智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展研究

金現(xiàn)孔，李松澤

（珠海供電局，廣東珠海519000）

智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展研究

金現(xiàn)孔，李松澤

（珠海供電局，廣東珠海519000）

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和用電需求的提高，構(gòu)建智能化電網(wǎng)已經(jīng)成為一種必然的發(fā)展趨勢(shì)，國(guó)家也將電網(wǎng)的智能化發(fā)展列為戰(zhàn)略性發(fā)展目標(biāo)。主要對(duì)電網(wǎng)的智能調(diào)度實(shí)踐進(jìn)行了分析，并結(jié)合電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，探究了智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建要點(diǎn)，研究了系統(tǒng)的中心層次結(jié)構(gòu)，以期加深對(duì)智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的了解，把握發(fā)展趨勢(shì)，進(jìn)一步促進(jìn)系統(tǒng)的發(fā)展和進(jìn)步。

電網(wǎng)；智能調(diào)度；自動(dòng)化系統(tǒng)；發(fā)展

0　引言

電網(wǎng)能夠持續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵在于調(diào)度系統(tǒng)的正常工作，處在智能化的社會(huì)中，為了提高電網(wǎng)的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)向科技自動(dòng)化的轉(zhuǎn)變，就必須要研制出高效的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。電網(wǎng)故障具有較高的發(fā)生幾率，而傳統(tǒng)的處理方式已經(jīng)無(wú)法滿足需求，這就迫切需要構(gòu)建智能化電網(wǎng)自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)。

1　電網(wǎng)的智能調(diào)度實(shí)踐分析

廣義層次上的電網(wǎng)智能調(diào)度實(shí)踐包括以下內(nèi)容。

（1）美國(guó)PJM有限責(zé)任公司的先進(jìn)調(diào)度控制中心。該調(diào)度控制中心集資源、資產(chǎn)于一體，表示為AC2，大大提升了業(yè)務(wù)操作的連續(xù)性，增強(qiáng)了業(yè)務(wù)間的聯(lián)系，具有很強(qiáng)的安全性，其內(nèi)部的軟件結(jié)構(gòu)為模塊化形式，可以根據(jù)需求進(jìn)行延伸和拓展。

（2）智能電網(wǎng)調(diào)度支持系統(tǒng)。2008年我國(guó)電力調(diào)度研究機(jī)構(gòu)加大了對(duì)調(diào)度支持系統(tǒng)的研發(fā)力度，構(gòu)建出由高級(jí)應(yīng)用功能、一體化調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)共同組成的調(diào)度系統(tǒng)，這兩部分則分別由不同的功能模塊、應(yīng)用構(gòu)成，滿足了多樣化的業(yè)務(wù)操作需求［1］。

（3）美國(guó)電力科研院的智能控制中心。研制的智能電網(wǎng)可以劃分為三個(gè)不同的部分，即一次輸電網(wǎng)、變電站及智能控制中心。在三者的作用下，系統(tǒng)的控制能力明顯提升，可以進(jìn)行實(shí)時(shí)性的交互，能夠在可視化的環(huán)境下進(jìn)行調(diào)度，還自帶評(píng)估分析功能。

（4）南方電網(wǎng)綜合防御結(jié)構(gòu)。兼容交流電和直流電是智能電網(wǎng)最顯著的特征，在南方電網(wǎng)綜合防御結(jié)構(gòu)的作用下，能夠?qū)⒄麄€(gè)調(diào)度控制系統(tǒng)劃分成廣域綜合信息平臺(tái)、下屬功能系統(tǒng)兩部分，且后者涵蓋7個(gè)不同的功能系統(tǒng)，不同的系統(tǒng)所發(fā)揮的作用各不相同，為電網(wǎng)的可靠運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的保障。

此外，還包括國(guó)網(wǎng)電力科研院研制的時(shí)空協(xié)調(diào)大停電防御架構(gòu)、電網(wǎng)EMS。研究院所建立的大停電防御架構(gòu)能夠在處于工作狀態(tài)下的配電調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中添入數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)、網(wǎng)元管理系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同類型信息的高效處理。系統(tǒng)可以借助擴(kuò)展等面積準(zhǔn)則，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)調(diào)度的量化研究，實(shí)現(xiàn)預(yù)算和決策的在線化，保證匹配的準(zhǔn)確性，優(yōu)化電網(wǎng)的調(diào)度協(xié)調(diào)性，達(dá)到最佳的適應(yīng)和調(diào)度狀態(tài)。三維協(xié)調(diào)是電網(wǎng)EMS系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)所在，控制方式為實(shí)時(shí)閉環(huán)控制，協(xié)調(diào)能力較強(qiáng)，可以從目標(biāo)、空間和時(shí)間三個(gè)層面進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)控，大大改善了智能電網(wǎng)的布局［2］。

而在狹義角度上看，電網(wǎng)智能調(diào)度實(shí)踐既要滿足輔助調(diào)度員進(jìn)行決策分析的作用，同時(shí)還應(yīng)達(dá)到開(kāi)發(fā)實(shí)踐的要求。電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程比較復(fù)雜，調(diào)度人員需要對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作管理，工作量極大，容易出現(xiàn)決策制定不夠科學(xué)的現(xiàn)象，影響了電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)功能的發(fā)揮［3］。所以智能化調(diào)度必須要起到輔助性的決策作用，為調(diào)度人員提供方便，調(diào)度員壓力與反應(yīng)速度、干預(yù)能力和系統(tǒng)復(fù)雜性之間的關(guān)系詳見(jiàn)圖1、圖2。

圖1　調(diào)度員壓力和反應(yīng)速度的關(guān)系

圖2　人工干預(yù)能力和系統(tǒng)復(fù)雜性的關(guān)系

2　智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建要點(diǎn)

（1）智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的調(diào)度需求

確保電網(wǎng)系統(tǒng)的高效運(yùn)行是智能化調(diào)度研究的根本目標(biāo)，同時(shí)也是一項(xiàng)根本的需求。所以在進(jìn)行構(gòu)建研究時(shí)，應(yīng)將電網(wǎng)系統(tǒng)的持續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行作為設(shè)計(jì)的根本指標(biāo)，使系統(tǒng)內(nèi)部的各個(gè)功能都能高效地實(shí)現(xiàn)，一方面可以對(duì)相關(guān)的調(diào)度工作人員進(jìn)行培訓(xùn)，開(kāi)展監(jiān)督評(píng)審工作；另一方面還需要對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)性的監(jiān)測(cè)，應(yīng)用調(diào)度系統(tǒng)的評(píng)估和計(jì)算功能，提前發(fā)現(xiàn)故障問(wèn)題，為電網(wǎng)的正常工作提供保障。

（2）智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)要求

在調(diào)度系統(tǒng)的技術(shù)研究方面，應(yīng)在保證成本投入最小化的基礎(chǔ)上，改進(jìn)業(yè)務(wù)的結(jié)構(gòu)，優(yōu)化業(yè)務(wù)間的連續(xù)性，并研制出高效的用戶界面，使操作性系統(tǒng)更加便捷，減少后期的維護(hù)操作，降低技術(shù)要求［4］。系統(tǒng)架構(gòu)還要具備良好的拓展性，擁有較強(qiáng)的兼容性，互操作能力較高，并允許軟件模塊接入到系統(tǒng)中，達(dá)到良好的安全運(yùn)行程度。

（3）智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的研究模式

基于智能電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，當(dāng)前主要形成了自主開(kāi)發(fā)、由外到內(nèi)兩種不同的研究模式。前者主要面向的是處于運(yùn)行狀態(tài)的電網(wǎng)，要求相關(guān)運(yùn)行機(jī)構(gòu)要結(jié)合系統(tǒng)的特征，及時(shí)找出其中存在的故障，進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)和完善，優(yōu)化系統(tǒng)的整體性能；而后者則應(yīng)用了研、商相結(jié)合的研究模式，讓政府和電網(wǎng)運(yùn)行商都參與到研究工作中，極大地拓展了研發(fā)創(chuàng)新性，確保研制出的系統(tǒng)具有較強(qiáng)的可行性。

3　智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的中心層次結(jié)構(gòu)研究

智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的建立是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，在實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是要構(gòu)建智能化的調(diào)度中心，具體體現(xiàn)在中心結(jié)構(gòu)層次方面，需要基于業(yè)務(wù)要求、數(shù)據(jù)流兩個(gè)層面進(jìn)行研究。高級(jí)應(yīng)用功能、系統(tǒng)級(jí)支持平臺(tái)共同組成了智能調(diào)度中心，具體層次結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)圖3。

圖3　智能調(diào)度中心層次結(jié)構(gòu)示意圖

（1）建立在業(yè)務(wù)需求基礎(chǔ)上的高級(jí)應(yīng)用層

調(diào)度業(yè)務(wù)要求是該層次結(jié)構(gòu)的一大建立標(biāo)準(zhǔn)，需要結(jié)合業(yè)務(wù)需求的不同，將應(yīng)用功能分成五種不同的類型，例如調(diào)整和控制、調(diào)度計(jì)劃、評(píng)估和分析、調(diào)度管理、實(shí)時(shí)性監(jiān)測(cè)。以上都屬于高層次的管理功能，可以對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的電壓進(jìn)行調(diào)控，準(zhǔn)確計(jì)算出線損，預(yù)先估計(jì)出超短期負(fù)荷，得出定值校核，并對(duì)電網(wǎng)故障進(jìn)行研究，識(shí)別出不良的數(shù)據(jù)信息，完成網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)及拓?fù)涞裙ぷ鳎?］。面向服務(wù)架構(gòu)是支持不同應(yīng)用功能的關(guān)鍵，在該結(jié)構(gòu)的作用下，各個(gè)系統(tǒng)間才可以有效地完成封裝操作，并進(jìn)行有效的調(diào)用，發(fā)揮出自動(dòng)報(bào)警、準(zhǔn)確故障診斷等作用。

（2）系統(tǒng)級(jí)支撐平臺(tái)

智能電網(wǎng)調(diào)動(dòng)自動(dòng)系統(tǒng)功能的發(fā)揮與系統(tǒng)級(jí)支撐平臺(tái)有著密切的聯(lián)系，其主要作用原理通過(guò)平臺(tái)，為調(diào)度中心功能的實(shí)現(xiàn)提供多樣化的服務(wù)［6］。由圖3可知，數(shù)據(jù)引擎、數(shù)據(jù)資源中心和硬件層共同組成了系統(tǒng)級(jí)支撐平臺(tái)，其中總線為數(shù)據(jù)引擎的主要運(yùn)行方式，能夠?qū)⑾嚓P(guān)模型、數(shù)據(jù)提供給系統(tǒng)應(yīng)用層，保證高級(jí)應(yīng)用業(yè)務(wù)的有序開(kāi)展，具有針對(duì)性定制的作用，同時(shí)還兼具模型搜索、數(shù)據(jù)信息檢索及數(shù)據(jù)流檢索等作用；而數(shù)據(jù)交換平臺(tái)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、采集層和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等模塊又是構(gòu)成數(shù)據(jù)資源中心的幾大關(guān)鍵部分；硬件層也包括多項(xiàng)不同的結(jié)構(gòu)，例如：通訊設(shè)施、工作站、存數(shù)設(shè)施、服務(wù)器和路由器等。

4　結(jié)語(yǔ)

智能化的電網(wǎng)并不單指的是廣義層次上調(diào)度控制的智能化，同時(shí)也要求能夠應(yīng)用智能化調(diào)度的方式對(duì)不同的業(yè)務(wù)進(jìn)行處理。針對(duì)智能電網(wǎng)的發(fā)展需求，在研發(fā)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的過(guò)程中，應(yīng)充分利用先進(jìn)的數(shù)字信息化技術(shù)，建立出更加完善的智能調(diào)中心，提供可靠的支撐平臺(tái)，發(fā)揮高級(jí)應(yīng)用功能的作用。研究智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展具有非常重要的意義，能夠健全調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，將不同業(yè)務(wù)的智能化調(diào)度變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，加快我國(guó)智能化電網(wǎng)系統(tǒng)的特色化建設(shè)步伐，促進(jìn)智能電網(wǎng)的優(yōu)化發(fā)展，為相關(guān)研究提供參考意見(jiàn)，

［1］張文亮，劉壯志，王明俊，等.智能電網(wǎng)的研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2009（13）：1-5.

［2］龐曉燕，李建，梁漢泉，等.智能電網(wǎng)高度技術(shù)支持系統(tǒng)構(gòu)架及調(diào)度自動(dòng)化現(xiàn)狀研究［J］.四川電力技術(shù)，2013，36（4）：32-33.

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Research on the Development of Intelligent Power Grid Dispatching Automation System

JIN Xian-kong，LI Song-ze
（Zhuhai Power Supply Bureau，Zhuhai519000，China）

With the continuous development of the society and the improvement of the demand of electricity，the construction of intelligent power grid has become an inevitable trend，the country will also be the smart grid development as a strategic development objectives.In this research，the intelligent dispatching system is analyzed，and the development status of power grid dispatching system is studied.The main points of the intelligent power grid dispatching automation system are explored.

power grid；intelligent dispatching；automation system；development

TM734

A文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：1009-9492（2015）12-0040-03

10.3969/j.issn.1009-9492.2015.12.011

金現(xiàn)孔，男，1979年生，甘肅白銀人，大學(xué)本科，工程師。研究領(lǐng)域：電力系統(tǒng)。已發(fā)表論文3篇。

（編輯：阮毅）

2015-10-19