大電網(wǎng)調(diào)度智能化的若干關(guān)鍵技術(shù)問題分析

楊璞

摘 要：隨著電能需求量的日益增加，電網(wǎng)規(guī)?；l(fā)展，就需要提高電網(wǎng)調(diào)度能力，以提高電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量。目前的電網(wǎng)運(yùn)行多采用智能化技術(shù)，為了提高調(diào)度能力，實(shí)現(xiàn)調(diào)度智能化是非常必要的，以使供電負(fù)荷與電能分布相協(xié)調(diào)，提高電能輸送的安全可靠性。本論文以某地區(qū)電網(wǎng)為例，針對(duì)大電網(wǎng)調(diào)度智能化的若干關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行研究。

【關(guān)鍵詞】大電網(wǎng) 調(diào)度 智能化 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平

某地區(qū)的用電使用量提高，為了確保供電質(zhì)量，采用了大電網(wǎng)布局。但是，智能電網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境具有很高的要求，需要調(diào)度能夠?qū)﹄娋W(wǎng)資源進(jìn)行優(yōu)化配置，以提高對(duì)電網(wǎng)的控制能力。調(diào)度智能化不僅能夠確保大電網(wǎng)的運(yùn)行安全，而且還使得供電質(zhì)量提高，同時(shí)還能夠完成節(jié)能減排指標(biāo)。

1 某地區(qū)電網(wǎng)的智能發(fā)展情況

某地區(qū)為確保電網(wǎng)運(yùn)行高效、安全、環(huán)保，該地區(qū)的電網(wǎng)調(diào)度控制中心與某重點(diǎn)工業(yè)大學(xué)合作研究大電網(wǎng)調(diào)度智能化科研項(xiàng)目，課題項(xiàng)目組中還聘請(qǐng)和美國(guó)知名專家，同時(shí)還與法以及美國(guó)的電網(wǎng)工作針對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行了交流?！笆濉逼陂g，大電網(wǎng)調(diào)度智能化科研成果被用于電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)踐中，形成了55.20兆瓦的供電規(guī)模。雖然大規(guī)模的送電通道被打開了，但是電網(wǎng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，對(duì)調(diào)度智能化技術(shù)提出了各種新的要求。這就意味著，大電網(wǎng)調(diào)度要實(shí)現(xiàn)智能化，并使電網(wǎng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)潔，還需要經(jīng)歷一個(gè)逐步深化的過程。只有在智能化技術(shù)上不斷突破，還能夠達(dá)到調(diào)度運(yùn)行指標(biāo)。

該地區(qū)的電網(wǎng)公司根據(jù)本地區(qū)的電網(wǎng)運(yùn)行特點(diǎn)針對(duì)智能電網(wǎng)的未來發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了研究，提出區(qū)域范圍內(nèi)電網(wǎng)集中化管理的要求。調(diào)度部門作為電網(wǎng)運(yùn)行的指揮中心，就需要針對(duì)調(diào)度智能化技術(shù)進(jìn)行研究，以使調(diào)度工作能夠更得上電網(wǎng)發(fā)展的速度。

2 大電網(wǎng)調(diào)度智能化的主要內(nèi)容

2.1 智能電網(wǎng)

智能電網(wǎng)是采用自動(dòng)化技術(shù)對(duì)電網(wǎng)實(shí)施監(jiān)督控制，并與電能使用者互動(dòng)。由于智能電網(wǎng)是建立在集成通信網(wǎng)絡(luò)和高速通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上的，因此，運(yùn)行更為安全可靠。

與傳統(tǒng)的電網(wǎng)相比，智能電網(wǎng)通過自動(dòng)化技術(shù)能夠?qū)﹄娔苡脩羲牡碾娏恳约半妰r(jià)都會(huì)及時(shí)了解，而且還會(huì)向電能使用者提供不同價(jià)位電能的使用方式。自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)資源配置，避免資源浪費(fèi)，而且與其他設(shè)備之間的兼容性很強(qiáng)。當(dāng)電網(wǎng)運(yùn)行中出現(xiàn)突發(fā)事故，電網(wǎng)可以在故障發(fā)生后，在短時(shí)間內(nèi)自動(dòng)恢復(fù)。

2.2 大電網(wǎng)調(diào)度智能化

大電網(wǎng)調(diào)度智能化是建立在智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)上的，通過對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行情況合理調(diào)動(dòng)，以保證負(fù)荷與能源分部的均勻，信息互動(dòng)順暢，同時(shí)還確保降低了二氧化碳等溫室氣體的排放率。某地區(qū)電網(wǎng)公司以建設(shè)骨干輸電網(wǎng)為主要建設(shè)內(nèi)容，電網(wǎng)調(diào)度智能化建設(shè)以三道防線建設(shè)和調(diào)度智能化建設(shè)為主。道防線建設(shè)的優(yōu)化，就是進(jìn)一步強(qiáng)化電網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)，包括頻率、繼電保護(hù)、穩(wěn)控裝置等等，都要根據(jù)具體的電網(wǎng)運(yùn)行情況設(shè)置，并提高電網(wǎng)事故技術(shù)問題的處理能力，以確保三道防線具有較高的安全可靠性。調(diào)度智能化還確保電網(wǎng)分析能力，靜態(tài)分析、動(dòng)態(tài)分析和暫態(tài)分析相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了在線狀態(tài)下的實(shí)時(shí)分析；技術(shù)處理能力的提升，實(shí)現(xiàn)了故障預(yù)警與處于在線狀態(tài)下做出決策有效結(jié)合，使調(diào)度工作根據(jù)工作需要不斷優(yōu)化，使調(diào)度智能化得以實(shí)現(xiàn)。

3 大電網(wǎng)調(diào)度智能化所存在的技術(shù)問題

3.1 智能電網(wǎng)問題

由于該地區(qū)地處南方，但是經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)落后。雖然智能電網(wǎng)已經(jīng)建起來，并投入運(yùn)行，但是，受到各種因素的影響而使得智能電網(wǎng)運(yùn)行效率不高。

智能電網(wǎng)對(duì)運(yùn)行穩(wěn)定性具有較高的要求。該地區(qū)正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段，電力使用平穩(wěn)且葆主持穩(wěn)定增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。但是，從電網(wǎng)運(yùn)行情況來看，由于電網(wǎng)運(yùn)行規(guī)模比較大，對(duì)運(yùn)行穩(wěn)定也只能維持在預(yù)防程度，一旦電網(wǎng)運(yùn)行中存在操作錯(cuò)誤，就會(huì)導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生。對(duì)電網(wǎng)的有效控制還需要進(jìn)一步加強(qiáng)，因此，要對(duì)相關(guān)問題深入探索。

3.2 調(diào)度智能化問題

3.2.1 調(diào)度智能化的技術(shù)水平不夠

大電網(wǎng)調(diào)度智能化是建立在智能電網(wǎng)基礎(chǔ)上，為與智能電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境相協(xié)調(diào)，且能夠滿足電網(wǎng)對(duì)各項(xiàng)資源的配置要求，就需要調(diào)度智能化，以將調(diào)度的協(xié)調(diào)力、技術(shù)處理能力、分析能力和決策能力充分地發(fā)揮出來。從目前該地區(qū)電網(wǎng)的調(diào)度智能化情況來看，要保證調(diào)度智能化的有效性，就要確保電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。但是，在具體操作中就會(huì)存在不足，這就需要針對(duì)現(xiàn)有的電網(wǎng)系統(tǒng)以技術(shù)改造。

3.2.2 調(diào)度智能化的分析計(jì)算水平有限

（1）電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)估計(jì)能力不足。電網(wǎng)運(yùn)行中，要能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行故障，就要采用計(jì)算水平的方式。所謂的“分析計(jì)算”，就是指對(duì)運(yùn)行故障采用量化分析的方法，通過計(jì)算得出結(jié)果。根據(jù)所獲得的計(jì)算結(jié)果確定原因，據(jù)此而提出技術(shù)處理措施。從該地區(qū)的電網(wǎng)運(yùn)行情況來看，存在著調(diào)度中心對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)估計(jì)能力不足的問題，導(dǎo)致分析計(jì)算存在誤差，需要實(shí)施技術(shù)改善措施，并對(duì)所存在的問題著力解決。

（2）三道防線控制存在誤差。要確保電網(wǎng)正常運(yùn)行，三道防線這個(gè)保護(hù)屏障是必不可少的。如果采用傳統(tǒng)的三道防線，即三道防線經(jīng)過離線整定，使得控制工作中很容易出現(xiàn)誤差。

（3）制支撐平臺(tái)安裝的預(yù)警裝置沒有發(fā)揮實(shí)質(zhì)性作用。要有效控制支撐平臺(tái)，就需要具有高度敏感性的預(yù)警裝置，發(fā)揮其實(shí)時(shí)報(bào)警功能。但是該地區(qū)電網(wǎng)的控制支撐平臺(tái)所安裝的預(yù)警裝置沒有發(fā)揮實(shí)質(zhì)性的作用，主要體現(xiàn)在報(bào)警功能缺乏實(shí)用性、系統(tǒng)業(yè)務(wù)缺乏導(dǎo)向性、缺乏仿真能力等等。

4 大電網(wǎng)調(diào)度智能化技術(shù)

4.1 建立分布式數(shù)據(jù)中心

電網(wǎng)運(yùn)行中，數(shù)據(jù)是基礎(chǔ)。只有能夠保證數(shù)據(jù)質(zhì)量，才能夠維護(hù)電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行?，F(xiàn)行的電網(wǎng)運(yùn)行中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息主要包括一次設(shè)備信息、二次設(shè)備信息、調(diào)度信息等等，還包括環(huán)境信息等等。要能夠采集到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，就要將數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)建立起來，而且獨(dú)立工作。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)候，前置采集系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生不一致的余數(shù)，難以實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)的融合。比如，RTU與PMU在在電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境下就很難融合。在數(shù)據(jù)交換方式上，也會(huì)由于橫向數(shù)據(jù)與縱向數(shù)據(jù)交換缺乏規(guī)范性，導(dǎo)致數(shù)據(jù)交換缺乏可靠性。將分布式數(shù)據(jù)中心建立起來，首先要開展調(diào)研活動(dòng)，針對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行中所存在的業(yè)務(wù)流和數(shù)據(jù)流進(jìn)行分析。分布式數(shù)據(jù)中心采用關(guān)鍵技術(shù)分布式部署的方式，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換技術(shù)的突破。根據(jù)數(shù)據(jù)收集、建立數(shù)學(xué)模型以論證，直到完成服務(wù)。比要的時(shí)候，可以聯(lián)合多級(jí)調(diào)度將分布式數(shù)據(jù)中心建立起來。

4.2 建立智能在線仿真平臺(tái)

某地區(qū)電網(wǎng)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為直流線路與交流線路混合連接的方式，電網(wǎng)運(yùn)行方式也多樣化，使得電網(wǎng)存在著運(yùn)行穩(wěn)定性問題。采用離線方針結(jié)果，由于離線仿真計(jì)算不夠準(zhǔn)確，使得結(jié)果不具備參考性，即便是在線仿真，也會(huì)存在校核功能不足，或者預(yù)警功能缺乏實(shí)用性。采用先進(jìn)的智能在線仿真技術(shù)手段，就是執(zhí)行在線仿真計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果制定出輔助性決策，使電網(wǎng)調(diào)度工作從經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)向智能化。具體實(shí)施中，就是做好計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息通信技術(shù)的調(diào)研工作，積極探索先進(jìn)的仿真算法，軟件和硬件都要升級(jí)，優(yōu)化計(jì)算方法，建設(shè)智能化仿真平臺(tái)，對(duì)線仿真技術(shù)的發(fā)展情況進(jìn)行研究，分析其使用不足，研究具有使用價(jià)值的高性能計(jì)算技術(shù)，諸如云計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算等等，研究相應(yīng)的技術(shù)手段，如在線模型、實(shí)時(shí)預(yù)警、編制實(shí)時(shí)計(jì)劃以及校驗(yàn)等等，對(duì)實(shí)時(shí)和超實(shí)時(shí)仿真進(jìn)行研究，以在實(shí)踐領(lǐng)域中應(yīng)用。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，智能電網(wǎng)為了電網(wǎng)規(guī)劃中的重點(diǎn)?；谥袊?guó)電網(wǎng)運(yùn)行中會(huì)存在供電負(fù)荷不符合能源分布的問題，就需要將電網(wǎng)的綜合管理控制系統(tǒng)構(gòu)建起來，以提高電網(wǎng)資源配置。針對(duì)某地區(qū)電網(wǎng)的智能發(fā)展情況進(jìn)行研究，探討大電網(wǎng)調(diào)度工作中所存在的技術(shù)性問題，并提出智能化技術(shù)，以確保大電網(wǎng)安全可靠地運(yùn)行。

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作者單位

國(guó)網(wǎng)綿陽(yáng)供電公司 四川省綿陽(yáng)市 621000