智能電網(wǎng)調(diào)度一體化設(shè)計(jì)與研究

孫強(qiáng)+宋輝+牛桂寶+韓紅生

摘 要：隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，電力行業(yè)也得到了很大的發(fā)展，傳統(tǒng)的電網(wǎng)已經(jīng)不能夠滿(mǎn)足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的用電需求，電力企業(yè)為了給人們提供安全、高效、平穩(wěn)的用電環(huán)境，開(kāi)啟了智能電網(wǎng)的時(shí)代，智能電網(wǎng)不僅僅可以減少企業(yè)的運(yùn)行成本同時(shí)也提高了供電的高效性，在輸電，用電的過(guò)程中都提高了電力系統(tǒng)的安全性，電力企業(yè)為了進(jìn)一步的發(fā)展與提高，也為了解決當(dāng)前電網(wǎng)存在的動(dòng)態(tài)預(yù)警系統(tǒng)等問(wèn)題，提出了智能電網(wǎng)調(diào)度一體化設(shè)計(jì)與研究來(lái)解決現(xiàn)在的智能電網(wǎng)所存在的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；調(diào)度一體化；設(shè)計(jì)與研究

中圖分類(lèi)號(hào)：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）21-0106-02

本文主要從四個(gè)方面進(jìn)行闡述，一方面是電網(wǎng)調(diào)度功能，一方面是數(shù)據(jù)一體化，一方面是數(shù)據(jù)平臺(tái)一體化，最后一個(gè)方面是功能一體化設(shè)想。通過(guò)這四個(gè)方面的論述為智能電網(wǎng)調(diào)度一體化設(shè)計(jì)與研究提出建議，希望這些建議對(duì)于電力企業(yè)具有借鑒性的意義。

1 電網(wǎng)調(diào)度功能

電能的特點(diǎn)決定了電力必須保持實(shí)時(shí)的平衡，即發(fā)電與用電的平衡，通過(guò)智能電網(wǎng)對(duì)于數(shù)據(jù)以及輸電過(guò)程進(jìn)行檢測(cè)與監(jiān)控，防止事故的發(fā)生，從而影響供電的效果。傳統(tǒng)的調(diào)度功能由多個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制，系統(tǒng)過(guò)多不利于管理，也不利于企業(yè)進(jìn)行統(tǒng)一的維修與更新，會(huì)浪費(fèi)大量的人力與無(wú)力，而智能電網(wǎng)調(diào)度的一體化設(shè)計(jì)是指將一系列的調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行整合與創(chuàng)新，由一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行掌控，從而保證用電與供電的實(shí)時(shí)性，滿(mǎn)足當(dāng)前用戶(hù)的用電需求，同時(shí)也為電力企業(yè)節(jié)省了大量的人力、物力、財(cái)力。提高了工作的效率。

2 智能電網(wǎng)調(diào)度實(shí)現(xiàn)的重要性

智能電網(wǎng)調(diào)度是智能電網(wǎng)各項(xiàng)功能能否實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，在智能電網(wǎng)的運(yùn)行過(guò)程中，重要數(shù)據(jù)信息的傳輸面臨著一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，智能電網(wǎng)調(diào)度按照電力二次系統(tǒng)的安全防護(hù)要求，采用證書(shū)認(rèn)證技術(shù)，為電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)信息的傳遞提供安全防護(hù)，只有通過(guò)證書(shū)認(rèn)證的用戶(hù)，才能接收到數(shù)據(jù)并對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行是建立在關(guān)鍵參數(shù)的可靠傳輸基礎(chǔ)之上的，因此，智能電網(wǎng)調(diào)度是電網(wǎng)運(yùn)行可靠性的基本保障。另一方面，智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)具有較高的使用性和擴(kuò)展性，能夠滿(mǎn)足智能電網(wǎng)進(jìn)一步發(fā)展的需求，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度的多層次、全方位發(fā)展。因此，智能電網(wǎng)調(diào)度是智能電網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，應(yīng)通過(guò)采用一體化設(shè)計(jì)模式，提高智能電網(wǎng)調(diào)度的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。

3 數(shù)據(jù)一體化

數(shù)據(jù)對(duì)于電網(wǎng)的運(yùn)行具有重要的作用，數(shù)據(jù)是在運(yùn)行過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，工作人員要根據(jù)這些數(shù)據(jù)對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修與檢測(cè)，同時(shí)也要利用數(shù)據(jù)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行及時(shí)的處理，而電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的快速獲得是調(diào)度運(yùn)行人員了解電網(wǎng)運(yùn)行情況以及電網(wǎng)設(shè)備的使用情況的最主要的依據(jù)，但是傳統(tǒng)的獲得數(shù)據(jù)的SCADA的數(shù)據(jù)采集功能，在收集數(shù)據(jù)時(shí)還存在著一定的問(wèn)題，因?yàn)镾CADA系統(tǒng)主要是采集電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，不能夠采集動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)，這樣會(huì)造成數(shù)據(jù)的缺失，數(shù)據(jù)缺失電網(wǎng)的正常運(yùn)行就會(huì)受到相應(yīng)的影響，對(duì)于后續(xù)的工作也不能夠僅僅采用靜態(tài)數(shù)據(jù)而忽略了動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，但是PMU系統(tǒng)的出現(xiàn)填補(bǔ)了傳統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)所存在的問(wèn)題，可以保護(hù)數(shù)據(jù)的完整性與準(zhǔn)確性，為后續(xù)工作的正常開(kāi)展提供數(shù)據(jù)的支持。

4 數(shù)據(jù)平臺(tái)一體化

4.1 數(shù)據(jù)庫(kù)

在使用SCADA系統(tǒng)時(shí)通常使用ORACLE才儲(chǔ)存電網(wǎng)模型及歷史數(shù)據(jù)，但是由于SCADA系統(tǒng)收集到的數(shù)據(jù)只是靜態(tài)數(shù)據(jù)，并沒(méi)有對(duì)動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，所以O(shè)RACLE系統(tǒng)還可以?xún)?chǔ)存，但是在使用PMU系統(tǒng)以后，ORACLE系統(tǒng)已經(jīng)不能夠儲(chǔ)存大量的數(shù)據(jù)，所以就要引進(jìn)相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存，如果還使用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)造成大量數(shù)據(jù)的丟失。現(xiàn)在的PI系統(tǒng)可以?xún)?chǔ)存大量的數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的完整性與安全性，彌補(bǔ)了當(dāng)前的系統(tǒng)存在的問(wèn)題。

4.2 一體化平臺(tái)方案

一體化的平臺(tái)方案主要包括集成各種量測(cè)數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)一體化維護(hù)、減輕維修工作量、實(shí)現(xiàn)一體化監(jiān)視與操作，方便使用。實(shí)現(xiàn)這些方面的一體化去降低企業(yè)的運(yùn)行成本，提高企業(yè)的工作效率，既可以保證對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行及時(shí)的更新與維修、又可以保證信息以及數(shù)據(jù)的安全性。數(shù)據(jù)平臺(tái)一體化設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)管理、訪(fǎng)問(wèn)、數(shù)據(jù)交換機(jī)制和人機(jī)交互環(huán)境等各個(gè)方面的一體化建設(shè)。因此，目前使用的ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)難以達(dá)到PMU設(shè)計(jì)要求，在一體化數(shù)據(jù)平臺(tái)的構(gòu)建過(guò)程中，可以采用PI或Edna數(shù)據(jù)庫(kù)。這兩種數(shù)據(jù)均采用基于時(shí)間序列的壓縮存儲(chǔ)方式，可以滿(mǎn)足PMU的大量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求。在這種數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的支持下，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)重要數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期儲(chǔ)存，可以為智能電網(wǎng)的故障分析提供依據(jù)。而且Edna和PI數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢(xún)方位能力也明顯高于傳統(tǒng)ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)，可以在海量的數(shù)據(jù)中進(jìn)行快速查詢(xún)，準(zhǔn)確獲得目標(biāo)數(shù)據(jù)。這兩種數(shù)據(jù)庫(kù)擁有強(qiáng)大的抗擾動(dòng)能力，可以在電網(wǎng)擾動(dòng)下將電網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行完整、動(dòng)態(tài)的存儲(chǔ)。而且使用純文件存儲(chǔ)方式，使存儲(chǔ)空間要求得到顯著降低。因此，Edna和PI數(shù)據(jù)庫(kù)在一體化平臺(tái)的設(shè)計(jì)和構(gòu)建中更具應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，應(yīng)采用其中一種數(shù)據(jù)庫(kù)與傳統(tǒng)ORACLE數(shù)據(jù)相結(jié)合的構(gòu)建方式，提升數(shù)據(jù)平臺(tái)的整體性能。

目前在電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中還存在許多獨(dú)立運(yùn)行的動(dòng)態(tài)預(yù)警系統(tǒng)、WAMS系統(tǒng)等，而且或多或少的存在不穩(wěn)定運(yùn)行的情況，如果與EMS系統(tǒng)共同構(gòu)建一體化平臺(tái)，也會(huì)對(duì)EMS系統(tǒng)的自身穩(wěn)定性造成影響。因此應(yīng)積極利用新的預(yù)警系統(tǒng)構(gòu)建一體化數(shù)據(jù)平臺(tái)，避免對(duì)EMS系統(tǒng)的運(yùn)行造成影響，為一體化平臺(tái)的良好運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)平臺(tái)一體化系統(tǒng)的成功構(gòu)建可以有效降低電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)督人員的工作量，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)和控制。保證電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。而且能夠降低對(duì)硬件資源的依賴(lài)，并提高硬件資源的共享程度。

5 功能一體化設(shè)想

5.1 基本功能的一體化

電網(wǎng)運(yùn)行的過(guò)程中涉及到各個(gè)方面的功能，這些功能不能進(jìn)行統(tǒng)一的管理，但是為了提高工作效率應(yīng)該提高基本功能的一體化，基本功能包括動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、在線(xiàn)低頻振蕩檢測(cè)、在線(xiàn)穩(wěn)定計(jì)算分析與預(yù)警、而調(diào)度系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)這些基本功能的一體化，可以對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行隨時(shí)的監(jiān)控以及檢測(cè)，在電網(wǎng)運(yùn)行的過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)輸電設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題通過(guò)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)可以及時(shí)的進(jìn)行維修，保證電力的實(shí)時(shí)性與可持續(xù)性，并且這些基本功能實(shí)現(xiàn)的一體化，也為智能電網(wǎng)的發(fā)展提供了新的發(fā)展空間，更有利于面對(duì)未來(lái)未知的電力的變化，并且能夠及時(shí)的做好補(bǔ)救措施，保證電力的平穩(wěn)與安全。

5.2 電網(wǎng)運(yùn)行方式的預(yù)安排

為了實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的目的，可進(jìn)一步的利用電網(wǎng)動(dòng)態(tài)預(yù)警系統(tǒng)與輔助決策系統(tǒng)的功能，根據(jù)當(dāng)前的電網(wǎng)運(yùn)行情況以及負(fù)電荷情況對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行方式進(jìn)行預(yù)安排，預(yù)安排的好處就是可以有效的防止出現(xiàn)當(dāng)前的電網(wǎng)運(yùn)行方式中的問(wèn)題，保證電網(wǎng)的正常運(yùn)行，也會(huì)提前做好相應(yīng)的防護(hù)措施，去保證電網(wǎng)的正常運(yùn)行。

5.3 電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式

電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行部門(mén)最擔(dān)心的問(wèn)題就是電網(wǎng)調(diào)度的安全性問(wèn)題，因?yàn)榘l(fā)電計(jì)劃不是由調(diào)度部門(mén)進(jìn)行掌控的就很難進(jìn)行經(jīng)濟(jì)運(yùn)算，但是現(xiàn)在智能電網(wǎng)也在飛速的發(fā)展，相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)算也是必不可少的，為了保證經(jīng)濟(jì)性與安全性并存，調(diào)度部門(mén)要對(duì)以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析：進(jìn)行電量統(tǒng)計(jì)分析、網(wǎng)損統(tǒng)計(jì)分析、AGC的經(jīng)濟(jì)調(diào)控、經(jīng)濟(jì)調(diào)度的使用‘通過(guò)這幾個(gè)方面的分析工作對(duì)于當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)進(jìn)行預(yù)算，從而找到合理的，經(jīng)濟(jì)的方式進(jìn)行智能電網(wǎng)調(diào)度工程的實(shí)施。

5.4 電網(wǎng)供電能力評(píng)估

電網(wǎng)供電能力的評(píng)估是最主要的一個(gè)環(huán)節(jié)因?yàn)榍懊娴乃泄ぷ鞫际窍Ｍ麨橛脩?hù)提供安全、平穩(wěn)、高效的電量。如果不能實(shí)現(xiàn)這些目的，智能電網(wǎng)的調(diào)度功能也并沒(méi)有很好的實(shí)施。電網(wǎng)不僅僅能夠保障其安全性還應(yīng)該保證各企業(yè)各用戶(hù)的用電量的充足，因此，電力企業(yè)必須對(duì)社會(huì)以及用戶(hù)的供電能力進(jìn)行評(píng)估，為電網(wǎng)方式安排和電網(wǎng)規(guī)劃提供參考依據(jù)。

6 結(jié)語(yǔ)

智能電網(wǎng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，應(yīng)該不斷地通過(guò)發(fā)展得到完善，隨著中國(guó)科技的飛速發(fā)展，中國(guó)的用電的需求量的增加，現(xiàn)存的智能電網(wǎng)中會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的問(wèn)題，為了解決當(dāng)前的電網(wǎng)中存在的一系列的問(wèn)題，提出了智能電網(wǎng)調(diào)度一體化設(shè)計(jì)與研究，與此同時(shí)，智能聯(lián)網(wǎng)也是隨著新技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用而逐步發(fā)展的。endprint