智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)探討

摘 要：智能電網(wǎng)掀起了電力工業(yè)界新一輪革命的浪潮，調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)作為電網(wǎng)運(yùn)行控制的基礎(chǔ)，在智能電網(wǎng)背景下將向智能化的方向發(fā)展。本文分析了智能電網(wǎng)對(duì)調(diào)度自動(dòng)化的新要求，并探討了智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)，具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；調(diào)度自動(dòng)化；關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM734 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）36-0080-02

1 引 言

近年來(lái)現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，也推動(dòng)了電力系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化發(fā)展。為了更好地滿(mǎn)足市場(chǎng)發(fā)展需求，智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化應(yīng)積極融合自動(dòng)化技術(shù)、智能化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化、集成、自愈、兼容等功能。加大對(duì)智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的研究，有利于充分發(fā)揮調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提高智能電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性、安全性和穩(wěn)定性。

2 智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化概述

智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化是指綜合運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)、智能技術(shù)、傳感測(cè)量技術(shù)和控制技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)、測(cè)量、監(jiān)控的自動(dòng)化、數(shù)字化、集成化，利用網(wǎng)絡(luò)信息資源共享，確保電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)能夠統(tǒng)一運(yùn)行。與傳統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化相比，智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)將進(jìn)一步拓展對(duì)電網(wǎng)全景信息（指完整的、正確的、具有精確時(shí)間斷面的、標(biāo)準(zhǔn)化的電力流信息和業(yè)務(wù)流信息等）的獲取能力，以堅(jiān)強(qiáng)、可靠、通暢的實(shí)體電網(wǎng)架構(gòu)和信息交互平臺(tái)為基礎(chǔ)，以服務(wù)生產(chǎn)全過(guò)程為需求，整合系統(tǒng)各種實(shí)時(shí)生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)信息，通過(guò)加強(qiáng)對(duì)電網(wǎng)業(yè)務(wù)流實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的分析、診斷和優(yōu)化，為電網(wǎng)運(yùn)行和管理人員提供更為全面、完整和精細(xì)的電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)狀態(tài)圖，并給出相應(yīng)的輔助決策支持，以及控制實(shí)施方案和應(yīng)對(duì)預(yù)案，最大程度地實(shí)現(xiàn)更為精細(xì)、準(zhǔn)確、及時(shí)、績(jī)優(yōu)的電網(wǎng)運(yùn)行和管理。智能電網(wǎng)將進(jìn)一步優(yōu)化各級(jí)電網(wǎng)控制，構(gòu)建結(jié)構(gòu)扁平化、功能模塊化、系統(tǒng)組態(tài)化的柔性體系架構(gòu)，通過(guò)集中與分散相結(jié)合，靈活變換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、智能重組系統(tǒng)架構(gòu)、最佳配置系統(tǒng)效能、優(yōu)化電網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)電網(wǎng)截然不同的電網(wǎng)構(gòu)成理念和體系。由于智能電網(wǎng)自動(dòng)化可及時(shí)獲取完整的輸電網(wǎng)信息，因此可極大地優(yōu)化電網(wǎng)全壽命周期管理的技術(shù)體系，承載電網(wǎng)企業(yè)社會(huì)責(zé)任，確保電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比、最佳可持續(xù)發(fā)展、最大經(jīng)濟(jì)效益、最優(yōu)環(huán)境保護(hù)，從而優(yōu)化社會(huì)能源配置，提高能源綜合投資及利用效益。

3 智能電網(wǎng)對(duì)調(diào)度自動(dòng)化的新要求

3.1 構(gòu)建統(tǒng)一技術(shù)支撐體系

為保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定和高效地運(yùn)行，調(diào)度中心存在眾多的業(yè)務(wù)需求，這些需求的提出推動(dòng)了各套獨(dú)立系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)行，各項(xiàng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間不可避免地存在數(shù)據(jù)和功能上的交叉，然而，因?yàn)槿狈φw規(guī)劃，在架構(gòu)靈活性和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化兩方面的缺陷，導(dǎo)致快速發(fā)展的應(yīng)用系統(tǒng)間數(shù)據(jù)共享難、相互影響大、全局安全性和集成能力不足、缺乏可以共享的統(tǒng)一信息編碼等諸多運(yùn)維難題。調(diào)度智能化要求構(gòu)建全網(wǎng)一體化、標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)支撐平臺(tái)，滿(mǎn)足調(diào)度各專(zhuān)業(yè)橫向協(xié)同和多級(jí)調(diào)度縱向貫通的需求。

3.2 加強(qiáng)規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化

標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)和運(yùn)維是系統(tǒng)推廣和互動(dòng)的基礎(chǔ)，但目前電網(wǎng)數(shù)據(jù)和模型都出現(xiàn)了不同的版本，單一數(shù)據(jù)源和獨(dú)立模型不能單獨(dú)滿(mǎn)足調(diào)度整體業(yè)務(wù)需求，相互整合存在較高技術(shù)難度。調(diào)度智能化應(yīng)用需要得到電網(wǎng)全景信息的支持，包括對(duì)數(shù)據(jù)采集的標(biāo)準(zhǔn)化整合、電網(wǎng)模型和信息編碼體系的統(tǒng)一、多級(jí)調(diào)度主站和廠站的信息融合與業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)等。

3.3 建立業(yè)務(wù)導(dǎo)向型功能規(guī)劃

專(zhuān)業(yè)職能的劃分，將本是相互融合的電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)進(jìn)行了人為的拆分，導(dǎo)致調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)業(yè)務(wù)導(dǎo)向不明確。應(yīng)用系統(tǒng)由不同專(zhuān)業(yè)部門(mén)分批建設(shè)，缺乏整體規(guī)劃和統(tǒng)一的基礎(chǔ)技術(shù)支撐體系。有必要依托全網(wǎng)統(tǒng)一的技術(shù)支撐體系，規(guī)范各應(yīng)用系統(tǒng)的接入方式和信息共享模式，實(shí)現(xiàn)信息在應(yīng)用系統(tǒng)間靈活互動(dòng)，以滿(mǎn)足從調(diào)度計(jì)劃、監(jiān)視預(yù)警、校正控制到調(diào)度管理的全方位技術(shù)支持。

3.4 應(yīng)對(duì)智能電網(wǎng)發(fā)展新需求

智能發(fā)電、輸電、配電和用電，以及節(jié)能發(fā)電調(diào)度的推進(jìn)對(duì)電網(wǎng)調(diào)度提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。配網(wǎng)側(cè)雙向潮流管理、電動(dòng)汽車(chē)大規(guī)模應(yīng)用等帶來(lái)的電網(wǎng)負(fù)荷波動(dòng)特性變化，調(diào)度部門(mén)負(fù)荷預(yù)報(bào)和實(shí)時(shí)調(diào)控的難度進(jìn)一步加大。大容量新能源電源并網(wǎng)帶來(lái)的電源輸出不穩(wěn)定性和不確定性，以及如何利用這些新的負(fù)荷點(diǎn)進(jìn)行削峰填谷，都會(huì)給運(yùn)行方式的安排和執(zhí)行帶來(lái)挑戰(zhàn)。

4 智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)

4.1 數(shù)據(jù)服務(wù)技術(shù)

數(shù)據(jù)的采集分析處理在智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中發(fā)揮著關(guān)鍵的所有作用，電網(wǎng)的所有調(diào)度決策都離不開(kāi)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析。智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)以SOA技術(shù)為基礎(chǔ)開(kāi)展數(shù)據(jù)服務(wù)，電網(wǎng)數(shù)據(jù)的展示及融合主要依靠標(biāo)準(zhǔn)接口及數(shù)據(jù)注冊(cè)中心完成。此外，通過(guò)全周期的電網(wǎng)設(shè)備管理，能夠有效的提升電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行過(guò)程中數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，通過(guò)虛擬服務(wù)技術(shù)，屏蔽數(shù)據(jù)物理的有關(guān)信息，極大的方便了無(wú)差別訪問(wèn)工作。

4.2 應(yīng)用服務(wù)技術(shù)

SOA服務(wù)框架在智能電網(wǎng)中發(fā)揮了重要的作用，是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化各運(yùn)用間封裝的重要手段。傳統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中存在著許多重復(fù)的功能，利用SOA服務(wù)框架，則能夠?qū)⑦@些應(yīng)用封裝起來(lái)，然后相互調(diào)動(dòng)，且利用該服務(wù)框架可以靈活配置電網(wǎng)調(diào)度功能，進(jìn)而滿(mǎn)足電網(wǎng)調(diào)度功能的需求。在SOA體系之下，利用智能電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)，能夠?qū)鹘y(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中的阻塞管理、故障分析等模塊根據(jù)實(shí)際的調(diào)度需求劃分出來(lái)，優(yōu)化電網(wǎng)系統(tǒng)。

4.3 電網(wǎng)運(yùn)行智能決策

近年來(lái)，電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中正在不斷地推進(jìn)電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行一體化，通過(guò)建立一個(gè)調(diào)控一體化的智能運(yùn)行系統(tǒng)，能夠有效的保證大量的分布式能源及清潔能源順利、穩(wěn)定地接入電網(wǎng)，同時(shí)，保證電力能源遠(yuǎn)距離輸送的安全性、穩(wěn)定性?；谥悄芟到y(tǒng)的智能應(yīng)用，可以有效地提高電網(wǎng)運(yùn)行智能決策水平。利用調(diào)控一體化電網(wǎng)運(yùn)行智能系統(tǒng)總線平臺(tái)，可以得到電網(wǎng)全景信息，全面分析電網(wǎng)一次設(shè)備及二次設(shè)備的日常運(yùn)行狀態(tài)，以此為基礎(chǔ)，構(gòu)建大電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)下的專(zhuān)家系統(tǒng)，這對(duì)于電力調(diào)度決策的精益化以及電力系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的控制工作都有著關(guān)鍵的作用。

4.4 智能在線仿真平臺(tái)

現(xiàn)階段電網(wǎng)的規(guī)模逐漸變得更加復(fù)雜，電網(wǎng)運(yùn)行的方式漸漸趨于多樣化，為電網(wǎng)的在線調(diào)控及實(shí)時(shí)仿真分析工作帶來(lái)了較大的難度，離線仿真結(jié)果的可參考性受到影響，不利于電網(wǎng)調(diào)度工作的開(kāi)展。利用智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)，以分布式數(shù)據(jù)中心為基礎(chǔ)，通過(guò)各種高科技技術(shù)手段，可以實(shí)現(xiàn)大電網(wǎng)智能在線仿真計(jì)算等功能，利用實(shí)時(shí)計(jì)劃編制、在線模型校核等技術(shù)手段，有利于電力調(diào)度部門(mén)實(shí)現(xiàn)智能型調(diào)度。

5 結(jié) 語(yǔ)

打造低碳經(jīng)濟(jì)和建設(shè)智能電網(wǎng)，為電網(wǎng)的再次騰飛帶來(lái)動(dòng)力，同時(shí)也給調(diào)度自動(dòng)化帶來(lái)新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化應(yīng)當(dāng)充分利用先進(jìn)的IT技術(shù)和智能化科技，以及最先進(jìn)的通信技術(shù)，將自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)在模型結(jié)構(gòu)上統(tǒng)一，兼容，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的雙向互動(dòng)，既能分散運(yùn)行，又能自由組合。在安全性，保密性的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在系統(tǒng)群中的自由定位，使得智能電網(wǎng)能實(shí)現(xiàn)信息交互、需求交互，使得社會(huì)效益最大化。

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收稿日期：2018-11-18

作者簡(jiǎn)介：易必金（1986-），男，福建長(zhǎng)汀人，工程師，主要從事電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化方面的工作。