智能電網(wǎng)調(diào)度一體化設(shè)計(jì)

摘要：伴隨著智能化技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，為了順應(yīng)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，在電力技術(shù)升級的基礎(chǔ)上，要有效整合電網(wǎng)體系，完善傳感技術(shù)和信息技術(shù)，進(jìn)一步強(qiáng)化電網(wǎng)自愈水平，一定程度上對自動(dòng)化技術(shù)和調(diào)度技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)充。本文簡要分析了智能電網(wǎng)調(diào)度的現(xiàn)狀和應(yīng)用必要性，并對智能電網(wǎng)調(diào)度一體化設(shè)計(jì)與應(yīng)用展開討論，僅供參考。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng);電網(wǎng)調(diào)度;一體化設(shè)計(jì);應(yīng)用

電網(wǎng)智能化發(fā)展是時(shí)代必然趨勢，合理性強(qiáng)化電網(wǎng)和用戶之間的互動(dòng)效率，確保其能為人們生活提供便利。若是從發(fā)展的角度對智能電網(wǎng)調(diào)度一體化項(xiàng)目予以分析可知，智能電網(wǎng)是電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)的根本性變革，將對電力行業(yè)發(fā)展以及速度管理產(chǎn)生影響，這就需要相關(guān)人員能有效建立科學(xué)化研究，并且提升資源優(yōu)化配置的能力，集中整合安全服務(wù)水平，也為實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)能源高效利用提供了實(shí)踐指導(dǎo)。

一、智能電網(wǎng)調(diào)度概述

在電網(wǎng)建設(shè)工作中，智能電網(wǎng)調(diào)度的支持是關(guān)鍵，也是整體電網(wǎng)體系的核心，能在維護(hù)電力生產(chǎn)有序開展和進(jìn)行的基礎(chǔ)上，確保為電網(wǎng)運(yùn)行和發(fā)展提供保障，維護(hù)其運(yùn)行效率和整體智能化水平，從而一定程度上滿足新時(shí)期智能電網(wǎng)管理工作的具體要求。相較于傳統(tǒng)較為脫節(jié)的電網(wǎng)調(diào)度模式，智能電網(wǎng)調(diào)度工作更加貼合技術(shù)發(fā)展需求和運(yùn)行規(guī)律^[1]?；诖?，要對其安全性和穩(wěn)定性予以關(guān)注，有力保障調(diào)度工作的綜合效果，建立健全更加精準(zhǔn)的檢測和監(jiān)控系統(tǒng)，為大型電網(wǎng)提供最有效且直觀的技術(shù)支持，保證服務(wù)水平得以優(yōu)化。

正是為了實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)調(diào)度的一體化，不僅要對我國電網(wǎng)發(fā)展?fàn)顟B(tài)進(jìn)行分析，也要講現(xiàn)行技術(shù)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行趨勢作為研究的根本依據(jù)，在此基礎(chǔ)上建立更加具有針對性的設(shè)計(jì)方案^[2]。需要注意的是，近幾年我國電網(wǎng)處于高速發(fā)展期，無論是技術(shù)結(jié)構(gòu)還是電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)力度，都呈現(xiàn)出較為快速的發(fā)展動(dòng)態(tài)，將重點(diǎn)集中在發(fā)電系統(tǒng)工程建和方面，盡管電網(wǎng)規(guī)模在不斷擴(kuò)大，其內(nèi)部存在的問題也隨之凸顯出來，相關(guān)技術(shù)部門要結(jié)合我國電網(wǎng)運(yùn)行要求和整體結(jié)構(gòu)后有效制定更加貼合發(fā)展需求的解決方案^[3]。

二、智能電網(wǎng)調(diào)度一體化應(yīng)用的必要性

因?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)調(diào)度一體化是非常關(guān)鍵的技術(shù)類型，相關(guān)人員要遵循電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)的要求對其進(jìn)行數(shù)據(jù)和信息處理才能保證工作的合理性，確保能完善技術(shù)運(yùn)行機(jī)制，推動(dòng)一體化項(xiàng)目的發(fā)展和建立，優(yōu)化處理效果。

第一，智能電網(wǎng)調(diào)度要建立安全防護(hù)系統(tǒng)，在證書認(rèn)證工作結(jié)束后，就要對信息進(jìn)行深層次處理，類似于增設(shè)了相應(yīng)的防護(hù)墻，能在擁有權(quán)限的情況下完成控制操作和執(zhí)行操作，并且相應(yīng)的處理模式較為安全和可靠。

第二，智能電網(wǎng)調(diào)度是建立先進(jìn)實(shí)用化管理機(jī)制的根本，智能電網(wǎng)調(diào)度能滿足智能電網(wǎng)企業(yè)落實(shí)可持續(xù)發(fā)展的需求，且能對電網(wǎng)調(diào)度進(jìn)行全方位以及多層次的監(jiān)督管理，真正意義上維護(hù)管理工作的實(shí)際水平，也為后續(xù)數(shù)據(jù)以及信息處理工作的全面優(yōu)化奠定基礎(chǔ)^[4]。最重要的是，在一體化應(yīng)用模式建立后，就要對海量信息進(jìn)行監(jiān)督和管理，并且利用可視化技術(shù)整合信息處理流程。

第三，只有踐行智能電網(wǎng)調(diào)度一體化機(jī)制，才能有效發(fā)揮技術(shù)體系的經(jīng)濟(jì)性和靈活性價(jià)值，并且實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的環(huán)保目標(biāo)，維護(hù)調(diào)度工作的全面優(yōu)化目標(biāo)，確保能提升調(diào)度中心的安全性、高效性以及有序性，為智能電網(wǎng)調(diào)度工作的順利開展奠定基礎(chǔ)。

三、智能電網(wǎng)調(diào)度一體化設(shè)計(jì)與應(yīng)用

在智能電網(wǎng)調(diào)度一體化設(shè)計(jì)工作中，要結(jié)合電網(wǎng)調(diào)度的發(fā)展現(xiàn)狀，有效整合管理技術(shù)和技術(shù)應(yīng)用效果，確保一體化設(shè)計(jì)應(yīng)用結(jié)構(gòu)的完整性，也為后續(xù)系統(tǒng)化處理技術(shù)模型奠定基礎(chǔ)，從根本上維護(hù)電網(wǎng)調(diào)度的應(yīng)用價(jià)值。要從數(shù)據(jù)采集處理、數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)以及數(shù)據(jù)功能化管理三個(gè)方面進(jìn)行判定，確保智能電網(wǎng)調(diào)度一體化設(shè)計(jì)和應(yīng)用效果的實(shí)際價(jià)值符合預(yù)期^[5]。

（一）數(shù)據(jù)采集一體化

在智能電網(wǎng)調(diào)度一體化設(shè)計(jì)機(jī)制中，要對靜態(tài)數(shù)據(jù)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)等進(jìn)行集中判定和分析，有效建立合理化的處理機(jī)制，保證相關(guān)數(shù)據(jù)以及信息都能發(fā)揮其實(shí)際價(jià)值^[6]。并且，電網(wǎng)調(diào)度人員要想直觀了解電網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，就要對動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)予以分析和判定。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，管理人員往往利用SCADA/EMS作為電力系統(tǒng)運(yùn)行支持單元，系統(tǒng)獲取直觀的電網(wǎng)數(shù)據(jù)都是靜態(tài)的，并不能滿足電網(wǎng)動(dòng)態(tài)化發(fā)展需求。基于此，要對設(shè)備進(jìn)行處理，PMU上傳速度為50幀/s，數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)堵塞，要想對PMU進(jìn)行完善，就要將靜態(tài)數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合，替代SCADA應(yīng)用結(jié)構(gòu)，減少濾波儀器造成的問題，提升工作效率。

也就是說，在PMU完善的過程中，將瞬時(shí)數(shù)據(jù)控制在9600點(diǎn)-10000點(diǎn)之間，PMU驅(qū)動(dòng)5.0V電壓時(shí)，若是將其直接施加到250ohm負(fù)載時(shí)，在實(shí)際的測試中，DUT是阻抗性負(fù)載，從歐姆定律可知，可知有效判斷通過20mA的電流。器件的規(guī)格書可能定義可接受的最大電流為25mA^[7]。結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)就能對具體問題進(jìn)行具體分析，一定程度上減少操作過程中出現(xiàn)的矛盾，維護(hù)智能電網(wǎng)調(diào)度工作的整體效果。

（二）數(shù)據(jù)平臺(tái)一體化

在智能電網(wǎng)調(diào)度一體化設(shè)計(jì)理念的指導(dǎo)下，要想保證數(shù)據(jù)庫處理水平，就要對訪問和數(shù)據(jù)交換機(jī)制、人機(jī)環(huán)境等進(jìn)行管理，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中主要是利用數(shù)據(jù)庫Oracle進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，但是其和PMU出現(xiàn)了不匹配問題，基于此，要利用PI技術(shù)和Edna技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫交換處理，確保能保證系統(tǒng)管理的有效性。所謂PI技術(shù)，就是一種能建立自動(dòng)化運(yùn)行造成信息系統(tǒng)處理的技術(shù)體，具體見圖1：

在PI數(shù)據(jù)庫體系中，PI-batch、PI-ML、PI-ICE等是基本的客戶端工具，能利用方程式編寫、生產(chǎn)批處理程序控制以及手動(dòng)錄入終端處理等，有效對過程信息進(jìn)行顯示和綜合處理。而Edna實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫能建立目錄服務(wù)項(xiàng)目、安全服務(wù)項(xiàng)目、BOSS服務(wù)項(xiàng)目以及PUSH服務(wù)項(xiàng)目等，有效對現(xiàn)場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和存儲(chǔ)處理，并且，合理性完善eLINK、View處理^[8]。Edna實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的建立目錄服務(wù)項(xiàng)目，對目錄中的列表內(nèi)容和數(shù)據(jù)請求進(jìn)行處理，配合用戶訪問權(quán)限設(shè)定的安全服務(wù)就能減少非法訪問的幾率，與此同時(shí)，也能應(yīng)用通知服務(wù)以系統(tǒng)傳呼機(jī)和電子郵件的形式完成關(guān)鍵人物的VIP服務(wù)，具體服務(wù)分布示意圖見圖二。在Edna實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中，只有保證服務(wù)項(xiàng)目和用戶之間建立一定的聯(lián)系，才能發(fā)揮數(shù)據(jù)庫的實(shí)際價(jià)值，有效減少冗余信息，提升壓縮效率，其基礎(chǔ)通訊架構(gòu)見圖三。

Edna實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫在應(yīng)用的過程中，主要利用的是哈夫曼編碼，將其作為無損壓縮的基礎(chǔ)，假設(shè)有n個(gè)權(quán)值，將其設(shè)定為，則能構(gòu)造出不同的終端節(jié)點(diǎn)，每個(gè)終端節(jié)點(diǎn)都能帶有相應(yīng)的權(quán)值，路徑的長度WPL就是哈夫曼樹結(jié)構(gòu)，若是哈夫曼算法應(yīng)用在數(shù)據(jù)傳輸中，則利用二進(jìn)制字符進(jìn)行字符串處理。例如，在編碼過程中，可以對電網(wǎng)信息進(jìn)行每一位的分級處理，形成分解樹。

綜上所述，若是電網(wǎng)調(diào)度體系中僅僅是文件系統(tǒng)的存儲(chǔ)，Oracle相較于新型數(shù)據(jù)庫中PI技術(shù)和Edna技術(shù)具有更大的優(yōu)勢，因此，要將Oracle和PI技術(shù)、Edna實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行協(xié)同應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)平臺(tái)一體化。技術(shù)人員在實(shí)際操作過程中要結(jié)合子系統(tǒng)特點(diǎn)以及運(yùn)行要求選取最適宜的數(shù)據(jù)庫處理形態(tài)，確保能完善數(shù)據(jù)信息整合水平^[9]。

（三）功能一體化

在智能電網(wǎng)調(diào)度一體化項(xiàng)目運(yùn)行后，能實(shí)現(xiàn)不同測量數(shù)據(jù)的高度集成，且能為借口設(shè)計(jì)工作的簡化處理提供保障，確保能有效落實(shí)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)共享，也為后續(xù)電網(wǎng)調(diào)度方案的升級優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。最重要的是，只有保證相關(guān)體系的一體化設(shè)計(jì)，才能建立一體化維護(hù)方案，因?yàn)殡娋W(wǎng)本身是拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和廠站接線結(jié)構(gòu)，這就會(huì)增加工作人員的工作難度和工作量，應(yīng)用一體化平臺(tái)設(shè)計(jì)能從根本上減少工作困難程度，維護(hù)電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)處理效果的基礎(chǔ)上，也能利用一臺(tái)人機(jī)交換站對不同系統(tǒng)進(jìn)行檢測和控制，并且實(shí)時(shí)上傳暫態(tài)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，提升整個(gè)電網(wǎng)調(diào)度結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)性和便捷化程度。

在智能電網(wǎng)調(diào)度一體化體系內(nèi)，不同的數(shù)據(jù)庫都能發(fā)揮其實(shí)際功能，Edna實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫就能為管理人員提供歷史數(shù)據(jù)，確保調(diào)度人員能對調(diào)度規(guī)劃和運(yùn)行效果予以分析，將不同數(shù)據(jù)庫進(jìn)行聯(lián)合應(yīng)用，就能將其發(fā)揮的作用結(jié)合在一起，為整個(gè)系統(tǒng)功能優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。一方面，要制定長期規(guī)劃，在提升一體化設(shè)計(jì)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，確保質(zhì)控效果符合要求。另一方面，則要對創(chuàng)新技術(shù)予以判定和處理，確保提高整體管理水平^[10]。

結(jié)束語：

總而言之，為了有效提升電網(wǎng)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，發(fā)揮其自身的運(yùn)行優(yōu)勢，就要積極推進(jìn)智能電網(wǎng)調(diào)度一體化設(shè)計(jì)進(jìn)程，整合操作管理機(jī)制的同時(shí)，確保能落實(shí)更加有效的管理流程，維護(hù)技術(shù)應(yīng)用效果。結(jié)合我國電網(wǎng)形式進(jìn)行分析后，要提出更加有效的運(yùn)行優(yōu)化方案，一定程度上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源一體化、數(shù)據(jù)平臺(tái)一體化以及功能一體化的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)控工作的全面可持續(xù)發(fā)展。智能電網(wǎng)建設(shè)正在進(jìn)行，智能調(diào)度控制系統(tǒng)建設(shè)是其中的重要和關(guān)鍵一環(huán)。為了進(jìn)一步理解和把握智能調(diào)度控制技術(shù)的未來發(fā)展，本文回顧了電網(wǎng)調(diào)度控制架構(gòu)和概念發(fā)展歷程，綜述了智能電網(wǎng)背景下調(diào)度控制研究新進(jìn)展，并從功能特征方面提出了關(guān)于未來智能調(diào)度建設(shè)的思考。

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作者簡介：周軍（1984，12-）男，土家族，重慶市石柱縣，碩士研究生，高級工程師，電氣工程及其自動(dòng)化。

（作者單位：國網(wǎng)四川省電力公司攀枝花供電公司）