智能電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行面臨關(guān)鍵技術(shù)

韓超

摘要：進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，隨著資源存量的減少和自然環(huán)境承載能力的降低，各個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展越來越受到來自環(huán)境因素的制約，由此，建立“能源節(jié)約、損耗降低、排放減少”的可持續(xù)發(fā)展機(jī)制成為當(dāng)今世界各國在發(fā)展過程中所關(guān)注的重點(diǎn)問題。其中，以信息技術(shù)的應(yīng)用對現(xiàn)有的能源利用體系加以改造，使之能夠極大的提升“投入-產(chǎn)出”比例，以更少的資源、更小的環(huán)境污染代價(jià)創(chuàng)造更多的價(jià)值，這種趨勢便是智能電網(wǎng)調(diào)度產(chǎn)生的理念源泉。智能電網(wǎng)的誕生和發(fā)展是電力工業(yè)發(fā)展歷史上一場巨大的變革，其所產(chǎn)生的影響將波及電力網(wǎng)絡(luò)覆蓋的各個(gè)行業(yè)和部門，由此，作為電網(wǎng)運(yùn)行的主要生產(chǎn)單位—電力調(diào)度通信中心的智能化在其中扮演著關(guān)鍵性的作用。電網(wǎng)調(diào)度的智能化是智能電網(wǎng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基本前提，本文在分析電網(wǎng)調(diào)度功能和目前智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)所能維持體系建設(shè)對象的前提下，著重討論如今電力企業(yè)在進(jìn)行電網(wǎng)調(diào)度智能化所需要使用的決定性技術(shù)。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；調(diào)度運(yùn)行；關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號：U665.12

一、電網(wǎng)調(diào)度目的

一般來說，電力系統(tǒng)調(diào)度的首要目的是為了確保用電以及供電的平衡，實(shí)現(xiàn)一定區(qū)域內(nèi)發(fā)電和用電之間的匹配，使區(qū)內(nèi)各個(gè)生產(chǎn)單位和居民用戶都能享受到充分的電力供應(yīng)，使電力系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定的持續(xù)運(yùn)行。其具體的基本功能可歸納為如下幾點(diǎn)：調(diào)度運(yùn)行，通過及時(shí)地監(jiān)管探測體系中的全部電器設(shè)施、變電站、發(fā)電工廠，從而電力網(wǎng)絡(luò)中最小穩(wěn)壓、電流頻率、電壓大小等指標(biāo)都處于安全使用范圍之內(nèi)，保證電網(wǎng)處于安全穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)；對電網(wǎng)設(shè)備的操作進(jìn)行指揮、調(diào)度，當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)問題時(shí)，采取針對性的措施，充分發(fā)揮好電網(wǎng)生產(chǎn)運(yùn)行指揮中心的職責(zé)作用；調(diào)度安排，按照特定范圍之內(nèi)電力網(wǎng)絡(luò)工作的情況和達(dá)到未來要求的預(yù)期目標(biāo)，對發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行方案、電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定校準(zhǔn)核查提供相對合適的標(biāo)準(zhǔn)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)電力網(wǎng)絡(luò)電力與電量的動態(tài)平衡的狀態(tài)；安全校核做出適當(dāng)?shù)陌才?，以滿足電網(wǎng)電力以及電量的雙重平衡；工作方法，根據(jù)一般電網(wǎng)設(shè)施由于停電而檢測出的數(shù)據(jù)來看，能夠間接反映全部電力網(wǎng)絡(luò)的工裝情況，并且能夠測量出相對具有說服力的數(shù)據(jù)，便于高級電力網(wǎng)絡(luò)調(diào)控部門能夠準(zhǔn)確進(jìn)行控制以及管理；⑤對繼電進(jìn)行維護(hù)工作，詳細(xì)測量出電力網(wǎng)絡(luò)中繼電保護(hù)與穩(wěn)定的自動設(shè)備，能夠作為技術(shù)管理設(shè)備對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的二次設(shè)備進(jìn)行管理，使其成為電力網(wǎng)絡(luò)能夠有效安全工作的技術(shù)基礎(chǔ)。

二、智能電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行面臨關(guān)鍵技術(shù)

1、應(yīng)用多階段一體化調(diào)度決策技術(shù)

一般而言，配電網(wǎng)智能調(diào)度時(shí)間跨度比較大，在規(guī)劃階段，通常由于負(fù)荷的變化、負(fù)荷性質(zhì)、社會生產(chǎn)和生活的供電需求，配電網(wǎng)絡(luò)和變壓器需要設(shè)計(jì)一定的余度，通常實(shí)際負(fù)荷與設(shè)計(jì)值存在著較大的差距，而且高峰負(fù)荷持續(xù)時(shí)間比較短，造成較大的資源浪費(fèi)，受到網(wǎng)絡(luò)接線模式的限制，也難以形成最佳的調(diào)度方案。這些靈活性不足也隨著DG、微電網(wǎng)、儲能裝置、電動汽車充放電設(shè)施的到來而得到解決，可以通過運(yùn)用多階段一體化決策技術(shù)，對配電網(wǎng)絡(luò)、電源、負(fù)荷之間的多階段能量平衡調(diào)整，在研究各個(gè)調(diào)度階段網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、配電設(shè)備、負(fù)荷資源、DG之間存在的相互作用和約束關(guān)系，在保證配電網(wǎng)安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等運(yùn)行指標(biāo)不受影響的前提下，建立多階段能量平衡的一體化優(yōu)化調(diào)度模型與算法，以實(shí)現(xiàn)供電方式和運(yùn)行方式自動化，克服調(diào)度系統(tǒng)靈活性不足、標(biāo)準(zhǔn)化缺乏等問題。

2、對電網(wǎng)進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)測技術(shù)

首先，使獲取的發(fā)動機(jī)的數(shù)據(jù)更加直觀；其次，收發(fā)信息的頻率十分快，每40ms或以內(nèi)都會促使調(diào)控中心收發(fā)一次動態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)數(shù)據(jù)由截面數(shù)據(jù)到面板數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)變；最后，數(shù)據(jù)在時(shí)間上的連續(xù)性，通過GPS給每一類數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記，使處于相同區(qū)域內(nèi)所有的數(shù)據(jù)都是連續(xù)的，讓電力網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)信息的錄取、監(jiān)管、討論擾動與危險(xiǎn)預(yù)警等成為可能；該系統(tǒng)在SCADA/EMS系統(tǒng)的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步，不僅彌補(bǔ)了原有系統(tǒng)在采集電網(wǎng)動態(tài)數(shù)據(jù)上的不足，還創(chuàng)造性的引入了WAMS系統(tǒng)，這種技術(shù)環(huán)節(jié)的創(chuàng)新發(fā)展，使得電力部門對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定分析、調(diào)度、預(yù)警、事故處理、參數(shù)辨識及在線穩(wěn)定決策能力有了很大的提升，為解決復(fù)雜電力系統(tǒng)的系列難題提供了新的有效的手段，給電力系統(tǒng)的運(yùn)行和控制帶來了變革性的影響。

3、應(yīng)用運(yùn)行評估技術(shù)

配電網(wǎng)是否能高效運(yùn)行受到各個(gè)階段的調(diào)度方案影響，自動化、互動化、信息化是配電網(wǎng)智能調(diào)度的目標(biāo)。采用正確、合理的配電網(wǎng)運(yùn)行評估技術(shù)是智能調(diào)度的關(guān)鍵。評估首先要確定各個(gè)運(yùn)行指標(biāo)，如配電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、優(yōu)質(zhì)性、友好性等指標(biāo)，它們之前存在著相互依賴、互相影響的關(guān)系，要深入研究影響配電網(wǎng)運(yùn)行特性的指標(biāo)，建立不同指標(biāo)與配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)及其變化趨勢之間函數(shù)關(guān)系，構(gòu)建一個(gè)多目標(biāo)、多層次、多屬性的指標(biāo)協(xié)同量化的指標(biāo)評估模型，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行有效評估。由于配電網(wǎng)調(diào)度在不同階段的相互作用不同，采用所建立的量化評估指標(biāo)模型，分別去建立評估與后評價(jià)方法，明確調(diào)度系統(tǒng)業(yè)務(wù)導(dǎo)向，實(shí)現(xiàn)調(diào)度方案與運(yùn)行高效正向影響。

4、對于FCL的短路電流把控技術(shù)

如今電網(wǎng)管理部門所需要迫切解決的問題便是如何能夠更好的控制短路電流。不同于從電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)運(yùn)行方式和設(shè)備性能等三方面進(jìn)行故障電流限制的傳統(tǒng)控制技術(shù)，利用故障電流限制器（FaultCurrentLimiter，簡稱FCL）控制短路電流是最近提出的一種應(yīng)對故障電流更加優(yōu)化的方式。FCL的工作原理是：當(dāng)系統(tǒng)處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，故障電流限制器呈現(xiàn)零阻抗或低阻抗，而當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，F(xiàn)CL能夠?qū)﹄娐愤\(yùn)行狀態(tài)的改變做出迅速的偵測，并即刻調(diào)整自己的阻抗值，使阻抗迅速增大，對故障區(qū)域進(jìn)行隔離，而不改變電力網(wǎng)絡(luò)中正常工作的范圍。

結(jié)語

隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展，針對該方面進(jìn)行的技術(shù)研究也在不斷提高當(dāng)中，運(yùn)用通信網(wǎng)絡(luò)建立的電網(wǎng)逐漸形成處于不斷發(fā)展完善的階段，該種電網(wǎng)稱為智能電網(wǎng)。其出現(xiàn)的主要原因就是為了適應(yīng)現(xiàn)代社會不斷提高的電能需求量。而現(xiàn)今的發(fā)展過程中智能電網(wǎng)的調(diào)度運(yùn)行過程中面臨的關(guān)鍵技術(shù)問題在其實(shí)際的使用過程中顯現(xiàn)出來，為使得社會的發(fā)展穩(wěn)定性得到實(shí)際的提高其的研究方向就需要以上述為依據(jù)進(jìn)行改進(jìn)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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