當(dāng)前EMS系統(tǒng)在智能電網(wǎng)中的發(fā)展和應(yīng)用

黃瑤

摘 要：從當(dāng)前我國(guó)智能電網(wǎng)的發(fā)展需求、供電可靠經(jīng)濟(jì)性及對(duì)大型新能源接入發(fā)展需求來(lái)看，智能電網(wǎng)作為整個(gè)區(qū)域及省級(jí)調(diào)度中心負(fù)責(zé)電能的發(fā)送，EMS系統(tǒng)在智能電網(wǎng)中的投入使用將推動(dòng)智能電網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。接下來(lái)，該文從現(xiàn)代EMS在智能電網(wǎng)中的發(fā)展應(yīng)用狀況進(jìn)行分析，同時(shí)對(duì)未來(lái)EMS的應(yīng)用發(fā)展要求進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：EMS系統(tǒng) 智能電網(wǎng) 發(fā)展 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）12（a）-0054-02

1 EMS在智能電網(wǎng)中的發(fā)展應(yīng)用

1.1 高效快捷的數(shù)據(jù)采集與分析處理

EMS傳統(tǒng)意義上的數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)指的是數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)。對(duì)于豐富化的測(cè)量數(shù)據(jù)需做好數(shù)據(jù)的篩查與信息的重組。

實(shí)體電網(wǎng)涉及到由輸配電線路相連的電網(wǎng)及以變電設(shè)備為特征的站點(diǎn)，其中，輸配電線路相連的電網(wǎng)跨度是比較大的；以變電設(shè)備為特征的站點(diǎn)需要連接較多等級(jí)的電壓。為確保信息處理成效達(dá)到最佳的一種狀態(tài)，需做好信息的分層處理，在信息層對(duì)控制中心、廠站做好封裝工作，創(chuàng)建信息分層分布式重組結(jié)構(gòu)體系。在各封裝信息實(shí)體的上下級(jí)間實(shí)現(xiàn)信息的交流，下級(jí)把電網(wǎng)模型與實(shí)時(shí)信息向上級(jí)上報(bào)，上級(jí)將全部信息進(jìn)行總結(jié)從而形成一套完整的電網(wǎng)潮流模型，自動(dòng)生成外網(wǎng)模型，同時(shí)發(fā)放給下級(jí)，從而順利地完成數(shù)據(jù)的采集與相關(guān)分析處理工作。其中，信息交流的頻率要根據(jù)現(xiàn)實(shí)的狀況來(lái)決定，并非是越高越好而是要把握好信息交流的最佳時(shí)間，盡量能夠?qū)崿F(xiàn)同級(jí)別間的信息交流，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)信息數(shù)據(jù)的篩查目的。

EMS系統(tǒng)是在廣域測(cè)量技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展形成的，其促使數(shù)據(jù)整合、實(shí)時(shí)分析性能更為顯著，可為電網(wǎng)調(diào)度工作人員供應(yīng)優(yōu)質(zhì)的系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息與輔助決策信息，使得電力市場(chǎng)的輔助服務(wù)性能得到大幅度提升，同時(shí)促使統(tǒng)一綜合性管理的順利實(shí)現(xiàn)，并且能夠?qū)Πl(fā)生事故做出詳細(xì)的分析，并制定正確的處理策略。

1.2 全面深入的智能調(diào)度與輔助決策系統(tǒng)

智能電網(wǎng)調(diào)度性能的實(shí)現(xiàn)能夠在很大程度上促使各級(jí)電網(wǎng)的順利運(yùn)行，同時(shí)對(duì)電網(wǎng)機(jī)組組合、出力分配及備用等進(jìn)行了有效性的優(yōu)化處理。輔助決策系統(tǒng)可通過(guò)分析之后做出最終的決策，在應(yīng)對(duì)突發(fā)事故上更為迅速、更加準(zhǔn)確。

為達(dá)到電網(wǎng)智能控制與輔助決策的目的，需具備對(duì)電力系統(tǒng)做出在線分析的重要功能，通過(guò)在線系統(tǒng)性評(píng)估及在線建模分析，從而確定當(dāng)前系統(tǒng)的安全穩(wěn)定狀態(tài)。

在此基礎(chǔ)上，受到所處環(huán)境、能源資源情況的影響，智能電網(wǎng)會(huì)把面臨的大量可再生能源正常地接入進(jìn)去，這些能源具備顯著的隨機(jī)和間接特征，但是具體可控性能非常低，在接入電網(wǎng)的同時(shí)，要與其他的可控性電源和蓄能裝置一起來(lái)確保整個(gè)系統(tǒng)的平衡狀態(tài)，然而，簡(jiǎn)單的人工調(diào)整根本不能達(dá)到良好的效果，為此一定要依賴于自動(dòng)控制的方法，這會(huì)在一定程度上使得EMS智能電網(wǎng)難度大大增加。

1.3 精確優(yōu)化的輸電計(jì)劃與事故預(yù)測(cè)

傳統(tǒng)的電網(wǎng)建設(shè)與電網(wǎng)運(yùn)行屬于被動(dòng)性的適應(yīng)負(fù)荷，這會(huì)造成設(shè)備及輸電通道的利用效能大大降低，配電網(wǎng)線損情況較為嚴(yán)重，線路、設(shè)備還會(huì)出現(xiàn)不同程度的老化現(xiàn)象。為此，進(jìn)行定期的電網(wǎng)檢修是非常重要的一項(xiàng)工作，若設(shè)備檢修過(guò)程中存在問(wèn)題，則勢(shì)必會(huì)對(duì)電網(wǎng)設(shè)備的利用效率造成極大的影響。為使得上述電網(wǎng)利用效率低的狀況得到根本性的轉(zhuǎn)變，則需對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行科學(xué)合理性的規(guī)劃，及時(shí)進(jìn)行輸配電設(shè)備的更新，此外，EMS系統(tǒng)要制定科學(xué)的輸電規(guī)劃，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行情況做出準(zhǔn)確性的預(yù)測(cè)，在恰當(dāng)時(shí)機(jī)引入狀態(tài)檢修及需求管理。電網(wǎng)具體運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，要做好超短期負(fù)荷的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，通過(guò)電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度性能對(duì)運(yùn)行規(guī)劃與運(yùn)行控制間存在的誤差進(jìn)行有效調(diào)整，在保證不偏離運(yùn)行規(guī)劃及確保經(jīng)濟(jì)性能的基礎(chǔ)上，做好電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中不平衡功率的應(yīng)對(duì)工作。

為確保整個(gè)輸電規(guī)劃與事故預(yù)測(cè)結(jié)果更為精準(zhǔn)，EMS系統(tǒng)在應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中需要與水利部門、氣象部門等部門進(jìn)行信息的實(shí)時(shí)性交換，從而能夠達(dá)到最短時(shí)間內(nèi)的精準(zhǔn)性預(yù)測(cè)，其中包含了：氣象預(yù)測(cè)、可再生能源出力預(yù)測(cè)、負(fù)荷預(yù)測(cè)等內(nèi)容。從而以緊急程度做好與之相對(duì)應(yīng)的預(yù)警、告警、緊急狀態(tài)宣布等工作，同時(shí)啟動(dòng)相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，對(duì)輸配電規(guī)劃第一時(shí)間進(jìn)行更新。

1.4 廣域多層次的大區(qū)域電網(wǎng)全面認(rèn)知控制系統(tǒng)

在EMS數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上研發(fā)的廣域測(cè)量技術(shù)，在最近幾年的電網(wǎng)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，此技術(shù)的廣域測(cè)量系統(tǒng)是在同步相量測(cè)量技術(shù)的基礎(chǔ)上形成的，在現(xiàn)代化通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的大力支持下，對(duì)地域?qū)拸V的電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與淺析，從而對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行有效掌控、提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。大區(qū)域電網(wǎng)全面認(rèn)知控制系統(tǒng)通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的干擾，在互相作用下對(duì)電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程中呈現(xiàn)的特點(diǎn)進(jìn)行全面淺析與客觀性評(píng)估，對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性能喪失的現(xiàn)象進(jìn)行辨別，向電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行部門供應(yīng)具體的預(yù)防控制、應(yīng)急控制方案，從而促使電網(wǎng)安全運(yùn)行水平得到顯著性的提升。

廣域控制屬于一種集中協(xié)調(diào)性的控制形式，與以往的傳統(tǒng)控制方法對(duì)比來(lái)看，廣域控制是在得到具體響應(yīng)的基礎(chǔ)上開(kāi)展的。一般廣域控制包含快速穩(wěn)定控制和慢速穩(wěn)定控制兩方面內(nèi)容，其中，快速穩(wěn)定控制是在電網(wǎng)系統(tǒng)有大干擾存在的情況下，在短時(shí)間內(nèi)實(shí)施的一種控制；慢速穩(wěn)定控制屬于在長(zhǎng)期內(nèi)對(duì)出現(xiàn)的小干擾問(wèn)題做出的相應(yīng)掌控，除此之外，在電網(wǎng)系統(tǒng)模型的建設(shè)、系統(tǒng)保護(hù)方面，廣域測(cè)量也得到了廣泛應(yīng)用。

在目前的智能電網(wǎng)不斷發(fā)展的環(huán)境下，對(duì)大區(qū)域電網(wǎng)全面認(rèn)知控制系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步研發(fā)，不但能夠促使廣域資源的利用效率得到大幅度提升，同時(shí)可確保各區(qū)域、各層級(jí)間電網(wǎng)在穩(wěn)定的狀態(tài)下順利運(yùn)行，從而為大規(guī)模能源開(kāi)發(fā)、各層級(jí)電網(wǎng)并網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)提供了強(qiáng)大的信息支持。

2 未來(lái)EMS的應(yīng)用發(fā)展要求

2.1 大力發(fā)展數(shù)據(jù)采集及分析系統(tǒng)

現(xiàn)代化廣域測(cè)量技術(shù)可供應(yīng)大量的電網(wǎng)實(shí)時(shí)同步數(shù)據(jù)信息，那么，怎樣才能夠?qū)ζ溥M(jìn)行有效利用，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行情況做出全面分析將會(huì)成為今后廣大學(xué)者共同研究的焦點(diǎn)問(wèn)題。只有對(duì)安全事故預(yù)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行深入探究，制定明確的供電規(guī)劃，才能夠促使能源利用率得到明顯的提升。

2.2 在線安全分析系統(tǒng)的研制

怎樣才能夠在巨大數(shù)量的測(cè)量數(shù)據(jù)當(dāng)中獲取有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息，同時(shí)對(duì)這些信息進(jìn)行實(shí)時(shí)性分析是目前我們所面臨的重大難題，其中，信息的多代理分層模式是一種分析方法，但是在此基礎(chǔ)上，需不斷地探究更多新計(jì)算方式、研制高性能計(jì)算機(jī)、對(duì)仿真技術(shù)進(jìn)行不斷更新，在推動(dòng)智能決策、輔助調(diào)度系統(tǒng)不斷發(fā)展的過(guò)程當(dāng)中，同時(shí)可促使電網(wǎng)調(diào)度工作人員對(duì)突發(fā)事故的應(yīng)變處理能力得到很大的進(jìn)步。

2.3 發(fā)展廣域多層次認(rèn)知控制系統(tǒng)

不斷發(fā)展廣域多層次認(rèn)知控制系統(tǒng)，促使其能夠更好地滿足大輸電的現(xiàn)實(shí)需求，使得電網(wǎng)大區(qū)間能源的利用效率及電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性穩(wěn)步提升。廣域多層次認(rèn)知控制系統(tǒng)的不斷發(fā)展將促使大型新能源發(fā)電入網(wǎng)的順利實(shí)現(xiàn)。

2.4 改進(jìn)EMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在新一代EMS系統(tǒng)開(kāi)發(fā)理念的基礎(chǔ)上，不斷加強(qiáng)EMS開(kāi)放、兼容性能，最大限度上將EMS開(kāi)發(fā)升級(jí)時(shí)間縮減，這樣能夠促使電網(wǎng)智能控制水平得到大幅度的提高。

3 結(jié)語(yǔ)

伴隨著EMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)平臺(tái)的不斷開(kāi)放化，在軟件應(yīng)用上不斷地加速升級(jí)，促使EMS系統(tǒng)的智能化水平不斷增高，這將會(huì)在一定程度上促使智能電網(wǎng)得到迅速發(fā)展、得到廣泛應(yīng)用，輔助調(diào)度人員在輕松的狀態(tài)下對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行情況及發(fā)生的安全故障問(wèn)題做出準(zhǔn)確辨別，同時(shí)在第一時(shí)間做出相應(yīng)的解決措施，推動(dòng)我國(guó)電力行業(yè)得到更大的進(jìn)步及發(fā)展。

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