智能電網(wǎng)和調度監(jiān)控技術的應用發(fā)展分析

鄭芳芳

【摘?要】隨著第四次工業(yè)革命的到來，智能技術給各行各業(yè)帶來不小的沖擊。智能化電網(wǎng)更加適合于現(xiàn)代能源生產、配置的要求。隨著人均耗電量的增加，在我國電能配置上還存在許多有待改進的地方。智能電網(wǎng)能夠幫助協(xié)調電能運輸、增加電能運輸安全。

【關鍵詞】智能電網(wǎng);調度監(jiān)控技術;應用發(fā)展

引言

如今，國家電網(wǎng)有限公司的經營己覆蓋中國28個?。ㄊ?、自治區(qū)），服務人口超過10億人，是目前世界上服務人口最多、電網(wǎng)建設范圍最廣泛的電力企業(yè)。隨著人民生活水平的不斷提高，對電力供應質量提出了更高的要求，要求其實現(xiàn)調度的經濟化、節(jié)能化和管理的精益化。隨著電力市場化改革的深入，要求未來的電網(wǎng)必須提供更加可靠、優(yōu)質、安全的能源供應。如何實現(xiàn)電網(wǎng)應對各種復雜環(huán)境，提高電能質量和可靠度，適應更加多變開放的市場環(huán)境，成為當前電力企業(yè)發(fā)展道路上的關注點。

1、智能電網(wǎng)的技術特點

1.1經濟性

智能電網(wǎng)的構建過程中不能給人們的日常用電帶來過大的影響。作為電力部門而言，也應當控制構建過程中的成本問題。節(jié)約電能的生產、輸送、配置成本才能從源頭上較低電能的成本價格，真正做到讓利于民。在構建過程中，不僅僅要重視智能電網(wǎng)的運行質量，更要注重其經濟效益。

1.2節(jié)能

智能電網(wǎng)的運用過程中必須將節(jié)能的觀念貫徹到底。從某種意義上來說智能電網(wǎng)的運用就是為了減少不必要的電能浪費。目前，我國能源浪費現(xiàn)象十分嚴重。每年大約有2000億千瓦時的電能被浪費。在智能電網(wǎng)的組建過程中應當時刻將安全放在第一位、將節(jié)能放在第二位，減少電力輸送過程中電能的損耗。

1.3自動化

所謂自動化是指完善電網(wǎng)的功能，加強對不同路段電網(wǎng)的監(jiān)控。智能電網(wǎng)的出現(xiàn)在于更好的幫助減少電路故障。智能電網(wǎng)的特色具體體現(xiàn)在能源配置的合理性、能源輸送的安全性，能夠實現(xiàn)故障的自動檢測，自動報警，自動啟動應急預案。在長時間的電力輸送過程中，難免出現(xiàn)線路老化、惡劣天氣對電力輸送系統(tǒng)帶來破壞等情況，智能電網(wǎng)應當實現(xiàn)智能自檢，對線路的安全狀況進行實時檢測，一旦發(fā)現(xiàn)問題，及時處理。

1.4服務性

智能電網(wǎng)不僅僅在電能運輸上作用顯著，在服務質量上也有明顯的提升。例如，湖北電網(wǎng)通過微信公眾號便利了居民用電查詢，通過推送一些節(jié)約用電的文章促進人們節(jié)能意識的養(yǎng)成。智能電網(wǎng)加強了電網(wǎng)與普通百姓的聯(lián)系，真正做到故障早發(fā)現(xiàn)、早處理，保證人們的生活質量。

2、智能調度監(jiān)控技術的應用

2.1實時監(jiān)控與智能告警應用

實時監(jiān)控和智能告警是系統(tǒng)運行的核心功能，在系統(tǒng)運行過程中，通過對電網(wǎng)運行情況、設備狀態(tài)信息等方面全面實施監(jiān)控，達到電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)監(jiān)控的目的，進而完成相應的數(shù)據(jù)分析并配合相關的智能告警功能維護系統(tǒng)穩(wěn)定。

在輸電網(wǎng)運行過程中使用實時監(jiān)控功能模塊進行實時監(jiān)控和管理，通過運行數(shù)據(jù)的分析處理，運行數(shù)據(jù)的記錄和各項操作協(xié)調等方面完成總體的監(jiān)控功能。變電站統(tǒng)一監(jiān)控功能主要運用于系統(tǒng)在無人情況下對變電站信息進行統(tǒng)一集中的監(jiān)控。電壓自動控制功能以電網(wǎng)實時運行數(shù)據(jù)為基礎，在條件允許的情況下，優(yōu)化系統(tǒng)中無功電壓設備的閉環(huán)控制，以保障系統(tǒng)中電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定運行和有效質量。其原理是實現(xiàn)無功的分層分區(qū)，就地平衡，從而降低網(wǎng)絡損耗。信息的收集、處理以及相關的推理都是經由綜合智能告警功能得以實施，其功能模塊對信息匯總和處理有一定要求，需要對相關信息進行分類和壓縮。在不同的問題處理時呈現(xiàn)對應的處理方案并提供全面的告警處理提示。

2.2網(wǎng)絡分析應用功能

網(wǎng)絡分析應用功能是為了能完成系統(tǒng)安全分析而存在，其功能運用基礎為電網(wǎng)中的運行數(shù)據(jù)以及和其他軟件間的交互數(shù)據(jù)分析得來。

運行狀態(tài)的評估功能主要通過電網(wǎng)中各個模型的參數(shù)、連接情況、遙信開關狀態(tài)等條件，推算電網(wǎng)運行的狀態(tài)。調度員潮流功能能夠完成不同狀態(tài)下的實時數(shù)據(jù)分析，根據(jù)用戶設置要求在電網(wǎng)中設定不同的設備以及投切狀態(tài)，通過得到的數(shù)據(jù)進行運算，完成潮流的分布變化信息收集功能。靈敏度是電網(wǎng)運行安全中的重要環(huán)節(jié)，靈敏度計算對象為網(wǎng)損、支路功率以及母線電壓等方面的靈敏度。得到的計算結果能提供安全運行的輔助信息。

靜態(tài)安全分析功能是分析系統(tǒng)在運行故障中風險的承擔標準，在數(shù)據(jù)分析中對電壓異常的線路、負荷支路等情況提出處理分析并計算承擔限度，為電網(wǎng)安全運行提供相關的數(shù)據(jù)分析保障。其功能分工為故障掃描和詳細數(shù)據(jù)分析兩個方面。功能可以根據(jù)使用情況和個人要求設定故障選擇模式，根據(jù)調度員的要求定義故障的組合形式，能夠快速診斷并提示掃描的故障結果，優(yōu)先顯示掃描過程中出現(xiàn)的故障危害大的項目，便于調度人員選擇處理。靜態(tài)安全分析功能模塊可以監(jiān)測系統(tǒng)中可能存在的故障，完成系統(tǒng)掃描并傳達處理功能，同時可以提供應用服務調度操作等服務功能。

短路電流計算功能用于收集網(wǎng)絡中出現(xiàn)的各種短路故障中電壓和電流信息并完成相應計算。外網(wǎng)等值模型接入功能主要用于外網(wǎng)模型的接入以及對應的等值外網(wǎng)模型在自身電網(wǎng)中的協(xié)調應用。

2.3智能分析與輔助決策應用功能

智能分析與輔助決策應用功能是對調度分析控制功能的進一步深入拓展。該功能可以收集電網(wǎng)的運行信息，提出參考依據(jù)，便于調度人員進行數(shù)據(jù)分析和處理，將電網(wǎng)調度功能進行進一步提升。在這樣的優(yōu)化處理下，系統(tǒng)能夠更高效處理數(shù)據(jù)，運行人員在自動輔助功能下也能更便捷地處理事務，保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行，也簡化了問題處理過程，提高了系統(tǒng)運行的有效性。

分層監(jiān)控模式下遠方操作綜合智能防誤管理功能：

1）應基于平臺一體化模型服務實現(xiàn)對設備狀態(tài)、操作類型、防誤規(guī)則的建模;

2）應具備電網(wǎng)拓撲分析功能，能夠識別電氣設備的當前綜合工作狀態(tài)以及可能的目標運行方式，并能夠對具體電氣設備的局部接線模型識別分析;

3）應能夠基于拓撲分析的結果對常見的誤操作進行防誤，包括帶負荷分合隔離開關，誤分合斷路器、負荷開關、接觸器，帶電合（接地）刀閘，帶接地（線、刀閘）送電等;

4）應能夠基于拓撲分析的結果對違規(guī)解并列、非同期操作、電磁合環(huán)、隱患類操作，特別是五種惡性誤操作進行識別、告警;

5）應具備一、二次設備異常信號閉鎖遙控操作功能，支持一、二次設備異常典型告警信息與遙控設備的自動、手動關聯(lián);

6）應支持防誤規(guī)則的定義和管理功能，支持防誤規(guī)則的審核流轉;

7）應支持遙控操作和遙控操作票的調用。

調度工作人員在日常工作中使用頻率最高的智能管理工具就是操作票功能管理工具。操作票功能不僅能對電網(wǎng)操作的安全性做到保障，其智能性還能給調度人員的日常工作帶來便利，輕松的實現(xiàn)操作票數(shù)據(jù)的導入和導出。調度智能操作票功能應該具備圖形化擬票、操作票管理、安全校核、統(tǒng)計查詢等功能，以達到人機界面友好的效果。

操作票功能在主站遙控操作中應有防誤操作的閉鎖功能，其判斷邏輯應由接線圖網(wǎng)絡拓撲自動生成，不需人工輸入。

結語

綜上，為了滿足國家電網(wǎng)有限公司的快速發(fā)展以及特高壓網(wǎng)絡運行穩(wěn)定安全的要求提升調度掌控能源優(yōu)化配置、電網(wǎng)運行的能力，提高國家電網(wǎng)智能調度的信息化水平、互動化水平、自動化水平，每個區(qū)域電網(wǎng)的調控一體化設計工作正在不斷完善和更新，因而對國家電網(wǎng)有限公司組織開展智能電網(wǎng)調度技術支持系統(tǒng)的研究具有重大意義。

參考文獻：

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（作者單位：國網(wǎng)福建省電力有限公司華安縣供電公司）