王智杰 陜西省農電管理局
摘要：本文探討了建立面向電力市場的縣級電網綜合控制系統的方案設想，提出了建立集縣級電力調度、配電系統及能量結算系統于一體的系統體系結構、技術要求及支持手段、并提出了系統建設的具體途徑。
1 概述
傳統的縣級電網自動化的做法是：建立獨立的電力調度系統、配電自動化系統、電能結算系統，使得各個系統之間的信息共享不能提供充分的保障，同時也造成了設備的大量冗余。對于縣級電網來說，建立合理的電網控制系統體系結構，達到系統設備的合理分配和布置，提高系統信息的共享，是縣級電網控制系統必須解決的問題。在這樣的環境要求下，作者提出了一種面向電力市場的縣級電網綜合控制系統方案。
2 系統體系結構
電力市場的引入給傳統的電力調度系統帶來功能上和內涵上的重大變化�，F代電力企業的電網綜合控制系統是其它非實時系統的實時數據倉庫，尤其在面向電力市場的環境下，需要電網控制系統提供大量的數據。
在本系統方案中，將電力調度、配電自動化、以及電力市場運營系統三大系統集于一體，從而達到設備、信息共享的目的。
從系統的監測功能角度來分類，縣級電網綜合控制系統可分為兩大子系統，即變電所綜合自動化和饋線自動化。這兩個子系統為配電網自動化提供了最基本的原始數據，如采集的母線電壓、電流、線路頻率、有功功率、電量脈沖、開關狀態、變壓器分接頭位置等信息，成為系統進行控制的基本數據依據。配電自動化系統采集的數據對象包括來自開閉所、變電所、柱上電子或智能開關、柱上變壓器以及柜式變電站、智能電能表等設備的數據。
控制中心由多臺計算機構成分布式系統結構，系統軟件采用基于客戶/服務器模型的系統設計。在關鍵節點上，采用雙機互備份的工作模式，提高系統的可靠性。
GIS(地理信息系統)是電網綜合控制系統的主要特點之一。將GIS與一些電力設備屬性數據結合起來，可使電力網絡拓撲和配網信息更加直觀，動態分析配電網的運行狀態更為有效，也為迅速查明線路跳閘地點及停電影響范圍，選擇合理的操作順序和路徑提供支持。
當電力線路發生故障后(如斷路器重合失敗)，系統自動確定出故障所在線路以及區域，從控制中心發出遙控指令，斷開故障線路兩側的開關。隨后發出無故障區域恢復供電的指令，縮短無故障停電區域的供電恢復時間。
負荷控制和電量自動結算構成了電力市場運營的主要內容。通過調度系統讀取遠方用戶的電表電量數據，將其送至控制中心。系統可根據收到的分時電量，實現分時和實時電價計量，并可根據用戶的用電量、分時電價以及其它因素，確定最優運行和發電控制計劃，為電力市場的運營提供實時的決策依據。
3 系統功能支持
現代化技術手段是保證電網綜合控制系統正常運作的基本條件，根據電網日常生產、運行、管理所涉及到的內容，縣級電網綜合控制系統應具備如下幾種主要的技術功能支持。
3．1 電網調度自動化系統功能
完成電網實時數據的采集、監視和控制，是現代化電網生產運行和調度管理必不可少的重要的技術手段。調度自動化系統除了應電力調度系統的原有功能基礎上，增加根據電力市場報價排序和在安全約束下編制調度計劃功能，達到整體系統的優化。同時，應加強負荷預報的基本功能，這也是在電力市場環境下編制調度計劃的基礎。
為了按照電力市場運營規則進行結算，并進行必要的市場運營考核監督，系統應具有提供統一時標的系統環境數據的能力，如頻率曲線、實際負荷曲線、實際出力曲線、控制指令或調整指令記錄、電壓檢測點的電壓曲線等，以便于和其它系統之間實現數據共享。
3．2 配電自動化系統功能
配電自動化可分為4個環節，即配電調度自動化、變電所自動化、饋線自動化以及營業自動化。在面向電力市場的電網綜合控制系統中，改變最大的就是負荷管理和負荷控制系統。
通過配電自動化系統，可以實現包括故障隔離、故障區域判斷、配電網網絡重構、實際線損計算等配電高級應用，同時也可以實現包括負荷曲線調整(如削峰、填谷等)、負荷監控(包括監視用電負荷)、直接和間接優化組合控制等最佳負荷控制。
3．3 電力市場運營系統功能
根據我國近期開放發電側電力市場的基本框架和運行規則，電力市場運營系統應由電量計量系統、合同管理系統、電力交易系統、實時報價系統、電費結算系統等功能組成。
電量計量系統：完成電力市場中交易各方購銷電能量的采集、統計和處理，是電力市場中的電能計量工具。
合同管理系統：完成對參與交易的各方合同(長、中、短期發、供、用電合同)進行管理，包括合同的簽定、修改等管理。
電力交易系統：對未來數小時內的發、供、用電計劃和電價的臨時調整或變化，進行協調，并進行相應的交易評估，得到滿足有關各方面需求的發、供、用電計劃和電價，并用來調整相應的電力、電量考核條件。
實時報價系統：對參與交易的各發、供、用電企業未來一段時間內的發供用電計劃和電價進行評估，產生滿足各方需求的發、供、用電計劃和電價，并據此進行電量交易。
電費結算系統：根據采集的電能量統計數據和電力市場實際運營和各種結算條件，對電力市場中的交易各方進行電費結算。
4 系統實現技術
開放式系統設計成為當前大型系統設計的時尚。開放式系統目前的發展主要是體現在計算機系統本身和與其聯系較為密切的層次產品上，而對于在應用層的開放性，涉及相對較少。開放式系統不僅僅是一些標準和技術的組合，更重要的是它提供了一種思想。基于這種思想，才能開發出真正為用戶可接收的開放式系統。因此，在設計時，應嚴格遵循已有的國際標準。這些標準包括：
數據庫接口：SQL結構化查詢語言；
用戶人機界面：Windows窗口系統；
通信標準：TCP/IP。
隨著計算機和通信技術的不斷發展，越來越多的新技術為面向電力市場的縣級電網綜合控制系統的實現提供技術保證，這些技術包括計算機技術、軟件環境、網絡互連技術、圖象圖形處理技術、多媒體技術、面向對象技術、數據庫技術、分布式遠動技術、人工智能技術、Internet技術等。這些技術的應用，將使面向電力市場的縣級電網綜合控制系統的實現成為可能。
