智能電網(wǎng)中調度自動化系統(tǒng)關鍵技術研究

文/張景軒，唐山市規(guī)劃建筑設計研究院

智能電網(wǎng)中調度自動化系統(tǒng)關鍵技術研究

文/張景軒，唐山市規(guī)劃建筑設計研究院

電網(wǎng)是我國國民經(jīng)濟發(fā)展中的一項重要基礎設施，能夠對國民經(jīng)濟的發(fā)展起到有效的調節(jié)作用，實現(xiàn)能源的優(yōu)化利用。通過采用新興的電力方面的技術，智能電網(wǎng)因其節(jié)能、環(huán)保、可觀以及可控等優(yōu)點已經(jīng)逐漸成為低碳經(jīng)濟發(fā)展的一項重要舉措，成為世界電網(wǎng)的一個發(fā)展新趨勢。

智能電網(wǎng)；自動化；技術

在國民經(jīng)濟的基礎設施中，電網(wǎng)是一個非常重要的組成部分。它對于國民經(jīng)濟的發(fā)展具有很好的調節(jié)作用，能夠實現(xiàn)能源的優(yōu)化利用，同時還能確保生產(chǎn)的安全運行。伴隨當前電力市場的不斷發(fā)展，電能的質量獲得了較高水平的提高，有越來越多的傳統(tǒng)電網(wǎng)已經(jīng)被智能電網(wǎng)所取代。通過采用新興的電力方面的技術，智能電網(wǎng)因其節(jié)能、環(huán)保、可觀以及可控等優(yōu)點已經(jīng)逐漸成為低碳經(jīng)濟發(fā)展的一項重要舉措，成為世界電網(wǎng)的一個發(fā)展新趨勢。

1 在調度方面，傳統(tǒng)電網(wǎng)和智能電網(wǎng)的區(qū)別

對于調度，傳統(tǒng)的電網(wǎng)主要通過變電站和調度主站來進行。在調度方面，我國于1954年開始通過安裝遙測裝置來實現(xiàn)對變電站的自動化調度，隨著在全國的逐漸推廣，調度自動化已經(jīng)實現(xiàn)了由集中向分布的全面發(fā)展。在20世紀60年代的時候，調度主站系統(tǒng)開始出現(xiàn)，但是仍然存在著局部有著較高自動化，而在共享方面相對較弱的缺點，從而使得在系統(tǒng)內部的單元之間無法形成統(tǒng)一的整體，對智能化程度造成一定的降低。

伴隨當前經(jīng)濟和科技的快速發(fā)展，智能電網(wǎng)是其必然產(chǎn)物。有關智能電網(wǎng)方面的研究，美國和歐洲的一些國家已經(jīng)開始著手進行，但是仍然處于初級階段。在研究理論方面，美國有“GridWise”，歐洲有“SmartGrid”。在這樣的研究背景中，智能電網(wǎng)的調度功能變得更加全面，能夠有效實現(xiàn)對信息的捕獲，進而通過信息交互平臺的建立而達到生產(chǎn)和運營的相互整合，推動電網(wǎng)業(yè)務的動態(tài)發(fā)展。智能電網(wǎng)還能夠為管理人員提供較為全面的電網(wǎng)運營方面的地圖，可以為他們制定相關的決策和方案提供有效參考，進而有效推動電網(wǎng)的管理。

2 在智能電網(wǎng)背景下，實現(xiàn)調度自動化系統(tǒng)所需要的關鍵技術

2.1 設計一體化的電網(wǎng)運行智能體系

我國的調度自動化起源于上個世紀的90年代，到現(xiàn)在已經(jīng)有幾十年的歷史。長期以來，電網(wǎng)的運行都是遵循這一傳統(tǒng)架構的。隨著電網(wǎng)業(yè)務的不斷發(fā)展，調度自動化的功能不斷得到拓展和升級，但是并沒有進行基礎框架的改變，從而影響和限制了一些新的業(yè)務的發(fā)展。因此，通過對IT技術進行探究，分析其基礎的服務體系，進而開展一些可以有效運行調度技術平臺的一些研究，設計出一體化的電網(wǎng)運行智能體系。

2.2 電網(wǎng)運行智能決策

通過建立一體化的電網(wǎng)運行智能體系，我們可以更好地為電網(wǎng)的有效運行服務，從而提供更為安全的保障。在智能系統(tǒng)的構建方面，我們不僅要建立數(shù)據(jù)和底層技術方面的智能系統(tǒng)，同時也要讓這種智能在實際當中得以應用，為電網(wǎng)的有效運行提供智能決策，進而更好地服務于電網(wǎng)運行。通過系統(tǒng)總線平臺給出的全景信息，可以對一次和二次設備的運行狀態(tài)分別進行分析，從而建立在大電網(wǎng)運行狀態(tài)下的專家系統(tǒng)。同時，在外部環(huán)境的影響下，對預控預警技術進行研究，構建適用于外部環(huán)境的大電網(wǎng)運行風險評估以及控制決策系統(tǒng)；從全景信息的角度出發(fā)，在事故發(fā)生前提供相應的預警。面對事故的發(fā)生，要對相關的數(shù)據(jù)進行及時的整理，進而對其進行有效分析，通過智能化來實現(xiàn)分析報告的生成。

3 調度自動化在智能電網(wǎng)中的應用

3.1 調度自動化系統(tǒng)實現(xiàn)的功能

對于調度的自動化系統(tǒng)，它主要實現(xiàn)的功能可以歸結為以下幾點：

第一，能夠對各種水電優(yōu)化、水文預報等方案進行調度，從而有效實現(xiàn)分析的自動比較和選擇。第二，能夠對實際生產(chǎn)中的各種需求靈活適應，通過對計算的條件和約束進行靈活調整從而對計劃的分析任務有效實現(xiàn)。第三，根據(jù)相關的用戶錄入條件和歷史數(shù)據(jù)，能夠實現(xiàn)對發(fā)電優(yōu)化和自動滾動預報流量的有效計算。第四，對于來水、電站工程等相關的計算結果和統(tǒng)計信息，能夠實現(xiàn)動態(tài)的比較、仿真等。第五，能夠根據(jù)歷史的調度過程，對發(fā)電優(yōu)化調度中的函數(shù)和調度圖自然形成。

3.2 實現(xiàn)系統(tǒng)的所需要的重要技術

（1）徑流預測

在業(yè)界，當前最為主要的徑流預測方法有兩種，分別為物理成因法和數(shù)理統(tǒng)計法。所謂的物理成因法主要從水文氣象的角度進行考慮，通過分析預報對象發(fā)生的一些物理成因方面的變化，進而研究其相應的變化規(guī)律，通過建立物理成因模型來實現(xiàn)對預報對象變化規(guī)律的一些掌握。所謂的數(shù)理統(tǒng)計法是通過收集大量的有關歷史方面的資料，在數(shù)理統(tǒng)計相關原理和概率論的基礎上，研究水文的歷史演變，在這些框架中包括的部分有，月或者旬的平均流量預測、梯級各電站的區(qū)間流量預測等。

（2）優(yōu)化計算及優(yōu)化調度函數(shù)回歸

經(jīng)過一系列的對徑流的實地測試，在此基礎上計算優(yōu)化調度，從而可以得到水庫進行優(yōu)化運行的具體過程。在這些過程中，主要包含的是一些水電站進行優(yōu)化運行時所遵循的一些規(guī)律。在調度的自動化系統(tǒng)中，我們主要采用的方法是調度函數(shù)，進而對水電站的運行規(guī)律進行優(yōu)化總結，實現(xiàn)對水電站的有效指導。對于調度函數(shù)，主要分為兩種形式，分別為線性和非線性的調度函數(shù)，其中線性調度函數(shù)主要是通過回歸分析對水庫調度建立一元、二元、甚至多元的函數(shù)，非線性調度函數(shù)主要是通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡等尋找變量之間的關系，從而建立調度函數(shù)。在本文的研究中，我們選用的決策變量為時段末的水位，自變量為時段初的水庫水位和平均入庫流量，通過二元線性回歸模型來構造調度函數(shù)。

4 結語

伴隨我國經(jīng)濟結構和能源結構的不斷發(fā)展，在我國的配電網(wǎng)絡發(fā)展中，智能電網(wǎng)已經(jīng)成為發(fā)展的必然趨勢。所謂的智能電網(wǎng)主要是那些利用新能源、借助新技術來實現(xiàn)對電網(wǎng)進行有效控制和運行的電網(wǎng)模式。通過智能電網(wǎng)，能夠對電能進行智能分配，實現(xiàn)電網(wǎng)方面的網(wǎng)絡化，進而更好的實現(xiàn)資源共享、電能的優(yōu)化利用，大大提高電力資源的利用效率。

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