不仅仅需要展示电网的运行方式, 还需要展示电网实时运行数据, 为调度员查找合适的图形化方式, 结合不同运行方式的关注点, 展现出电网运行的方式。例如:10k V母线, 调度员对母线的并列运行情况较为关心;针对110k V的母线, 调度员对母线所存在的分裂运行情况更为关注。因此, 可以结合各个厂站母联开关分合的情况以及母线带电的情况, 以分块饼图的方式, 对各个厂站各电压等级母线运行方式进行展示, 这样有助于调度员及时采取正确、科学的预控措施, 并对电网潜在危险开展快速定位, 及时将电网的整体运行情况进行了解、把握。
1.5 集中数据
若要展示N个设备集中数据的可视化, 应反映出包含选择设备的过程, 还需要将来自于不同设备数据的内在关联反映出来。信息的全面展示需要寻求合适的方式。例如:电网断面, 不仅需要对断面可视化展示需求进行考虑, 还要展示正常断面的画面设备与差值状态、限值、当前值之间的关系, 这能够有助于调度员对线路潮流信息的关注, 以及及时查看运行断面的实时信息。
1.6 设备数据
单元设备要展现很多信息, 将关键数据重点展示出来, 发掘单元设备中固有关联的关键数据, 则是可视化展示的原则所在。例如:变压器既需要将厂站内各个变压器的负载情况展示出来, 又要将厂站所有变压器的负载情况展示出来, 因此, 必须实现全方位、分层次的数据展示。
2 可视化整体架构
面对某项业务的具体需求和整个系统需求, 以系统为基础, 升级、改造人家图形界面的工作就是可视化工作传统思路。在调度数据量飞速增加、工作要求不断提高、电网规模日趋扩大的形势下, 分散式的改造、升级已经不能与时俱进, 也难于达到职能调度整体可视化的要求。因此, 在打破了原有系统之间固有界限的情况下, 主线可采取调度业务模式, 分析及应用电网调度生产每一个环节, 提供互动技术的平台和窗口, 通过紧密联系的可视化功能模块群, 帮助调度工作人员对电网的有效参与, 将人对电网的控制和影响作用发挥到极致。从系统数据标准化以及技术手段为前提, 集中处理和统一可视化应用为支撑, 构建了可视化方式, 并对现有系统的相互联通进行促进。可视化数据支撑体系可通过整合各系统数据来实现, 最终建立可视化应用平台。将事故分析可视化、调度计划可视化、方式决策可视化、实时调度可视化, 打破束缚系统之间的界限, 将可视化功能模块整体实现。调度可视化架构可参照图1所示。
3 调度可视化的实现
3.1 预警可视化
为了能够有效提高电网智能调度水平, 应可视化电网预警, 预警分析的结果可以通过各种可视化小部件进行显示。低频振荡实时告警、动态稳定阻尼裕度、预想故障电压预警、预想故障暂时预警、预想故障热稳预警、电压越限裕度、潮流越限程度等均属于可视化指标。另外, 还可以从系统中薄弱电力设备以及故障的严重程度来来对预警分析结果进行观察。系统薄弱电力设备可定义为元件脆弱性;而故障的严重程度可定义为事故的严重程度。
3.2 控制可视化
按照可视化的要求, 对于自动电压控制、自动发电控制的应用分析结果, 可以将各种直观的可视化界面进行设置, 这样做事为了方便分析人员对电网直观的控制与监视, 为智能化调度打下坚实基础, 减轻调度运行工作人员的工作压力, 有助于调度人员对电网实时运行态势的全面掌握。
3.3 分析可视化
不同类型分析结果可采用列表的方式进行显示, 例如:为了使调度工作人员能偶更好了解、掌握全网电压的情况, 可采用电压排序;为了对调度员快速调整设备重载或越限等情况给予辅助, 可采用灵敏度排序。但是应注意避免人机界面不友好及分析目标过多的情况, 该情况的产生会给工作人员及时排除、处理系统存在问题带来困扰。通过对灵敏度分析、N-1分析、断面过载分析、电压分析等数据开展综合动态排序, 时动态实时可视化界面分析得以实现。
3.4 观测可视化
直观显示电网调度数据可通过可视化计算方法来实现。设备重载、发电厂处理情况、变电站主变负载、线路有功等项目均属于可视化对象。用箭头来表示线路潮流方向, 采用颜色来显示潮流是否越限, 针对N-1越限或热稳越限的情况, 可以采用红色和黄色来显示系统通过情况。变电站变压器额定容量与主变有功相比较, 可显示出变电站主变负载情况;而系统额定出力与发电机组当前出力相比较, 则为发电厂发电出力情况, 用方形图或者饼图来表示其结果。监视水电站水位可以通过柱状图进行显示。相应水库的最低水位限制、耗水曲线、发电曲线等数据通过水调自动化数据接口来进行显示。系统能够按照灵活设置电网分区单独进行重载设备分析、电压合格率分析、电力电量平衡分析、符合水平分析、容载比分析、电网安全性分析等, 可对电网分区进行灵活设置, 且要有效监控分区间的断面信息, 这就是电网分区运行的可视化。
3.5 监视归一化
全网发电机功角、稳定断面越限、全网潮流、全网电压等都是实时监视的内容。调度工作人员根据电网调度运行经验, 采用特征量来实施表述。特征提取实时运行中的监视数据, 并将其匹配于这些特征量, 通过实时运行状况的分类指标来进行计算, 最终应转变为状态值, 便于调度工作人员查看。通过分析、计算各项指标结果, 采用三种颜色不同的指示灯, 系统将以电网实时监视数据为基础的安全水平有效、直观地反映出来。
结语
通过清晰、直观的图形展示方法, 可视化技术为电力系统全过程、全方位的调度提供了有效保障。文章探讨了智能电网调度可视化技术, 并对关键技术、可视化整体构架等进行介绍。智能分析电网调度数据的深度融合。
参考文献
可视化智能交接班 篇3
1 智能电网和传统电网自动化的概述
智能电网作为经济发展、科技进步的产物, 随着智能电网的快速发展, 国外加深了对智能电网的研究, 欧洲与美国还对智能电网进行了定义。从目的与结构来看:它们是很吻合的, 在组网结构中, 计算机电网与智能传感器为了确保电网正常运行, 把电网故障率尽量降到最低水平上。国内智能电网起步相对较晚, 因为国内经常发生电网故障, 所以研究智能电网的热情一直很高。
和传统电网相比, 变电站使用的是苏联设计的中断装置, 它直接开启了国内变电站自动化的帷幕, 随后, 国内很多企业将该模板作为研究重心, 将其运用在电力系统中, 并且得到了很好的成效。电网调度最初是从监控与采集着手的, 它们的整合形成了电网主体, 由于功能单一, 故在信息流向上, 必须利用上位机以达到设备控制的要求, 并且内部系统一般是孤立的, 很难实现整个系统数据共享与信息传输, 也正是由于该缺陷, 让传统的自动化调度系统相互孤立, 并且整个系统的分散性较小, 不可能对其进行整体显示与控制。另外, 也可以通过智能电网调度的方式, 优化自动化技术, 让智能电网的管理与运行变得更具有时效性。
2 智能电网调度自动化的运用前景
针对智能电网的发展, 虽然相关部门对国内智能电网缺乏规划与引导, 但是事实上很多学者与专家已经对智能电网进行了一系列有效的实验与研究, 并且得出了很多可靠的成果, 为国家电网智能化与自动化提供设计思想与资料。智能电网的研究方向主要是:自动化主站与变电站。现行的变电站设施已经完成了数据网络的通信与传输, 尤其是终端系统与协议。和传统的电网标准不同的是, 这种数字化变电站以逻辑节点、服务器、相关设备为模型, 整合数据, 建立了变电站模型。
当前应用最广的协议是IEC61850, 它的优点是统一配备编程, 让变电站编程与各种装置透明化, 在模型数据更加精确的同时, 实现更多的功能, 具体如:交互性操作、数据读写等。它的设计流程是利用各项数据完成逻辑节点的构成, 当逻辑结构形成后, 生成虚拟的逻辑设施, 以结束设计。和传统的变电站不同的是, 智能电网变电站有数据共享的功能, 集成应用与自动化分布取消, 变电站信息变得更加全面化、透明化。电网变电站是终端与信息源控制的平台, 在通信传输向中心系统转化的过程中, 它能在维护中心系统的同时, 对相关数据以及动作进行参考, 以此提高系统流动性。
当前电网需要检测的信息相对较多, 具体有一次与二次信息监测、运行信息和电网故障等, 在对这些信息进行监测的同时, 让操作人员快速掌握电网状态, 并且对其进行处理。近年来, 随着自动化技术的不断创新与发展, 自动化调度更加精确化, 尤其是智能电网使用的61970协议, 它让主站运行变得更加可靠、高效。随着61970的运用, 它让EMS开始变得更加简单, 还能进行各种EMS通信。在主站自动化的背景下, 它能资源快速得到共享, 在减小系统中潜藏的孤立信息后, 为智能电网调度自动化提供模型结构。
3 智能化电网调度自动化与可视化的实现
从当前智能电网调度反馈的信息来看:智能电网自动化设计是在解决调度缺陷的基础上, 对电力网络实施集中控制, 在信息双向传输与分级传输命令的过程中, 让电网信息能够快速获取, 并且信息流数据传输正确、完整。如:业务数据与电能数据等, 通过打造安全可靠的电力信息平台, 将其贯穿在整个输配电与电网发电环节, 这样维护人员和操作人员利用详细、完整的电网系统就能掌握各种设施的信息状态。即使某个地区出现电网问题, 通过信息交换与实时信息维修, 也能对其进行维修, 这样就能避免长期停电对企业与家庭构成的威胁。
随着自动化家似乎与智能化技术的快速发展, 许多新型思想与控制方案被应用到电力网络中, 同时为确保电力系统正常运行, 对全面监测奠定了很好的基础, 让智能化体系开始变得更加强大。
从电网调度自动化与智能化发展过程来看:它并不是一项很容易把握的方向;从发展过程来看:每项技术的革新都伴随着其他技术的发展。在二十一世纪, 构建可持续发展的社会, 节省电力资源显得非常重要。和传统的电网调度相比, 现行的电网管理还缺乏统一的技术规范与管理, 整个电力体系缺乏标准、统一的管理, 维护能力与项目管理标准相差较大, 而智能电网的自动化调度技术则很好的控制了这些问题, 同时也为电网一体化打下了很好的基础。
4 结语
智能电网调度自动化与可视化作为电力网络发展的趋势, 智能电网调动自动化不仅有助于用户端和电力网络之间缩小距离, 更好的满足用户需求, 同时也是塑造企业形象, 更好的执行社会责任, 促进电网安全运行的有效方法。因此, 在实际工作中, 必须加强综合监控, 在明确安全状态和数据信息的同时, 推动电力企业发展。
摘要：调度自动化作为保障经济运行可靠性和电网安全性的支柱, 随着电网快速发展, 电网管理需求和运行也在不断变化;作为重要支撑的调度自动化为了适应这些要求, 升级、改革已经成为促进智能电网发展的新课题。本文结合智能电网调度, 对智能电网调度自动化进行了简单的分析。
关键词：智能电网,调度,自动化,可视化
参考文献
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[3]徐国政.浅谈电力系统电网调度自动化[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2014, (13) :3421-3424.
可视化智能交接班 篇4
关键词：智能电网调度,智能化,自动化,可视化
随着我国电力工业的迅速发展, 电力系统运行、维护的复杂性日益增加, 电网事故的波及面和危害程度也越来越大。电网调度自动化系统已在保证电力系统安全、可靠和经济运行中发挥着重要作用, 并且成为电力系统安全稳定运行的重要支柱之一。因此, 在我国电力工业飞速发展的进程中, 针对系统的新发展, 加强电网调度自动化及可视化的研究, 具有现实的迫切性和重要的理论与应用价值。
1 国内调度自动化系统发展介绍
调度自动化系统已经有四代的发展史了, 其中:第一代, 是70年代基于专用计算机和专用操作系统的SCADA系统;第二代, 是80年代基于通用计算机的EMS系统;第三代, 是90年代基于RISC/UNIX的开放式分布式EMS/DMS系统;第四代, 是采用JAVA、因特网、面向对象等技术, 综合考虑电力市场环境中的安全运行及商业化运营的要求。
2 电网调度智能化和自动化的主要结构
2.1 高级配电运行 (ADO)
它是实时掌握电网的运行状态, 预测电网运行趋势, 让电网具有自我预防和自我恢复能力的安全自愈功能, 提高电网优质高效运行, 并支持分布能源和储存式能源充放电的入网管理和市场交易, 实现供需互动的双向服务, 是主要强调其自俞功能的高级处理系统。
2.2 高级量测体系 (AMI)
通过通信网络, 把安装在用户端的智能电表和供电侧的计量数据的管理系统将负荷数据与系统联系起来, 并延伸到了用户的室内网络, 实现供需之间电力和信息的双向互动, 使得用户可以共享其用电信息, 是主要用来测量、收集、储存、分析和运用用户用电信息完整的网络处理系统。
2.3 高级的资产管理 (AAM)
它是在系统中安装大量的高级传感器, 可以提供系统的参数和设备 (资产) 的运行状况, 并把所收集到实时信息与资源管理、模拟和仿真通过一定的步骤进行集成, 使电网资产优化的运行效率得到提高, 是主要与AMI、ADO、ATO相集成, 使用有关信息和控制, 实现对资产规划、建设、运行维护等全生命周期的优化管理。
2.4 高级的输电运行 (ATO)
它是对输电线路在线监测、评估诊断和分析决策, 实现输电系统的资产管理和运行优化, 提高输电线路综合防灾和电网安全运行水平, 是主要强调了阻塞的管理, 使大规模停运的风险得到有效降低。
3 智能电网调度自动化系统介绍
3.1 智能电网调度自动化系统构成分析
电网调度自动化系统主要由主站系统、数据通讯网络系统、厂站自动化系统等三部分构成。调度自动化系统是整个电网的控制核心, 主要监控着整个电网, 是在保障电网安全稳定运行的同时, 又能根据实时的告警信息快速发现故障及时处理。电网调度自动化就是靠全局的故障信息来预测、分析系统的运行情况, 根据实际情况对系统中出现的各种复杂的问题进行处理。所以调度自动化系统有着很高的可靠性, 同时有着不可取代的作用, 是监控电网的“眼睛”。
3.2 智能电网调度自动化系统功能分析
电网调度自动化系统具有良好的可靠性, 为电网安全、优质、经济运行提供了重要的技术手段和方法, 目前, 该系统的应用已成为电力系统发展的趋势。对于一套成熟的电网调度自动化系统, 我们在评价其优越与否时, 主要就是依据它是否采用了先进成熟的主流的技术和平台、是否遵循国际标准国家、标准行业标准;是否具备良好的可管理性、可扩充性, 是否具备开放性、安全性、灵活性、稳定性、可靠性:其一是在网络传输层, 既要保证数据网络的安全, 又要向外传输必要的数据, 调度生产管理系统与企业办公自动化系统内部之间的有效安全隔离, 调度控制系统与调度生产系统之间的信息传输只能采用单向传输的方式。隔离措施有防火墙、采取专用网关、网段选择器等方式;其二是在调度自动化系统应用层面, 为采用安全的操作系统、保证数据网络的安全, 应用系统对关键的软硬件设备进行冗余备份, 同时对重要数据进行热、冷备份等措施, 防止其受到病毒的破坏;同时在专用网络的广域网上的调度数据和局域网上的调度数据, 要根据不同的业务系统, 采取不同的安全机制的网络安全访问控制技术, 身份认证技术、加密通信技术、备份和恢复技术。
4 电力调度可视化的实现
4.1 可视化预警功能
应用可视化电网预警, 预警分析的结果可以通过各种可视化小部件进行显示。动态稳定阻尼裕度、低频振荡实时告警、预想故障暂时预警、预想故障电压预警、预想故障热稳预警、潮流越限程度、电压越限裕度等均属于可视化指标。另外, 还可以从系统中薄弱电力设备以及故障的严重程度来来对预警分析结果进行观察。
4.2 可视化分析功能
为了使调度工作人员能够更好的了解、掌握全网电压情况, 可采用电压排序;为了对调度员能够快速调整设备重载或越限等情况给予辅助, 可采用灵敏度排序。但是应注意避免人机界面不友好及分析目标过多的情况, 该情况的产生会给工作人员及时排除、处理系统存在问题带来困扰。
4.3 可视化观测功能
直观显示电网调度数据可通过可视化计算方法来实现。系统能够按照灵活设置电网分区单独进行重载设备分析、电压合格率分析、电力电量平衡分析、符合水平分析、容载比分析、电网安全性分析等, 可对电网分区进行灵活设置, 且要有效监控分区间的断面信息, 这就是电网分区运行的可视化。
4.4 可视化控制功能
对于自动电压控制、自动发电控制的应用分析结果, 可以将各种直观的可视化界面进行设置, 这样做事为了方便分析人员对电网直观的控制与监视, 为智能化调度打下坚实基础, 减轻调度运行工作人员的工作压力, 有助于调度人员对电网实时运行态势的全面掌握。
5 可视化技术在调度领域的应用功效
5.1 电力调度中地理接线图对于可视化技术的应用
电力调度中的地理接线图作为可视化应用技术的基础, 其很多应用都是以电力调度系统地理接线图作为底版然后再进行分层信息的展示。它是将地理信息系统和电力系统相结合, 通过地理图真实反映出电力调度过程中的运行状况, 含有线路走向和厂站位置等。
5.2 实时运行状态监视的可视化
(1) 电压监控方面的可视化应用技术, 它又包括厂、站节点的电压可视化应用以及系统电压中的可视化应用两方面。其中, 一方面, 是在厂、站节点电压的可视化应用中, 电压方面的高低及其分布, 都是衡量电网能否安全运行的重要依据;另一方面, 是从系统电压的可视化应用来看, 节点的电压情况只能反映出电力调度系统中电压的局部特征, 但是在很多的情况下, 调度员可能更加需要对全网的电压状况作一个全面详细的了解。所以, 能寻找到一种可以使调度员对电力系统电压的整体状况随时获得全面了解的手段十分必要。
(2) 在潮流监控的可视化应用方面, 潮流监控采用可视化技术不仅可以实现潮流走向的动态展示, 而且能够清晰展现潮流的限额裕度, 从而帮助调度员进行快速且直观地判断, 这能够极大的提高潮流监控的有效性实施。
(3) 在旋转备用的可视化应用的角度来看, 旋转备用是电力调度系统运行的重要指标, 电力系统会保有一定旋转备用容量, 当电网发生运行故障而导致停运的时候, 能够及时的发出旋转备用机组产生的出力, 从而避免因频率过低而造成的拉限电。
5.3 可视化应用WAMAP系统展示
WAMAP系统运用PMU动态数据来进行在线系统稳定分析, 重点用于解决包括电压稳定、低频振荡和暂态稳定等在内的安全稳定性方面的在线的辅助、在线监视及实时预警优化决策。
5.4 调度操作方面的可视化应用
在电气相关的操作中, 主要的需求有:操作票的编写、发布和电气操作执行。而在非电气相关的操作中, 其主要的需求有:机炉的启停、电能计划的修改、电能交易的输入和执行等。可视化技术的应用是为调度操作所提供的可视化应用界面, 主要包括点图成票等等, 并且可以提供稳定、现场设备、通信、继保、调度操作规定及注意点等的可视化展示。
6 总结
对于未来的电网发展趋势, 应利用先进信息、通信和控制技术, 覆盖所有电压等级的发输变配用电和调度各个环节的资源优化, 大幅度提升电网的服务能力, 实现业务流、信息流、电力流的一体化融合, 满足我国经济社会全面、协调、可持续发展要求。只有这样才能建设安全的电力体系, 提高电力生产效率, 创造更多效益, 为电力企业的发展带来更多的保障。
参考文献
[1]杨杰.电力调度自动化系统应用及优化策略探讨[J].北京电力高等专科学校学报:自然科学版, 2011 (09) .
[2]姚东海.电力调度自动化应用与优化[J].中国高新技术企业, 2010 (04) .