智能電網(wǎng)自動化系統(tǒng)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢探究

摘 要：智能電網(wǎng)自動化系統(tǒng)是智能電網(wǎng)的關(guān)鍵內(nèi)容之一，是保障智能電網(wǎng)運行和發(fā)展的重要手段。本文主要分析了目前電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)現(xiàn)狀，并闡述了智能電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的主要特征及發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；自動化系統(tǒng)；信息安全；發(fā)展

中圖分類號：TM734 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）15-0047-02

前 言

智能電網(wǎng)通過采用先進的傳感測量、信息通信、自動控制、通信網(wǎng)絡技術(shù)等技術(shù)將電網(wǎng)改造成高度智能化、信息化、互動化的新一代電網(wǎng)。智能電網(wǎng)是一個完整的信息架構(gòu)和基礎(chǔ)設施體系，可以對電力系統(tǒng)的生產(chǎn)、輸送、運營、市場和消費等環(huán)節(jié)進行持續(xù)監(jiān)測，并對有關(guān)信息進行統(tǒng)計和優(yōu)化，提高電能質(zhì)量，為用戶提供優(yōu)質(zhì)服務，進而提高電網(wǎng)的安全水平。

1 電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)是保證電網(wǎng)各個環(huán)節(jié)生產(chǎn)工作有序進行的一種有效的管理措施，可實時監(jiān)控、調(diào)整和控制及管理電網(wǎng)。但隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展，自動水平的不斷提高，目前電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)也逐漸顯現(xiàn)出不少問題，主要表現(xiàn)如下：

1.1 系統(tǒng)接口問題

現(xiàn)有能量管理系統(tǒng)（EMS）、調(diào)度員培訓仿真系統(tǒng)（DTS）、調(diào)度管理系統(tǒng)（OMS）、廣域相量系統(tǒng)（EMS）、電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定監(jiān)測預警系統(tǒng)、調(diào)度計劃系統(tǒng)、水調(diào)自動化系統(tǒng)、電能計量系統(tǒng)、保護及故障信息管理系統(tǒng)等等，這些自動化系統(tǒng)在進行數(shù)據(jù)交換的時候，往往因為系統(tǒng)產(chǎn)品接口的廠家、型號的不一致而無法順暢進行。目前自動化系統(tǒng)一般采用的接口方式主要有機遇專用通信協(xié)議的接口方式、基于數(shù)據(jù)庫的接口方式和基于文件的接口方式這三種。而它們有著共同的弊端：①信息交換模型沒有統(tǒng)一標準，都是廠家各自定義，不具備開放性，在數(shù)據(jù)交互時需相互協(xié)商；②沒有統(tǒng)一的信息傳輸標準，無法進行一一對應接口，需要用戶建立一些輔助的應用功能，不能實現(xiàn)無縫接口，且容易形成信息孤島。

1.2 信息安全問題

調(diào)度自動化系統(tǒng)的各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)都大量應用了計算機和通信技術(shù)，信息安全已成了調(diào)度自動化系統(tǒng)能否安全穩(wěn)定運行的關(guān)鍵問題。調(diào)度自動化系統(tǒng)與其他系統(tǒng)如配電自動化系統(tǒng)及調(diào)度生產(chǎn)管理系統(tǒng)的橫向互聯(lián)、變電站綜合自動化系統(tǒng)的縱向互聯(lián)時，在實現(xiàn)了網(wǎng)絡信息共享的同時，也同樣面臨信息安全問題。信息網(wǎng)絡中的軟硬件和數(shù)據(jù)有可能會遭到病毒、黑客等惡意因素的破壞、更改和泄漏，從而導致電力事故事件。目前調(diào)度自動化系統(tǒng)的在網(wǎng)絡安全方面的防御比較薄弱，而是在發(fā)生攻擊事件后提出網(wǎng)絡安全整改，沒有完整系統(tǒng)的安全防護措施。

1.3 系統(tǒng)開放性問題

目前調(diào)度自動化系統(tǒng)的開放程度不能完全滿足運行要求，主要體現(xiàn)在系統(tǒng)功結(jié)構(gòu)、功能和數(shù)據(jù)等三個方面。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：目前調(diào)度自動化系統(tǒng)主要采用分布式系統(tǒng)，軟件主要是根據(jù)功能的不同安裝在不同的節(jié)點上，且軟件內(nèi)部的耦合性很強，很難在不影響原先的系統(tǒng)下對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行延伸和擴展；功能的兼容性：不同廠家、不同型號、不同操作系統(tǒng)組建的調(diào)度自動化系統(tǒng)，不同功能模塊以及和外部系統(tǒng)之間不具備操作的兼容性，軟件可用率不高；數(shù)據(jù)開放性：如之前提到的系統(tǒng)接口不統(tǒng)一的問題，目前調(diào)度自動化的系統(tǒng)只在軟件通信采用了SQL和TCP/IP等協(xié)議，但應用層卻沒有統(tǒng)一標準化。

2 智能電網(wǎng)自動化系統(tǒng)概述

智能電網(wǎng)自動化綜合運用了各種先進科技和智能化手段，面向調(diào)度全維度業(yè)務和調(diào)度安全生產(chǎn)全過程，實現(xiàn)量測、建模、分析、決策、控制、計劃和管理全方位智能化，形成安全防御、經(jīng)濟優(yōu)化、高效管理三位一體化的全景分布式一體化的電網(wǎng)調(diào)度體系，如圖1所示。

智能電網(wǎng)自動化系統(tǒng)具有高效的網(wǎng)絡化信息通信、敏銳的全景化前瞻預警、多維度的動態(tài)安全評估、統(tǒng)籌的精細化調(diào)度計劃、優(yōu)化的自適應自動調(diào)整、規(guī)范的全局協(xié)調(diào)控制等六大特征。

（1）智能電網(wǎng)自動化系統(tǒng)通過電網(wǎng)廣域測量與調(diào)度專用網(wǎng)絡技術(shù)，建立了高效專用的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡傳輸通道，可實時傳輸電網(wǎng)的運行、生產(chǎn)、管理等信息，為電網(wǎng)調(diào)度提供了實時的數(shù)據(jù)支持；并通過多級一體化安全校核技術(shù)，實現(xiàn)傳輸網(wǎng)絡化的安全可靠性。

（2）智能電網(wǎng)實時監(jiān)控電力系統(tǒng)的運行狀況，對電網(wǎng)調(diào)度的每個環(huán)節(jié)進行整體的監(jiān)控并對監(jiān)控內(nèi)容進行數(shù)據(jù)處理。如可通過智能軟件及時發(fā)現(xiàn)可能引發(fā)較大事故的隱患，并發(fā)出故障告警以便調(diào)度運行人員及時采取相應的措施。若事故不可避免，智能電網(wǎng)亦可迅速響應隔離故障，避免事故進一步擴大。

（3）智能電網(wǎng)自動化系統(tǒng)可通過在線安全穩(wěn)定分析評估與輔助決策技術(shù)，從動態(tài)、穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)等多維度去進行在線安全分析評估，以實現(xiàn)電網(wǎng)安全運行的自動監(jiān)控、告警、輔助決策和主動安全防御。

（4）智能電網(wǎng)的調(diào)度計劃精細化主要體現(xiàn)在對年檢、月檢、周檢及臨時計劃編制的規(guī)范流程化管理。

（5）對電網(wǎng)的調(diào)度一體化分級協(xié)調(diào)控制，主要表現(xiàn)在：實現(xiàn)電網(wǎng)的自動電壓無功控制、自動發(fā)電控制及低頻低壓減載等控制策略的統(tǒng)一優(yōu)化協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)上，可自行調(diào)整和控制電網(wǎng)電壓、頻率及潮流等。

（6）大型的光伏發(fā)電或者風電并網(wǎng)運行是由于其出力的隨機性和波動性會導致電網(wǎng)潮流方向變化不定，因此，可再生能源并網(wǎng)是對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和電能質(zhì)量有一定的負面影響。目前新能源并網(wǎng)技術(shù)主要有風光儲聯(lián)合發(fā)電技術(shù)、輕型直流輸電技術(shù)和基于電力電子變壓器的光伏發(fā)電接入技術(shù)。如何將新能源發(fā)電技術(shù)和常規(guī)發(fā)電安全并網(wǎng)并保證電網(wǎng)可靠運行，實現(xiàn)源網(wǎng)最優(yōu)化是智能電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的功能之一。

3 智能電網(wǎng)自動化發(fā)展趨勢

（1）電網(wǎng)更堅強。智能電網(wǎng)自動化系統(tǒng)可利用大電網(wǎng)運行和控制技術(shù)和高級調(diào)度技術(shù)區(qū)發(fā)現(xiàn)和預測電網(wǎng)可能會出現(xiàn)的嚴重問題，并通過輔助決策系統(tǒng)幫助調(diào)度員及時作出決策，在第一時間采取措施，保證電網(wǎng)不會因擾動而發(fā)生大面積停電。在自然災害或嚴重的人力破壞下仍能保持電網(wǎng)的安全運行，具備堅固的信息安全防護體系。

（2）自愈能力更強。智能電網(wǎng)自動化系統(tǒng)可將問題元件從系統(tǒng)中隔離出來，在很少和不用人為干預的情況下使系統(tǒng)迅速恢復到正常狀態(tài)，從而避免中斷對用戶的供電能力。

（3）互動性更強。智能電網(wǎng)自動化系統(tǒng)鼓勵和促進用戶參與電力系統(tǒng)的運行和管理，以平衡電力供求關(guān)系，提高電網(wǎng)的可靠性和經(jīng)濟性。同時用戶可以選擇對自己最有利的用電方式，從而降低用電成本。

（4）兼容性更強。智能電網(wǎng)自動化系統(tǒng)不僅要兼容傳統(tǒng)的集中式電源，還可兼容分布式的電源以及微電網(wǎng)，使各種各樣的新能源系統(tǒng)如光伏發(fā)電、風電系統(tǒng)更容易接入電網(wǎng)。

（5）信息安全更可靠。智能電網(wǎng)自動化系統(tǒng)制定了一套確實可行的電力信息通信網(wǎng)遭受外部攻擊時的防范措施與系統(tǒng)災難恢復措施，并劃分安全區(qū)域，設置了多道安全防線，同時開發(fā)了相應的安全防護系統(tǒng)，形成了綜合的、立體的網(wǎng)絡安全防護體系，為智能電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行提供了保障。

4 結(jié)束語

智能調(diào)度自動化系統(tǒng)的建設將極大的提高電網(wǎng)安全性，提高決策水平，保障電力供應，實現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度以降低電網(wǎng)運行中的損耗。

參考文獻

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收稿日期：2018-2-24