WAMS系統(tǒng)在智能電網(wǎng)調(diào)度運行中的應(yīng)用研究

陳俊竹

摘 要：基于動態(tài)監(jiān)控測定系統(tǒng)和高級運算的智能電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運行得以實現(xiàn)。智能電網(wǎng)調(diào)度水平較高，可以對所收集的電網(wǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)分析，合理調(diào)度電力設(shè)備的同時，還會結(jié)合動態(tài)檢測數(shù)據(jù)對電量損失進(jìn)行分析，從而優(yōu)化調(diào)控電網(wǎng)，使電網(wǎng)運行的經(jīng)濟(jì)性得以提高。所以，積極構(gòu)建智能電網(wǎng)是非常有意義的?；诖它c，本文將結(jié)合智能電網(wǎng)調(diào)度實際案例，詳細(xì)分析智能電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度是如何運行的，希望對于推動智能電網(wǎng)良好發(fā)展有所作用。

【關(guān)鍵詞】智能電網(wǎng) 經(jīng)濟(jì)調(diào)度 運行

電網(wǎng)調(diào)度在電網(wǎng)運行中具有非常重要的作用，其可以保證電網(wǎng)運行安全，同時降低電能消耗，使電網(wǎng)運行消耗的能量少，成本低。而智能電網(wǎng)的建立，其中引入的新能源、控制技術(shù)等，使得電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性、安全性大大提高。在我國科學(xué)技術(shù)蓬勃發(fā)展的今天，相關(guān)研究人員積極研究、完善智能電網(wǎng)調(diào)度，提高其經(jīng)濟(jì)調(diào)度作用，使電網(wǎng)運行經(jīng)濟(jì)性大大提高。所以，不斷完善的智能電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度運行是非常有意義的。

1 智能電網(wǎng)定義的認(rèn)識及其發(fā)展

1.1 智能電網(wǎng)

基于智能電網(wǎng)相關(guān)文獻(xiàn)的分析與了解，確定智能電網(wǎng)的構(gòu)思與設(shè)計應(yīng)用，主要是利用先進(jìn)傳感器的測量、通信、自動化等功能對電網(wǎng)中的發(fā)電設(shè)備、輸電設(shè)備、供電設(shè)備等電力設(shè)備的運行狀況進(jìn)行實施監(jiān)控；利用科技工具對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、分析、整理，提高測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用價值；對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，了解電網(wǎng)運行情況，合理優(yōu)化，提高電網(wǎng)運行的安全性、可靠性。

1.2 智能電網(wǎng)的發(fā)展

從目前我國智能電網(wǎng)運行情況來看，智能電網(wǎng)發(fā)展良好，可以有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)電網(wǎng)的不足，具體表現(xiàn)為：智能電網(wǎng)采用集中式與分布式并存的發(fā)電模式，提高發(fā)電的合理性、有效性，優(yōu)于傳統(tǒng)網(wǎng)電網(wǎng)集中式發(fā)電模式；智能電網(wǎng)在科學(xué)技術(shù)的支持下可以進(jìn)行自動抄表、實時監(jiān)控、數(shù)字化調(diào)節(jié)等，有效節(jié)約了人力資源、能源、及運行成本，彌補(bǔ)傳統(tǒng)電網(wǎng)人工抄表、常規(guī)調(diào)節(jié)的缺陷；智能電網(wǎng)可以智能報警、控制、自愈，彌補(bǔ)傳統(tǒng)電網(wǎng)被動防御的缺陷等。當(dāng)然，相對于一些發(fā)達(dá)國家來說，我國智能電網(wǎng)還存在很多不足，需要相關(guān)研究人員不斷致力于智能電網(wǎng)創(chuàng)新與完善，促使我國智能電網(wǎng)良好發(fā)展。

2 智能電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度運行分析

2.1 電網(wǎng)實時動態(tài)檢測系統(tǒng)

在《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》明確規(guī)定電力系統(tǒng)n-1故障下的安全穩(wěn)定性是第一級安全穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，必須遵循。為此某地區(qū)電網(wǎng)公司要求電網(wǎng)調(diào)度部門編制《年度穩(wěn)定運行規(guī)定》，說明電網(wǎng)調(diào)度方式、檢修方式、維護(hù)方式等，保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行程度。為了完成此項工作，電網(wǎng)調(diào)度部門需要消耗大量時間對電力系統(tǒng)全接線全保護(hù)方式下的n-2穩(wěn)定情況進(jìn)行計算，造成電網(wǎng)調(diào)度部門人員工作任務(wù)繁重，并且不利于部門人員科學(xué)調(diào)度電網(wǎng)。

WAMS系統(tǒng)是一種先進(jìn)的電網(wǎng)實時動態(tài)檢測系統(tǒng)，其具有多種功能，如實時動態(tài)監(jiān)測、在線狀態(tài)估計、在線靜態(tài)安全分析、在線熱穩(wěn)定計算分析等。電力公司引進(jìn)此系統(tǒng)，并加以應(yīng)用之后，電網(wǎng)調(diào)度部門工作人員可以獲得電網(wǎng)運行的相關(guān)數(shù)據(jù)、系統(tǒng)n-1穩(wěn)定計算數(shù)據(jù)等，了解電力系統(tǒng)的實際情況，為工作人員科學(xué)、合理調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)提供了依據(jù)。

2.2 電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運行及經(jīng)濟(jì)調(diào)度

2.2.1 電量測量與分析

WAMS系統(tǒng)的應(yīng)用，還能夠進(jìn)行電量測量、分析以及統(tǒng)計。因為WAMS系統(tǒng)中的同步相量測量單元（PMU）每20MS進(jìn)行一次精確的機(jī)組和線路的電壓、電流、相位測量，并利用GPS給每個數(shù)據(jù)打時標(biāo)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)計算，獲得某時段的發(fā)電機(jī)發(fā)電量、負(fù)荷的用電量。實時運用系統(tǒng)，可以獲得某日、某月、某年的發(fā)電量與用電量信息。如此，即便電能量表及時不能正常工作，管理人員也能夠在第一時間掌握電力系統(tǒng)運行中發(fā)電量、用電量信息。

2.2.2 網(wǎng)損在線計算分析及統(tǒng)計

在電網(wǎng)管理人員采集電量的過程中，電量表出現(xiàn)故障，管理人員得不到正確的電量數(shù)據(jù)，這會對公司電力運營的經(jīng)濟(jì)效益有所影響。另外，電力公司在網(wǎng)損計算方面是采用離線網(wǎng)損計算，即利用以下兩種計算公式計算每年電能損耗量。

方法1：△Wz=△Pmax×年負(fù)荷損耗率×8760

方法2：△Wz=△Pmax×τmax

因為兩種計算方法屬于經(jīng)驗計算，所計算的網(wǎng)損并不是非常精準(zhǔn)。

而WAMS系統(tǒng)所具有的高級計算功能可以在線計算電網(wǎng)運行的網(wǎng)損情況，提高網(wǎng)損計算的精確性，并對網(wǎng)損數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，合理調(diào)節(jié)電網(wǎng)，提高電網(wǎng)運行的經(jīng)濟(jì)性。WAMS系統(tǒng)在線計算網(wǎng)損的步驟是：

（1）根據(jù)SCADA和PMU上傳采集的網(wǎng)損數(shù)據(jù)，利用電網(wǎng)潮流計算和統(tǒng)計每條500kV線路、變壓器的損耗；計算和統(tǒng)計每條220kV線路、變壓器的損耗。

（2）根據(jù)潮流計算獲得的500KV網(wǎng)損和220KV網(wǎng)損，對網(wǎng)損周期進(jìn)行分析，進(jìn)而獲得網(wǎng)損電量。

（3）對WAMS系統(tǒng)進(jìn)行自動化設(shè)置，要求其潮流計算每隔1分鐘進(jìn)行一次，從而獲得每天、每月、每年的電網(wǎng)損耗量。

（4）根據(jù)WAMS系統(tǒng)計算統(tǒng)計的電網(wǎng)損耗量，對比電量表采集電量后網(wǎng)損計算數(shù)據(jù)，分析電量表是否存在故障，一旦確定電量表存在故障或精確度低，要求管理人員及時更換電量表。

2.2.3 AGC經(jīng)濟(jì)調(diào)控

為了達(dá)到電網(wǎng)實時有功功率的平衡，保證電網(wǎng)運行安全、穩(wěn)定的同時，提高經(jīng)濟(jì)性。電力公司決定利用WAMS系統(tǒng)對機(jī)組AGC功能進(jìn)行經(jīng)濟(jì)調(diào)控，即：

（1）利用WAMS系統(tǒng)中的PMU實時動態(tài)監(jiān)測和采集發(fā)電機(jī)組的有功功率，并利用GPS技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)時標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，依照電網(wǎng)正常運行標(biāo)準(zhǔn)，對發(fā)動機(jī)組AGC進(jìn)行準(zhǔn)確考慮，了解AGC功能運用效果。

（2）以本公司購電成本費用最小值為目標(biāo)函數(shù)，構(gòu)建優(yōu)化發(fā)動機(jī)組AGC功能的優(yōu)化模型，并將AGC功能應(yīng)用數(shù)據(jù)代入模型中，明確AGC功能存在的不足，進(jìn)而利用在線靈敏度方法予以調(diào)節(jié)，使其在滿足電力系統(tǒng)調(diào)頻需要的情況下，對發(fā)電機(jī)組的權(quán)重進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)發(fā)電機(jī)組AGC的經(jīng)濟(jì)調(diào)控。

2.2.4 AVC的經(jīng)濟(jì)調(diào)控

在我國用電需求量不斷增加的情況下，電力公司需要采用大機(jī)組、超高壓電網(wǎng)進(jìn)行發(fā)電與供電。分析電力公司每日24小時高峰、腰荷、低谷三個四段線路電壓，確定電力系統(tǒng)無功功率的合理調(diào)節(jié)，的確能夠保證電壓穩(wěn)定、安全，能夠降低網(wǎng)，但電力系統(tǒng)無功優(yōu)化是一個多目標(biāo)、多變量的混合非線性規(guī)劃問題，對其優(yōu)化非常復(fù)雜，容易牽涉其他設(shè)備，導(dǎo)致系統(tǒng)運行的經(jīng)濟(jì)性不高。對此，電力公司決定實行自動電壓控制，科學(xué)、合理的調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)無功功率，促使無功功率有效且合理補(bǔ)償系統(tǒng)運行，保證系統(tǒng)優(yōu)化運行，提高系統(tǒng)運行的經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)然，通過WAMS系統(tǒng)實現(xiàn)自動電壓控制（AVC），需要設(shè)置電網(wǎng)分層分區(qū)之間無功流動最小值為目標(biāo)函數(shù)，以電網(wǎng)電壓合格為約束條件，構(gòu)建優(yōu)化電壓模型，以此為準(zhǔn)，將系統(tǒng)運行中各個時段電壓代入模型中，進(jìn)行模型計算，求得最佳值，從而合理設(shè)置AVC，實現(xiàn)在線控制電壓，使電網(wǎng)運行的安全性、穩(wěn)定性、可靠性得以提高。

3 結(jié)束語

本文綜合分析某地區(qū)電力公司采用WAMS系統(tǒng)實施智能電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度運行，確定利用WAMS系統(tǒng)的實時動態(tài)監(jiān)控功能、計算功能、再現(xiàn)分析功能等，可以優(yōu)化電網(wǎng)調(diào)度，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)調(diào)度，提高公司電網(wǎng)運行的經(jīng)濟(jì)效益。由此可以充分說明，智能電網(wǎng)的科學(xué)、合理設(shè)置，可以使其電網(wǎng)調(diào)度有效應(yīng)用，保證電網(wǎng)運行安全、可靠、經(jīng)濟(jì)。所以，在我國科學(xué)技術(shù)蓬勃發(fā)展的今天，利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)來不斷創(chuàng)新、完善智能電網(wǎng)是非常有意義的。

參考文獻(xiàn)

[1]王正風(fēng)，黃太貴.智能電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度運行研究[J].華東電力，2010，38（6）：804-807.

[2]劉輝.智能電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度運行探析[J].通訊世界，2014（13）：104-105.

[3]菅守印.智能電網(wǎng)調(diào)度集成一體化系統(tǒng)研究[J].科技與企業(yè)，2012（6）：138-138.

[4]王勤.智能電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度與狀態(tài)檢修集成模型研究[J].機(jī)電信息，2012（12）：14-15.

[5]劉國靜，韓學(xué)山，楊明等.電力系統(tǒng)運行協(xié)同的經(jīng)濟(jì)調(diào)度[J].中國電機(jī)工程學(xué)報，2014（16）：2668-2675.

[6]陽國燕.智能電網(wǎng)動態(tài)監(jiān)測與經(jīng)濟(jì)調(diào)度運行研究[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2011（33）.

作者單位

國網(wǎng)天府新區(qū)供電公司 四川省成都市 610000