智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)現(xiàn)狀與技術展望

趙丹熹 賈璐

摘要：我國的電網(wǎng)調(diào)度事業(yè)在最近幾年發(fā)展速度逐步加快，電網(wǎng)的調(diào)度也逐漸趨向于自動化發(fā)展，同時受到來自電網(wǎng)調(diào)度技術應用開發(fā)的推動，一直處于高速發(fā)展狀態(tài)。文章回顧了電網(wǎng)調(diào)度自動化發(fā)展的歷史進程，從總體角度分析了電網(wǎng)調(diào)度的結構現(xiàn)狀，總結了在最新應用技術領域智能電網(wǎng)的現(xiàn)代化發(fā)展技術展望。

關鍵詞：智能電網(wǎng)；調(diào)度控制系統(tǒng)；自動化；電力網(wǎng)絡；特大電網(wǎng) 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM921 文章編號：1009-2374（2016）10-0126-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.10.062

電網(wǎng)調(diào)度的發(fā)展在最近的三四十年里速度逐漸加快，主要的經(jīng)歷階段為：初期的消化吸收階段，本階段主要集中在20世紀70年代，主要的發(fā)展內(nèi)容包括提供原材料以滿足技術調(diào)度的需要；第二階段主要是在20世紀末期，主要的目標發(fā)展到了對全國初期的電網(wǎng)調(diào)度和水平控制需要；第三個階段發(fā)展到了趕超先進的階段，主要的集中發(fā)展時間在21世紀，主要的任務也上升到了世界一流的堅強智能電力網(wǎng)絡調(diào)度系統(tǒng)的構建。

1 系統(tǒng)總體結構現(xiàn)狀

智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的實際應用組織者是我國電力網(wǎng)絡公司總部，系統(tǒng)的研制和開發(fā)主要依靠中電科學院和國家電力網(wǎng)絡科學院，參與到國家智能電力網(wǎng)絡建設中的主要實際設計路線者就是各級調(diào)度控制中心，在進行實際的電網(wǎng)調(diào)度網(wǎng)絡系統(tǒng)建設的同時，設計的基礎原則一直保持在采用安全性能較高的軟件和硬件計算機控制系統(tǒng)上，以此實現(xiàn)系統(tǒng)運行中的可靠性提高，這一控制系統(tǒng)的完善和發(fā)展不僅滿足了現(xiàn)階段我國的電網(wǎng)調(diào)度建模的需要，還有效解決了多級調(diào)度系統(tǒng)的電網(wǎng)系統(tǒng)安全問題。近些年來，智能電網(wǎng)的調(diào)度和技術控制系統(tǒng)已經(jīng)逐步廣泛應用于我國的各個地區(qū)，各類相關的研究實踐也在逐步增加，對此需要從廣域的地區(qū)分布和調(diào)控的集約化發(fā)展多個角度進行分析嘗試，對于調(diào)控、分配、引流等多個領域需要不斷深化應用，由此形成一種地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度的領先發(fā)展和可靠實用性提高。我國的地區(qū)網(wǎng)絡線路建設在一體化的發(fā)展之下?lián)碛忻黠@的應用和需求的差異化特征，但是在實際的建設發(fā)展中，規(guī)模和信息也存在于管理模式的不適應情況，很多應該強調(diào)的部分沒有很好地兼顧起來。一體化建設實現(xiàn)了標準化的網(wǎng)絡信息構建，一體化的建設在一定程度上對電網(wǎng)的個性化安排考慮較少，系統(tǒng)設計在進一步實現(xiàn)系統(tǒng)安全的同時也需要增加實際的操作可靠性，在安全可靠的前提下實現(xiàn)資源的靈活調(diào)配和安全性的提高。

2 關鍵技術的創(chuàng)新與應用效果

2.1 有效提高了特大電網(wǎng)的可觀測性

智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的建立和發(fā)展在進行到一定階段以后，可以有效地發(fā)揮出對電網(wǎng)調(diào)度可觀測性的提高，主要的智能電網(wǎng)創(chuàng)新性建立表現(xiàn)如下：首先是建立起了開放式的C6000電網(wǎng)平臺，這種平臺的安全性能非常高，在調(diào)度控制業(yè)務發(fā)展過程中實現(xiàn)了從橫向集中到縱向延伸的大范圍拓展，同時也為特大電網(wǎng)的多級控制協(xié)調(diào)運作提供了良好的發(fā)展環(huán)境，強化了調(diào)度制度構建的技術支持；二是擴大了時間的發(fā)展序列范圍和電網(wǎng)職能，對于時間序列數(shù)據(jù)信息庫的主要研究包括了對歷史庫的研究和對實踐序列庫的研究。在時間序列庫的研究中，如果有效地擴大數(shù)據(jù)的存儲空間，就可以顯著地提升大電網(wǎng)的動態(tài)數(shù)據(jù)儲存能力和及時的數(shù)據(jù)更新訪問能力。電網(wǎng)的可觀測性在地區(qū)電網(wǎng)的調(diào)度和地區(qū)電網(wǎng)的資源安排中發(fā)揮重要作用，面臨數(shù)據(jù)的增加和控制風險的不斷加大等諸多問題，規(guī)范的信息化可觀測模式是解決信號實時監(jiān)控的重要問題，應該根據(jù)監(jiān)控運行需求的進一步優(yōu)化減少監(jiān)控信號的干擾。但是規(guī)范和優(yōu)化之后，系統(tǒng)仍然會存在大量的信號監(jiān)控問題，所以需要進一步分析控制信號一體化和社會檢測一體化模式下應該明確的問題。

2.2 提高了電網(wǎng)調(diào)度抵抗自然災害的能力

我國的電網(wǎng)實際安全需要基礎之上逐步建立起了國家的省級以及以下的劃分體系，在這一體系建成之下，可以有效地實現(xiàn)對國家電網(wǎng)的自由調(diào)度靈活性的提高，與此同時，對重大的自然災害的實際抵抗能力也可以同步提高，電網(wǎng)調(diào)度同步實現(xiàn)了對外部重大力量的攻擊和影響。這可以有效地保護電網(wǎng)調(diào)度的能力不受削弱，調(diào)度工作可以正常運行。電網(wǎng)的調(diào)度抵抗自然災害是現(xiàn)階段最需要注意的關鍵性問題，伴隨著計算機技術和信息網(wǎng)絡技術的發(fā)展，我國很多地區(qū)都實現(xiàn)了電網(wǎng)的智能化調(diào)度和系統(tǒng)控制，調(diào)度系統(tǒng)的完整化進步會成為提高電網(wǎng)抵抗自然災害能力的關鍵，統(tǒng)一的模型維護和電網(wǎng)安全管理流程也是其中的重要內(nèi)容之一，新的電網(wǎng)控制系統(tǒng)在進行安全工程自然災害防御過程中，綜合了各個地區(qū)的區(qū)域自然地理特點，進行了實際的安全防護維護，該功能也是應用于電網(wǎng)維護的重要內(nèi)容。

2.3 有效減少了電網(wǎng)運行成本

在我國的電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)研發(fā)進行過程中，對于多種電網(wǎng)節(jié)能以及電網(wǎng)運行成本調(diào)節(jié)進行了新的改革。在傳統(tǒng)技術基礎之上增加了新能源消耗材料的應用，實現(xiàn)了安全發(fā)電和多功能的經(jīng)濟型發(fā)電，在研發(fā)的過程中也添加了滾動的優(yōu)化處理技術，將短期和超短期的風電發(fā)電預測技術融入其中，可以有效地實現(xiàn)電網(wǎng)運行成本的節(jié)約。關鍵技術的創(chuàng)新和應用也是減少電網(wǎng)運行成本的關鍵所在，技術的提高和更新可以有效提高電力資源配置的速度和準確度，在主管線路安置過程中加強信息化內(nèi)容構建。信息技術的更新和應用可以有效增加實際的工作量，從該功能的應用完善中建設合理的調(diào)配網(wǎng)絡，減少新建電力網(wǎng)絡信息系統(tǒng)的調(diào)試時間和運行的維護效率及安全運行時間，地區(qū)電網(wǎng)的運行風險評估在實際的系統(tǒng)網(wǎng)絡信息構建中可以有效發(fā)揮成本的節(jié)約和資金資源的合理配置，電力網(wǎng)絡系統(tǒng)在對控制系統(tǒng)進行技術更新的同時，可以通過數(shù)據(jù)信息化處理能力的提高進行網(wǎng)絡系統(tǒng)完善，深入開發(fā)各類應用型技術，建立起調(diào)度控制的多節(jié)點分布區(qū)域，通過完整的儲存、處理、分析和應用研究，實現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)信息的技術革新和電網(wǎng)發(fā)展進步改革。

3 技術展望

3.1 可信計算與安全免疫技術

電力的防護系統(tǒng)的安全防護體系主要由結構的安全和物理的安全組成，其中對于本體的安全管理也會發(fā)揮重要作用。在整體的國家電網(wǎng)安全防護體系中，技術雖然發(fā)揮比較重要的作用，但是也絕不能單純依靠技術來進行體系構建，還需要在其中合理融入安全管理的內(nèi)容，但是這主要還是考慮到技術的未來發(fā)展和應用，這就需要在安全管理和系統(tǒng)控制的基礎上提高電網(wǎng)的安全防護技術水平。伴隨著我國的技術發(fā)展，網(wǎng)絡的信息傳播能力和網(wǎng)絡信息的攻擊能力也會威脅到信息技術發(fā)展，要求應用也在不斷提升自身能力，能夠在安全防護技術的系統(tǒng)化發(fā)展基礎上實現(xiàn)對國家電網(wǎng)的保護。在面對地區(qū)電網(wǎng)可信計算與安全免疫技術發(fā)展的同時，應該在主觀上做到對技術應用的認可和接受，可以通過廣泛的國際國內(nèi)技術引進和融合進行安全免疫技術的革新發(fā)展，用實際的發(fā)展效果案例推動技術的進步和要求的

提高。

3.2 短期電力市場的多級多時段優(yōu)化技術

我國的電力市場發(fā)展過程較為復雜，雖然經(jīng)歷過基礎的改革和技術進步，但是實際的市場發(fā)展水平還是沒有有效提高，也遠遠沒有達到歐美的電力市場發(fā)展水平，盡管我國的智能電網(wǎng)調(diào)度控制能力在逐步提高，但是真正能夠支持現(xiàn)階段電力市場發(fā)展的先進信息技術模塊卻沒有有效滿足市場需要，省級以上的電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)不僅是電力市場運行的實際需要，同時也是實際應用的可能提高和市場規(guī)劃發(fā)展的能力提高的關鍵。我國的短期電力市場的多級多時段優(yōu)化技術一直是我國電網(wǎng)控制系統(tǒng)實際應用水平提高的重要內(nèi)容，我國的技術應用水平的提高是我國電力市場發(fā)展的重要契機，也會是靈活、穩(wěn)定、可靠的短期電力市場技術優(yōu)化發(fā)展的重要未來方向。進行總結的多類型技術實踐服務對于電網(wǎng)的調(diào)配和系統(tǒng)控制意義重大。

3.3 運行方式自描述及動態(tài)解析技術

電網(wǎng)的實際調(diào)配和運行方式是能夠對調(diào)度運行和控制技術進行指導的關鍵?，F(xiàn)階段，我國的國家電網(wǎng)運行主要有以下方式：年度、月度和特殊的運行方式。這些運行方式擁有較為相似的技術特色，都會依照蓋章的運行規(guī)則進行控制管理，實際的電網(wǎng)調(diào)度和計劃控制人員應該從規(guī)定實際出發(fā)，合理組織發(fā)電調(diào)配工作，所有的技術指導人員也需要對運行方式自描述及動態(tài)解析進行技術指導。目前，我國的電網(wǎng)控制技術在不斷擴大和發(fā)展，大量可再生信息技術方式越來越復雜，可再生能源的隨機性應用方式在逐步改進。電網(wǎng)的實際調(diào)度方式和電網(wǎng)調(diào)度需求在發(fā)展快速的同時逐步出現(xiàn)了紙質(zhì)運行的能力不足，需要在電子方式保證的同時進行技術閱讀能力提升。之所以有這類需要，主要的原因還是電網(wǎng)動態(tài)識別能力的提高和解析運行方式的有效改革，這些都保證了電網(wǎng)調(diào)度的安全。

4 結語

智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)現(xiàn)狀分析是實現(xiàn)未來技術發(fā)展展望的立足點和基礎根本，從調(diào)度控制系統(tǒng)和網(wǎng)絡構架等多角度分析，我國的智能電網(wǎng)系統(tǒng)總體結構完整，對未來的技術創(chuàng)新發(fā)展目標明確，特大電網(wǎng)的可觀測性和電網(wǎng)調(diào)度抵抗自然災害的能力以及電網(wǎng)運行成本的有效縮減都是關鍵技術的創(chuàng)新與應用技術成果利用的重要表現(xiàn)，我國智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)未來發(fā)展技術主要集中在可信計算和安全免疫、短期電力市場的多級多時段優(yōu)化技術、運行方式自描述及動態(tài)解析技術成果發(fā)展。只有在充分了解智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)現(xiàn)狀的基礎上，才能實現(xiàn)未來新型技術的良好開發(fā)。

參考文獻

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作者簡介：趙丹熹（1989-），男，山東聊城人，國網(wǎng)渭南供電公司電網(wǎng)調(diào)度員，助理工程師，研究方向：電網(wǎng)調(diào)度。

（責任編輯：周 瓊）