配電網(wǎng)智能調(diào)度運(yùn)行面臨的關(guān)鍵技術(shù)分析

國網(wǎng)浙江省電力有限公司 余劍鋒

0 前言

配電網(wǎng)作為聯(lián)系電網(wǎng)和電力負(fù)荷的中間環(huán)節(jié)，同時也是電力系統(tǒng)關(guān)鍵組成部分，通過做好配電網(wǎng)電力調(diào)度，能夠有效推動電力生產(chǎn)發(fā)展，為電力安全平穩(wěn)運(yùn)行提供有力的保障，隨著我國智能電網(wǎng)不斷建設(shè)發(fā)展推進(jìn)，傳統(tǒng)的配電網(wǎng)調(diào)度已無法滿足智能電網(wǎng)需求，需要進(jìn)一步推動配電網(wǎng)智能調(diào)度發(fā)展，通過分析其關(guān)鍵技術(shù)，對于我國智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

1 智能電網(wǎng)基本特點(diǎn)分析

自愈性。智能電網(wǎng)作為一個整體系統(tǒng)，當(dāng)在運(yùn)行過程中受到不良因素侵害時，智能電網(wǎng)調(diào)度工作人員只需要進(jìn)行少量干預(yù)，即可將智能電網(wǎng)系統(tǒng)中的問題元件進(jìn)行隔離開來，避免“牽一發(fā)而動全身”問題出現(xiàn)，影響整體系統(tǒng)正常運(yùn)行。此外，當(dāng)智能電網(wǎng)中的系統(tǒng)元件或局部網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)異常問題時，智能電力系統(tǒng)能夠進(jìn)行自我診斷檢測分析，從而使得智能電網(wǎng)能夠盡快恢復(fù)運(yùn)行。

兼容性。智能電網(wǎng)的兼容性特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個方面，一是智能電網(wǎng)在電能生產(chǎn)方面能夠接入清潔能源，例如風(fēng)能、太陽能等；二是智能電網(wǎng)能夠與分布式電網(wǎng)、微電網(wǎng)進(jìn)行并網(wǎng)運(yùn)行。

配網(wǎng)調(diào)度高效優(yōu)質(zhì)性。智能電網(wǎng)的智能性主要體現(xiàn)在其引入了網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù)，在配電網(wǎng)調(diào)度過程中能夠?qū)崿F(xiàn)自動化控制、調(diào)度，因此有效促使了設(shè)備功能實(shí)現(xiàn)更好的發(fā)揮，使得電網(wǎng)運(yùn)行更加優(yōu)質(zhì)、高效，有效滿足了人們的用電需求。

2 當(dāng)下配電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)存在的不足之處

2.1 調(diào)度系統(tǒng)靈活性依然有所欠缺

盡管當(dāng)下智能電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)引入了多種技術(shù)， 有效豐富了系統(tǒng)功能，但在系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計方面，依然難以實(shí)現(xiàn)一體化式架構(gòu)設(shè)計，因此無法實(shí)現(xiàn)多級調(diào)度與多專業(yè)的全面覆蓋，難以滿足調(diào)度部門在調(diào)度過程中橫向協(xié)同、縱向貫通需求。另一方面，受種種因素影響，各級調(diào)度機(jī)構(gòu)和廠站在系統(tǒng)建設(shè)過程中，引入的技術(shù)多種多樣，缺乏統(tǒng)一性與協(xié)調(diào)性，多是獨(dú)立建設(shè)，彼此之間聯(lián)系不夠緊密，設(shè)計缺乏規(guī)范化與標(biāo)準(zhǔn)化，因此在不同獨(dú)立系統(tǒng)之間很難實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)共享，系統(tǒng)相互之間改動影響較大，這也是導(dǎo)致調(diào)度系統(tǒng)缺乏靈活性的主要原因所在。

2.2 系統(tǒng)缺乏明確的導(dǎo)向與實(shí)用性

對于配電網(wǎng)調(diào)度來說，在調(diào)度業(yè)務(wù)方面理應(yīng)按照不同的業(yè)務(wù)職業(yè)進(jìn)行劃分，有利于不同業(yè)務(wù)部門進(jìn)行分批建設(shè)，從而使得調(diào)度自動化系統(tǒng)業(yè)務(wù)導(dǎo)向更加明確。但實(shí)際上，由于在調(diào)度系統(tǒng)建設(shè)的初期，就缺乏整體的規(guī)劃，基礎(chǔ)技術(shù)支撐體系也不夠統(tǒng)一，使得調(diào)度自動化系統(tǒng)功能不夠完善。難以全面滿足調(diào)度計劃、監(jiān)視、校正控制等相關(guān)技術(shù)支持，從而使得系統(tǒng)的業(yè)務(wù)導(dǎo)向也不夠清晰明朗。另一方面，隨著電力行業(yè)不斷進(jìn)步發(fā)展，越來越多的信息技術(shù)逐漸被應(yīng)用于智能電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中去，因此也導(dǎo)致了一些開發(fā)的比較早的系統(tǒng)實(shí)用性功能越來越差。例如部分系統(tǒng)中的傳統(tǒng)應(yīng)用已逐漸被功能更加強(qiáng)大的應(yīng)用所取代，已不再具備實(shí)際應(yīng)用的迫切性；而一些應(yīng)用由于技術(shù)落后或其他原因，在實(shí)際運(yùn)用時需要投入大量的人力物力去去進(jìn)行維護(hù)，才能夠確保應(yīng)用能夠正常運(yùn)行。

2.3 系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化推廣率低下

隨著與電力相關(guān)的技術(shù)不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)也在一直“更新?lián)Q代”，這一過程中產(chǎn)生了很多電網(wǎng)數(shù)據(jù)和模型應(yīng)用版本，由于系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化管理發(fā)展一直落后于與技術(shù)發(fā)展，從而產(chǎn)生模型數(shù)據(jù)不統(tǒng)一問題，由于功能獨(dú)立的模型難以全面滿足整體調(diào)度需求，彼此之間的獨(dú)立性又限制了其互相整合，使得系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化推廣率低下問題日益凸顯，對智能電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的靈活性造成了嚴(yán)重的制約。伴隨著電網(wǎng)的發(fā)展，電網(wǎng)調(diào)度日趨變得復(fù)雜，僅僅依靠傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)型為主的調(diào)度方式，已經(jīng)無法滿足當(dāng)下電網(wǎng)調(diào)度需求。當(dāng)下在各種信息化技術(shù)的支持下，電網(wǎng)實(shí)時仿真需求日益凸顯，但受限于上述種種原因，電網(wǎng)實(shí)時仿真需求無法得到全面滿足。

3 配電網(wǎng)智能調(diào)度運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1 多階段一體化決策技術(shù)應(yīng)用

通常來說，配電網(wǎng)智能調(diào)度在時間方面跨度都比較大，在規(guī)劃設(shè)計階段，關(guān)于實(shí)際負(fù)荷需要考慮多種因素，例如負(fù)荷本身的性質(zhì)、變化、實(shí)際社會生產(chǎn)生活用電需求等，因此在進(jìn)行實(shí)際設(shè)計時需要留出一定的余度，自然最終得到的設(shè)計值與實(shí)際負(fù)荷存在很大出入，另一方面，由于處于高峰時期的負(fù)荷一般持續(xù)時間較短，因此會造成大量資源浪費(fèi)，再加上網(wǎng)絡(luò)接線模式的限制，因此很難確定出最佳的調(diào)度方案。針對這些靈活性不足問題，隨著DG（分布式發(fā)電，dist ributed generation）、微電網(wǎng)、儲能裝置等設(shè)施的出現(xiàn)，從而得到了有效的解決。通過運(yùn)用多階段一體化決策技術(shù)，可以有效的調(diào)整配電網(wǎng)絡(luò)、電源、負(fù)荷之間的多階段能量，使其更加趨于平衡狀態(tài)，通過利用該技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多階段能量平衡的一體化優(yōu)化調(diào)度模型與算法的建立，能夠促使供電方式和運(yùn)行方式自動化得以有效實(shí)現(xiàn)，使得傳統(tǒng)智能配電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)靈活性不足、標(biāo)準(zhǔn)化缺乏等問題得到有效的解決。

3.2 運(yùn)行評估技術(shù)應(yīng)用

不同階段的調(diào)度方案將會對配電網(wǎng)高效運(yùn)行產(chǎn)生直接的影響，而配電網(wǎng)智能調(diào)度的最終目標(biāo)即是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度的自動化、互動化、信息化。因此，實(shí)現(xiàn)智能調(diào)度目標(biāo)的關(guān)鍵即是采用科學(xué)合理的配電網(wǎng)運(yùn)行評估技術(shù)。首先，在進(jìn)行配電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行各個指標(biāo)評估時，需要對各個運(yùn)行指標(biāo)加以明確，使得評估更加具有方向性，指標(biāo)包含多種，例如配電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性、兼容性等，不同指標(biāo)之間互相影響，存在著千絲萬縷的聯(lián)系，因此需要對影響配電網(wǎng)運(yùn)行特性的指標(biāo)進(jìn)行深入研究，通過實(shí)現(xiàn)不同指標(biāo)與配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的及其變化趨勢之間函數(shù)關(guān)系的構(gòu)建，并最終建立一個指標(biāo)評估模型，該模型具有多目標(biāo)、多層次、多屬性等特點(diǎn)，通過利用該模型，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行的有效評估。對于配電網(wǎng)調(diào)度來說，由于不同階段相互作用也有所不同，因此需要采用建立的模型，分別去建立評估與后評價方法，使得調(diào)度系統(tǒng)業(yè)務(wù)導(dǎo)向更加明確，對于調(diào)度方案制定與高效運(yùn)行產(chǎn)生積極意義的影響。

3.3 運(yùn)行風(fēng)險技術(shù)應(yīng)用

國家“十三五”規(guī)劃明確指出，在我國能源建設(shè)發(fā)展過程中，應(yīng)積極開展推廣新能源的發(fā)展與應(yīng)用。然而就當(dāng)前主流的清潔能源發(fā)展現(xiàn)狀來看，例如水利發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等，受自然因素影響較大，發(fā)電具有一定的不確定性。雖然小容量DG能夠通過微電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，但穩(wěn)定性較差，受不可控因素影響較多，致使配電網(wǎng)負(fù)荷不確定性增大，正式由于上述這些不確定因素影響，從而使得配電網(wǎng)潮流分布也帶有一定的不可預(yù)見性，不可預(yù)見性即意味著無法對其進(jìn)行良好的控制，自然會對配電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性等各項(xiàng)指標(biāo)造成不利影響，使得配電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險進(jìn)一步加大，最終對供電質(zhì)量造成一定程度的影響?；诖?，通過研究并建立基于DG、微電網(wǎng)、儲能裝置等設(shè)施等與新能源電源相關(guān)運(yùn)行模糊的隨機(jī)模型，在尊重概率特性與運(yùn)行模糊特性的前提之下，實(shí)現(xiàn)動態(tài)配電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險預(yù)警方案的制定，對于智能調(diào)度的抗風(fēng)險能力提升具有重要的影響意義。

4 總結(jié)

綜上所述，配電網(wǎng)智能調(diào)度是保證智能電網(wǎng)功能發(fā)揮的關(guān)鍵，針對智能電網(wǎng)發(fā)展中的歷史遺留問題，需要深入分析原因所在，不斷進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，并進(jìn)一步推廣智能電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)的關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，從而為后續(xù)智能電網(wǎng)的調(diào)度和運(yùn)行提供有力的參考依據(jù)，推動電力行業(yè)平穩(wěn)順利的發(fā)展。