淺析智能電網調度一體化

彭宇++張智博

摘 要：在國家電網調度中心提出了智能電網調度技術支持系統(tǒng)框架的基礎上，提出如何在目前調度系統(tǒng)實現智能電網調度技術支持系統(tǒng)框架的功能目標。

關鍵詞：智能電網；調度；數據庫；動態(tài)數據；一體化

智能電網是電力工業(yè)的一場巨大變革，將引起電力工業(yè)在各個領域的革新。作為電網運行的直接生產單位——電力調度通信中心面臨的變革最為緊迫。為此，國家電網電力調度通信中心構建了《智能電網調度技術支持系統(tǒng)建設框架》，指導各網省公司建設智能電網技術支持系統(tǒng)。本文根據國調中心《智能電網調度技術支持系統(tǒng)建設框架》的目標，結合目前電力調度生產基礎上實現智能化，研究了如何在實現智能電網調度技術支持系統(tǒng)的實現問題。

一、電網調度功能

由于電能的特點決定了電能必須實時平衡，即發(fā)電和用電必須實時平衡，因此作為電網安全穩(wěn)定的直接生產單位，各網省調必須實時獲得電網的相關運行數據并進行合理的電網運行方式安排和事故處理以確保電網的安全穩(wěn)定運行。

傳統(tǒng)SCADA/EMS系統(tǒng)作為電力調度最核心的系統(tǒng)，實現對電力系統(tǒng)運行狀況的監(jiān)測和控制。SCADA通過采集各發(fā)電廠（站）、變電站電氣設備的電氣量、開關量以及通過AGC、AVC等對電氣設備進行控制和調節(jié)，實現“四遙”功能；故障錄波系統(tǒng)和故障測距定位系統(tǒng)實現對電網事故數據的有效保存；電網安全校核系統(tǒng)和母線負荷預測系統(tǒng)實現對發(fā)電計劃的有效安排；廣域測量系統(tǒng)和電網動態(tài)預警系統(tǒng)實現對電網的動態(tài)監(jiān)測和預警；電能量采集系統(tǒng)實現對電量采集；上述這些調度的主要系統(tǒng)共同保證著電網安全經濟運行。

二、數據一體化

實時傳送電網動態(tài)數據并進行及時有效的分析是智能電網的最基本要求。網省級調度部門作為電網運行的直接管理部門需要實時了解系統(tǒng)運行情況并針對電網出現的問題及時處理。而電網運行數據的快速獲得是調度運行人員了解電網運行狀況并進行有效處理的前提和基礎。SCADA/EMS系統(tǒng)是目前電力系統(tǒng)運行的支持系統(tǒng)，是調度運行人員獲得電網運行數據的直接工具。但是由于SCADA/EMS系統(tǒng)主要采集電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)數據，不能采集動態(tài)數據，因此其不能滿足智能電網的要求。而基于同步相量測量單元設備PMU的出現較好地解決了此問題。

三、數據平臺一體化

根據國家電網公司的要求，智能電網的基礎數據平臺應能滿足向各類應用提供數據支持和信息服務，主要功能包括數據庫管理與訪問、數據交換機制、人機環(huán)境和系統(tǒng)管理等基本功能?；A平臺需要全面支撐電網實時監(jiān)控、調度計劃、安全校核和調度管理等四大類核心應用，支持構建分布式一體化的調度技術支撐體系。

四、功能一體化設想

（一）基本功能的一體化

WAMS系統(tǒng)與動態(tài)預警系統(tǒng)的高級應用功能諸如在線狀態(tài)估計、在線靜態(tài)安全分析、在線暫態(tài)功角計算分析（包括功角穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定和頻率穩(wěn)定）、在線動態(tài)穩(wěn)定計算分析以及與之相適應的預防輔助控制策略等都可以在EMS系統(tǒng)上實現，而區(qū)別僅在于在線穩(wěn)定計算同傳統(tǒng)的基于EMS/SCADA進行在線穩(wěn)定計算的區(qū)別就是在于其狀態(tài)估計精度的提高。

（二）新應用功能推廣實現智能化

1.電網運行方式的預安排

為了實現智能電網的目的，可進一步利用電網動態(tài)預警系統(tǒng)與輔助決策系統(tǒng)的功能，將電網動態(tài)監(jiān)測預警與輔助決策系統(tǒng)的功能推廣應用至電網的運行方式安排上。在統(tǒng)一數據平臺的基礎上，根據當前系統(tǒng)的電網結構、負荷預測系統(tǒng)提供的明日96點負荷預測、發(fā)電機計劃安排以及調度工作票系統(tǒng)提供的電網檢修計劃進行明日電網96點安全穩(wěn)定性計算以及發(fā)電計劃校核，利用動態(tài)預警與輔助決策系統(tǒng)強大的計算功能及輔助決策信息實現對明日電網運行方式安排的有效安排和校核，實現國調中心提出的調度計劃應用及安全校核功能。該功能將發(fā)電安全校核系統(tǒng)（負荷預測系統(tǒng)）的功能融入動態(tài)預警系統(tǒng)，實現發(fā)電安全校核系統(tǒng)同動態(tài)預警與輔助決策系統(tǒng)一體化。

2.電網經濟運行分析

電網調度運行部門目前最關注的是電網的安全穩(wěn)定性，這是因為發(fā)電計劃通常不是由調度部門掌握的，因此很難實現經濟調度。但隨著智能電網的建設，電網的經濟分析將是其必不可少的功能。

（1）進行電量統(tǒng)計分析：由于PMU能夠動態(tài)測量數據，因此可以進行電量分析計算，實現對電量采集裝置的校核。

（2）網損統(tǒng)計分析：離線的網損計算不能正確反映實際網損，這是因為電網運行的狀態(tài)是經常變化的，表現在電氣設備的檢修、電網的建設和電源的建設等都會對網損造成影響。

（3）AGC的經濟調控：目前AGC的調控是根據發(fā)電機的特性進行調控的，但隨著智能電網的運行，AGC應該實現經濟調控，在電網出現功率波動時，AGC優(yōu)先調節(jié)上網電價低的有效機組。

（4）經濟調度的使用。當發(fā)電計劃與實際出現差別時，采用經濟調度。雖然最優(yōu)潮流在理論上是可行的，但在電網實際的調度生產運行中，其適用性不大。

3.提高斷面極限功率

在電力系統(tǒng)調度部門，人們通常用斷面極限功率的概念來控制潮流，這種概念是建立在負荷變化的基礎上，是為調度運行部門進行靈活調節(jié)發(fā)電機組的出力而建立的。斷面極限功率的獲得是假定發(fā)電機組功率一定（通常是滿發(fā)）的情況下，通過調節(jié)負荷變化進行仿真計算獲得的。

五、結語

本文針對國家電力調度中心構建的智能電網調度技術支持系統(tǒng)建設框架目標，結合了目前網省公司電力調度通信中心實際的生產運行系統(tǒng)，將二者相結合，提出了構建的智能電網調度支持系統(tǒng)建設的數據一體化、平臺一體化和功能一體化的實現方法。智能電網的建設與應用還需要在運行實踐中進一步探索，同時智能電網也是隨著新技術的開發(fā)與應用而逐步發(fā)展的。