Диспетчерский пункт.
Далее приведем задачи, выполняемые диспетчерским пунктом, задачи сбора статистических данных.
Роль диспетчерского пункта. Энергосистема сравнима с живым существом, чувствительным как к внешним воздействиям, так и к перегрузке его органов. С тех пор как существуют системы, в них увеличилось количество внутренних «рефлекторных» дуг, а также «условных рефлексов». Но этого недостаточно, поскольку невозможно предусмотреть все ситуации, которые могут иметь место, и даже некоторые из них, которые можно прогнозировать; они так мало вероятны, что было бы неразумным предусматривать все необходимые средства воздействия на них.
Итак, надо иметь центр контроля и принятия решений, который был бы постоянно способен реагировать на все эти ситуации, играть роль мозга, обнаруживающего явления и принимающего решения. Вспомогательным устройством, необходимым мозгу, является быстрая и точная система информации.
Диспетчерские пункты — эксплуатационные организации системы, которые предназначены для:
обеспечения питания потребителей в любой момент времени и в любой точке системы с приемлемыми величинами мощности, напряжения, частоты и надежности;
реализации наилучшего использования станций и системы передачи в каждое мгновение при учете всех ограничений;
восстановления после аварии удовлетворительных условий обслуживания в возможно короткие сроки, при этом принимаются решения о необходимых переключениях на подстанциях, контролируемых диспетчерскими пунктами.
Для обеспечения этих функций каждый диспетчерский пункт должен постоянно иметь возможно точные сведения о состоянии всей системы, находящейся под его контролем, т. е.:
об используемой эксплуатационной схеме (разомкнутые или замкнутые петли, уровень напряжения, при котором работают станции);
о нагрузках разных элементов системы (линий, трансформаторов и генераторных групп).
Он должен, кроме того, предусматривать, каким образом нагрузки будут развиваться в будущем и какие последуют из этого модификации, которые необходимо ввести в эксплуатационную схему и с тем большей точностью, чем ближе это будущее (на следующий час, на завтрашний день, на следующий месяц или год). Прогнозы должны быть сделаны при сравнении с аналогичными ситуациями, имевшими место в прошлом, и заранее собранными детальными статистическими данными о работе систем в течение прошлых лет.
Статистические данные. Потребление энергии прогнозируется с тем большим приближением, чем более полные и более детальные статистические данные имеются о прошлом.
Статистические данные получают с помощью замеров активных и реактивных нагрузок, производимых вручную персоналом подстанций. Замеры производят ежечасно и дополняют измерениями регистрирующих приборов. Необходимость статистических данных очевидна, но поскольку персонал станций сокращается, то нет возможности рассчитывать на получение более полных сведений. Другим существенным аргументом в пользу полной механизации замеров является ускорение их ритма, которое кажется целесообразным.
В настоящее время устанавливают так называемые кодировочно- перфорирующие аппараты, которые измеряют энергию в виде последовательности импульсов. Подсчет их в двоичной системе прост. Система позволяет также получить мощности, поскольку для этого достаточно подсчитать среднюю энергию за определенный заранее промежуток времени.
Э де Ф стандартизировало два значения промежутка:
—10 с, в течение которых измеряется мощность, рассматриваемая в расчетах в качестве мгновенной;
10 мин, в течение которых определяются ежедневная, региональная и национальная кривые нагрузки.
Разработка статистических данных и программ осуществляется в два этапа, диспетчерские пункты обрабатывают данные от каждой станции и каждого узла потребления раздельно, тогда как на общенациональный диспетчерский пункт поступают сгруппированные сведения, за исключением ограниченного числа больших станций, участвующих в регулировании «частота — мощность».
Некоторая обработка статистических данных осуществляется на региональных диспетчерских пунктах, которые оборудованы или будут оснащены ЭВМ.
Передача информации.
Здесь будут рассмотрены вопросы обработки и централизации информации.
Обработка информации. Обмен информации, ежедневно обрабатываемой на каждом из восьми региональных диспетчерских пунктах Э де Ф с целью наблюдения за той частью системы, которая к ним относится, равен приблизительно 4 млн. измерений. Статистическая обработка этих измерений потребовала развитой автоматизации, начиная с использования датчика и кончая их передачей на региональные или центральные диспетчерские пункты (рис. 4.15 и 4.16).
И все же за инженерами оставлена обязанность принимать решения, вытекающие вследствие проверки этой обработанной информации. Система обработки информации при непосредственном подключении к системе (американцы говорят «on line») со стороны датчиков измерений остается разомкнутой со стороны (принятия) решений. Это наиболее резонное и наиболее экономичное решение на данный момент. Трудно предсказать, какой будет эволюция в этой области.
Рис. 4.15. Принципиальная схема дистанционной передачи информации, передаваемой и обрабатываемой региональным диспетчерским пунктом Э де Ф
Информация, которую необходимо передать с каждой из подстанций, представляет собой информацию трех видов:
точные измерения, предназначенные для расчетов, производимых датчиками импульсных генераторов, которые дают точность 0,5%; импульсы складываются счетчиком каждые 10 с и посылаются циклическим передающим устройством;
измерения, предназначенные для индикации, имеют меньшую точность; они могут быть получены от аналогового датчика и преобразованы в числовые значения цифро-аналоговым преобразователем, который передает затем их циклическому передающему устройству;
Рис. 4.16. Схема обработки информации на национальном диспетчерском пункте:
Э де Ф в 1968 г.
— дистанционная сигнализация положений выключателей или регуляторов, сигналов тревоги и перегрузок и т. д. получается непосредственно в двоичном виде и передается с помощью преобразователя непрерывных данных в дискретные на циклическое передающее устройство.
На каждой подстанции циклическое передающее устройство посылает каждые 10 с совокупность сигналов телеметрии и дистанционной сигнализации подстанции на канал частотой 120 Гц, 50 бод, способный передавать 20 телеметрических сигналов или 160 сигналов дистанционной сигнализации. На диспетчерском пункте приемное устройство их получает и направляет на два запоминающих устройства, одно из которых используется для расчетов, другое —для органов индикации в зале диспетчерского пункта (см. рис. 4.15).
Национальный диспетчерский пункт получает постоянно 450 телеизмерений и 1000 телесигнализаций, каждая информация длится 2 с.
Информация непрерывно передается в контрольный зал для визуальных наблюдений. Индикация (данных) изучалась особым образом. Значительная часть информации, которую необходимо предоставлять в распоряжение диспетчера, должна была бы превзойти пределы человеческих возможностей, если были бы использованы классические Способы визуализации. Принятая система, разработанная таким образом, чтобы информация была ясной, полной и точной, включает в себя многочисленные формы различных визуализаций.
Структурная схема выдает диспетчеру общее состояние положения во всей системе в целом. Эта схема воспроизводит большие мощные линии системы, на каждой из которых упрощенно указана нагрузка. Особые световые указатели показывают перегрузки.
Числовые световые индикаторы или регистраторы осуществляют селективную и точную индикацию телеизмерений. На каждом из этих приборов диспетчер может вызвать значение какого-либо телеизмерения: простым нажатием соответствующей клавиши.
Постоянно действующие регистраторы позволяют, кроме того, осуществлять контроль главного производства (энергии) в различных районах, а также нагрузку на наиболее важных линиях, таких, как международные линии.
На телевизионных экранах диспетчер может вызвать результаты некоторых телеизмерений или расчетов, проводимых одной из ЭВМ, имеющихся в распоряжении диспетчерского пункта (в частности, в «реальном времени»).
Диспетчерский пункт имеет в своем составе устройство управления телерегулированием частоты и обменов энергией с соседними странами, которое посылает сигналы, воздействующие на регуляторы станций; оно выполнено на рассмотренном ранее принципе, но при улучшенной технике.
Автоматизация диспетчерского пункта.
Работы, осуществляемые диспетчерскими пунктами, диктуются постоянным наблюдением за системами, которые были автоматизированы первыми из всех больших систем Европы и Америки .
Последовательная обработка телеизмерений. Она осуществляется на ЭВМ, на которую непосредственно поступают все телеизмерения (одновременно с их индикацией). ЭВМ имеет в своем распоряжении следующие программы расчетов: распределения активных мощностей, набросов нагрузок в случае отключения, фазовых углов, распределения производства реактивных мощностей, устойчивости, мощностей к. з., обменов с внешними производителями (по отношению к системе) энергиями и т. д. Эти программы осуществляются или по команде инженеров диспетчерского пункта, или автоматически после модификации схемы системы или производства энергии.
Автоматическое регулирование. Центральный диспетчерский пункт осуществляет вторичное регулирование. Он ежедневно устанавливает необходимые параметры этого регулирования.
Во Франции это единственное полностью автоматизированное регулирование; оно распространяется на:
регулирование напряжения с помощью вторичного регулирования производства реактивной энергии;
третичное регулирование производства активной мощности: путем выбора станций, которые необходимо для этого пустить;
разработку ежедневных программ благодаря статистическим данным, уже обработанным на ЭВМ, и методам прогнозирования, которые можно запрограммировать; в настоящее время довольствуются сравнением ежедневных программ выработки и автоматической сигнализации диспетчеру об отклонениях в выработке, превышающих заранее фиксированную величину;
мероприятия, необходимые в случае аварии, такие, как достижение удовлетворительной работы реле разгрузки по частоте, реле, осуществляющих разбиение потребителей на группы, и др. Большие расчетные возможности ЭВМ, очевидно, позволят и далее увеличивать возможности автоматических переключений, постоянные времени которых равны нескольким десятым долям секунды.
Контроль в реальном времени. Централизация получения информаций и телеизмерений упрощает контроль систем в «реальном времени». В самом деле, ЭВМ может поставлять новые данные для моделирования системы, где рассчитываются те данные, которые не могут быть объектом телеизмерений (при условии, что они будут избыточными для обеспечения нормальных условий для контроля).
Такое моделирование служит базой при всех расчетах, необходимых для различных типов регулирования. Оно могло бы, очевидно, почти полностью автоматизировать работу диспетчерского пункта. Но для этого необходимо обеспечить абсолютную надежность.
В некоторых системах США автоматизация диспетчерских пунктов получила сильное развитие, но это касается меньших систем по сравнению с национальными объединенными европейскими системами.
В конечном итоге автоматизация диспетчерских пунктов будет прогрессировать в той степени, в которой она могла бы быть экономически выгодной, и вследствие этого в тех случаях, когда будет достаточно уменьшена опасность одновременной аварии на установках, предусмотренных для обеспечения последовательного введения резервов.
