電力調(diào)度自動化中的智能電網(wǎng)技術(shù)研究

孫娟 蔡鵬 內(nèi)蒙古電力(集團)有限責任公司烏蘭察布電業(yè)局

引言：隨著市場化改革的推進、數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展、氣候變化的加劇、環(huán)境監(jiān)管要求日趨嚴格與國家能源政策的最新調(diào)整,電力網(wǎng)絡與電力市場、用戶之間的協(xié)調(diào)和交換越來越緊密,電能質(zhì)量水平要求逐步提高,可再生能源等分布式發(fā)電資源數(shù)量不斷增加,傳統(tǒng)網(wǎng)絡已經(jīng)難以支撐如此多的發(fā)展要求,為此人們提出了發(fā)展智能電網(wǎng)(SmartGrid)的設想,實現(xiàn)在傳統(tǒng)電網(wǎng)基礎(chǔ)上的升級換代。

1.智能電網(wǎng)的發(fā)展歷程

在美國電力科學研究院的發(fā)展中，將智能電網(wǎng)廣泛定義為一種實際操作中的優(yōu)化管理方式，使用傳感器設備在發(fā)電，輸電和配電的過程中進行收集整合，經(jīng)過智能電網(wǎng)的分析，實現(xiàn)電力調(diào)度的優(yōu)化設置和管理。智能電網(wǎng)在發(fā)展的過程中，結(jié)合了自愈性、互動性、兼容性和優(yōu)化型等多個方面的特征，使得智能電網(wǎng)的發(fā)展具有安全性高，品質(zhì)優(yōu)良的特點，在我國的電力行業(yè)中得到了廣泛的應用，相信在未來的發(fā)展中會得到更廣闊的空間。

2.電力調(diào)度自動化中應用智能電網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢

2.1 促使供電服務質(zhì)量得以保障

將智能電網(wǎng)技術(shù)應用在電力調(diào)度自動化工作中，能夠有效減少人力資源的浪費，提高工作效率。同時，合理應用智能電網(wǎng)技術(shù)，能夠有效控制無功補償變?nèi)萜?，提升電力調(diào)度水平。另外，還可以避免調(diào)度過程中出現(xiàn)問題或是故障，從而影響調(diào)度工作的順利進行。智能電網(wǎng)技術(shù)能夠及時分析有關(guān)的數(shù)據(jù)，并進行合理處理，通過這些數(shù)據(jù)，我們可以得出調(diào)度工作開展的一些規(guī)律，從而為今后的調(diào)度工作提供依據(jù)。

2.2 交互

交互,針對電力用戶,電網(wǎng)在運行中與用戶設備和行為進行交互,可以促使電力用戶發(fā)揮積極作用,實現(xiàn)電力運行和環(huán)境保護等多方面的收益,使需求側(cè)管理的功能更加完善,實現(xiàn)與用戶的交互和高效互動。

3.智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 參數(shù)測量技術(shù)

廣域監(jiān)測系統(tǒng)、保護和控制方案,將集成數(shù)字保護、先進的通信技術(shù)以及計算機代理程序,在這樣一個集成的分布式的保護系統(tǒng)中,保護元件能夠自適應地相互通信,極大地提高可靠性,因為即使部分系統(tǒng)出現(xiàn)了故障,其它帶有計算機代理程序的保護元件仍然能夠保護系統(tǒng)。

3.2 智能調(diào)度技術(shù)和廣域防護系統(tǒng)

智能調(diào)度的最終目標是建立一個基于廣域同步信息的網(wǎng)絡保護和緊急控制一體化的新理論與新技術(shù),協(xié)調(diào)電力系統(tǒng)元件保護和控制、區(qū)域穩(wěn)定控制系統(tǒng)、緊急控制系統(tǒng)、解列控制系統(tǒng)和恢復控制系統(tǒng)等具有多道安全防線的綜合防御體系。智能調(diào)度的核心是在線實時決策指揮,目標是災變防治,預防大面積連鎖故障的發(fā)生。

4.智能電網(wǎng)技術(shù)在電力調(diào)度自動化中的應用模式

4.1 結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，進行電力調(diào)度配置

隨著經(jīng)濟多元化的發(fā)展，我國在智能電網(wǎng)的研發(fā)中，也結(jié)合了互聯(lián)網(wǎng)方面的應用，智能電網(wǎng)的下一步發(fā)展模式就是推進與互聯(lián)網(wǎng)的相互融合，智能電網(wǎng)加將和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)進行合作，對我國的電力資源進行最大化的利用。在電力傳輸方面，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)將會結(jié)合實際情況給予一定的支持，可以結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)設備對終端的用電量進行實時統(tǒng)計和階段分析，避免由于過多輸電導致的電量浪費。

4.2 在電力調(diào)度中進行實施調(diào)控

在電力調(diào)度中，對電網(wǎng)的運行方式進行調(diào)度需要結(jié)合智能電網(wǎng)的調(diào)控功能，其中包含：對分布式能源的調(diào)動，對自動發(fā)電進行控制，對用電負荷進行控制，對無功電壓的控制和對二次設備的控制等方面。其管理功能的實現(xiàn)需要通過計算機技術(shù)結(jié)合電力系統(tǒng)的調(diào)度方式，將近年來的資料進行整合，統(tǒng)一管理，盡量避免在電力調(diào)度上發(fā)生孤島狀況，提高相應的管理效率，在進行調(diào)度的時候提供全面的信息參考。

5.智能電網(wǎng)技術(shù)在電力調(diào)度自動化中的發(fā)展前景

以先進信息通信技術(shù)構(gòu)建通信網(wǎng)，消除系統(tǒng)之間、人與人之間、人與系統(tǒng)之間的信息壁壘，以通順的信息流通提高電力調(diào)度自動化水平。下面就智能機器人和智能運行風險評估簡要介紹智能電網(wǎng)技術(shù)在電力調(diào)度自動化中的應用發(fā)展前景：第一，智能機器人。智能機器人就是說運用智能電網(wǎng)技術(shù)將龐大的電力系統(tǒng)打造成一個龐大的自動控制智能機器人，這是電力調(diào)度自動化發(fā)展的最高形式，運用電力混成控制理論，將所有的狀態(tài)都定義為事件，然后再通過控制使系統(tǒng)回歸到無事件的狀態(tài)，使系統(tǒng)的電能質(zhì)量指標、穩(wěn)定性指標、經(jīng)濟性指標等處于最佳狀態(tài)。為運用電力混成控制理論形成的電力系統(tǒng)組織架構(gòu)，也就是我們所說的智能機器人的初步結(jié)構(gòu)。它將系統(tǒng)分成決策層、中間層和受控層。在智能機器人的組織架構(gòu)中，各個組成部分分工明確，將復雜的電力調(diào)度目標集成到簡單的結(jié)構(gòu)中，實現(xiàn)電力調(diào)度目標的最優(yōu)化，這樣可以有效減少工作人員的工作量，提高電力調(diào)度自動化水平。第二，智能運行風險評估。未來的電力調(diào)度自動化要求電網(wǎng)具有更高的安全性、可靠性、經(jīng)濟性和環(huán)保性，而電網(wǎng)的運行總是會受到自然環(huán)境、社會環(huán)境、人為等因素的干擾和影響，存在著一定的運行風險，運用智能電網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)對運行風險的高效評估，預防風險，增強電網(wǎng)的自我防御能力，提高運行的安全性。運用設備故障概率模型、設備功能模型、模糊算法、全生命周期理論等進行電網(wǎng)運行的風險評估，提高電力調(diào)度的自動化水平。

結(jié)語：綜上所述，相對于傳統(tǒng)的電力調(diào)度技術(shù)，結(jié)合智能電網(wǎng)技術(shù)對電力調(diào)動記性優(yōu)化，不僅提升了電網(wǎng)的安全性，還可以多方面進行電力節(jié)能，實時監(jiān)控。在智能變電站和智能風險評估中，實現(xiàn)電力調(diào)配的實時信息共享功能和規(guī)避風險功能。相信在未來的科技發(fā)展中，智能電網(wǎng)技術(shù)將會得到更多的應用。