新一代智能電網(wǎng)調(diào)度自動化標(biāo)準(zhǔn)體系研究(1)

陳燚

摘要：隨著現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展，各行各業(yè)的用電需求越來越大，在新一代背景下，調(diào)度自動化標(biāo)準(zhǔn)體系的研究，既是對各類相關(guān)技術(shù)成果的總結(jié)鞏固，也是后續(xù)進(jìn)一步推廣應(yīng)用和發(fā)展的重要基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：調(diào)度自動化;標(biāo)準(zhǔn)體系;信息通信技術(shù);調(diào)度控制技術(shù)

當(dāng)前，調(diào)度自動化在技術(shù)、工程和標(biāo)準(zhǔn)方面均取得了巨大成就。在技術(shù)方面，云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等信息與通信技術(shù)（information and communicationstechnology，ICT）已經(jīng)給調(diào)度自動化系統(tǒng)更新發(fā)展帶來了新的基礎(chǔ)條件，實際上這些年來調(diào)度領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)行了大量新技術(shù)的應(yīng)用設(shè)計和驗證。在工程實踐方面，智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)已獲得廣泛應(yīng)用，新能源接入和調(diào)控能力建設(shè)、電力通信網(wǎng)絡(luò)和調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)建設(shè)等都得到加強(qiáng)。在標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)方面，調(diào)度自動化領(lǐng)域近年來新增了眾多國標(biāo)、行標(biāo)和企標(biāo)，同時在國際標(biāo)準(zhǔn)上也有新的進(jìn)展。為了更好地開展調(diào)度自動化領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化工作，亟須在以上基礎(chǔ)上，構(gòu)建新一代調(diào)度自動化標(biāo)準(zhǔn)體系，這既是對已有成果的總結(jié)鞏固，也是后續(xù)進(jìn)一步發(fā)展的重要基礎(chǔ)。本文從調(diào)度自動化標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀和需求分析出發(fā)，對新一代調(diào)度自動化標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)行了設(shè)計，并給出了進(jìn)一步的標(biāo)準(zhǔn)計劃，明確了其中的重點標(biāo)準(zhǔn)。

一、電網(wǎng)調(diào)度自動化概念分析

電網(wǎng)智能調(diào)度的自動化系統(tǒng)具體是指利用通信網(wǎng)絡(luò)、集成等特征，促使電網(wǎng)變成更具智能化、科學(xué)化、自動化。利用傳感測量技術(shù)、組裝設(shè)施等方式進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的系統(tǒng)技術(shù);利用自動、集成、數(shù)字等先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行集成測量、調(diào)節(jié)等性能。電網(wǎng)智能自動化調(diào)度體系能確保人們更加安全的用電，具有極強(qiáng)的傳輸電力的水平與結(jié)實的網(wǎng)絡(luò)框架體系，利用電網(wǎng)智能自動化系統(tǒng)，能夠促使再生資源進(jìn)行深入研究開發(fā)與進(jìn)步，有效的降低資源的耗費(fèi)，節(jié)約能源，提高能源再次利用的效果，進(jìn)而實現(xiàn)保護(hù)環(huán)境。將以上的眾多優(yōu)勢總結(jié)起來，可見，在社會逐漸發(fā)展與人們生活中充分的發(fā)揮重要作用的就是電網(wǎng)智能自動化調(diào)度體系。

二、智能調(diào)度若干問題的思考

1.智能調(diào)度的需求分析。智能調(diào)度應(yīng)用業(yè)務(wù)主要包括實時監(jiān)測、分析與評估、調(diào)整與控制、調(diào)度計劃和調(diào)度管理。實時監(jiān)測是指對電網(wǎng)運(yùn)行的實時狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測和報警。其需求包括電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)態(tài)監(jiān)視、動態(tài)監(jiān)視、輔助服務(wù)監(jiān)視和對下級電網(wǎng)運(yùn)行情況的在線監(jiān)視等。以及電網(wǎng)二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視，脫硫、煤耗、煙氣、供熱等在線監(jiān)測。對非電網(wǎng)但影響到電網(wǎng)運(yùn)行的實時信息進(jìn)行監(jiān)視，包括氣象預(yù)報和實時氣象衛(wèi)星云圖信息、雷電監(jiān)測等功能。在監(jiān)測的基礎(chǔ)上提供報警功能，包括：設(shè)備、輸電斷面的監(jiān)視和告警，備用容量和負(fù)荷變化情況及分布的監(jiān)視與告警，災(zāi)害影響電網(wǎng)的范圍、程度和設(shè)備的監(jiān)視，低頻振蕩的監(jiān)視與告警，針對電網(wǎng)故障的綜合告警等。在實時監(jiān)測信息和離線信息的基礎(chǔ)上對電網(wǎng)進(jìn)行實時、前瞻或者研究模式下的分析與評估，其需求主要包括電網(wǎng)靜態(tài)計算分析、大電網(wǎng)在線安全穩(wěn)定預(yù)警、大電網(wǎng)運(yùn)行潛力分析與運(yùn)用、電網(wǎng)運(yùn)行方式安排計算、保護(hù)及安全自動裝置的整定計算、運(yùn)行分析評估、專業(yè)及調(diào)度人員的培訓(xùn)和考核、反事故演習(xí)。

2.智能調(diào)度的考慮因素。智能調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計規(guī)劃時，應(yīng)考慮以下因素：①智能調(diào)度應(yīng)以調(diào)度應(yīng)用為出發(fā)點，分析調(diào)度業(yè)務(wù)的需求，技術(shù)為應(yīng)用服務(wù);②智能調(diào)度應(yīng)以現(xiàn)有調(diào)度自動化系統(tǒng)為基礎(chǔ)，是對現(xiàn)有調(diào)度自動化系統(tǒng)的提升，解決現(xiàn)有調(diào)度自動化系統(tǒng)的不足，如維護(hù)工作量大、系統(tǒng)內(nèi)部的模型及編碼不統(tǒng)一等;3.智能調(diào)度的技術(shù)要求。智能調(diào)度自動化系統(tǒng)應(yīng)降低實施及維護(hù)成本、提供業(yè)務(wù)連續(xù)性、具有高效的用戶界面、兼容行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、降低對操作系統(tǒng)的依賴性、能夠?qū)崿F(xiàn)高水平的互操作以及軟件模塊的重用，架構(gòu)應(yīng)具備可擴(kuò)展性、靈活性、開放性、平臺無關(guān)性、高度安全性特點。

4.智能調(diào)度的研究模式。國內(nèi)外智能調(diào)度的實踐主要包括2種研究模式：①由外向內(nèi)模式，如政府主導(dǎo)型和研究機(jī)構(gòu)與廠商合作型，這類研究的典型特征是，建立新的不同于以往系統(tǒng)的原型系統(tǒng)的開發(fā)思路，原型系統(tǒng)建成達(dá)到預(yù)期效果后，電網(wǎng)公司再引入其新的成果;②內(nèi)部自發(fā)模式，是電網(wǎng)公司根據(jù)自身運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的問題和已有自動化系統(tǒng)的不足，對系統(tǒng)進(jìn)行改造。

三、新一代調(diào)度自動化標(biāo)準(zhǔn)體系架構(gòu)

新一代智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系采用由“專業(yè)方向、技術(shù)領(lǐng)域、標(biāo)準(zhǔn)系列、具體標(biāo)準(zhǔn)”的層次構(gòu)成總體架構(gòu)。從基本繼承、合理創(chuàng)新、面向?qū)嵱玫脑瓌t出發(fā)，調(diào)度自動化作為一個技術(shù)領(lǐng)域，其標(biāo)準(zhǔn)框架主要包括標(biāo)準(zhǔn)系列和具體標(biāo)準(zhǔn)，為了更好地區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)性，根據(jù)相關(guān)性和應(yīng)用習(xí)慣，把統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)系列下的眾多相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步區(qū)分為若干標(biāo)準(zhǔn)類，新一代調(diào)度自動化領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)體系框架如圖1所示。

相比于原來的智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系，新一代調(diào)度自動化標(biāo)準(zhǔn)體系的主要變化在于：根據(jù)智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)和調(diào)控云實際應(yīng)用發(fā)展的需求，把原來的實時監(jiān)控和預(yù)警、調(diào)度計劃、安全校核、調(diào)度管理4大類應(yīng)用，進(jìn)行了重新整合，集中作為調(diào)度應(yīng)用功能標(biāo)準(zhǔn)系列，而根據(jù)調(diào)度自動化系統(tǒng)的發(fā)展和實際情況，進(jìn)一步重新劃分各個調(diào)度應(yīng)用功能類。同時引入業(yè)務(wù)場景標(biāo)準(zhǔn)的理念，即根據(jù)應(yīng)用環(huán)境和功能要求，把不同的應(yīng)用功能組合起來形成業(yè)務(wù)場景，并根據(jù)眾多調(diào)度自動化業(yè)務(wù)場景的特點把它們歸類。

四、標(biāo)準(zhǔn)計劃和重點標(biāo)準(zhǔn)

為確保新一代智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定工作的有序推進(jìn)，根據(jù)調(diào)度自動化需求分析，結(jié)合研發(fā)和應(yīng)用發(fā)展情況，提出未來調(diào)度自動化相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)計劃。

調(diào)度自動化基礎(chǔ)通用。調(diào)度自動化基礎(chǔ)通用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)比較豐富，后續(xù)需要根據(jù)實際應(yīng)用建設(shè)和發(fā)展需求，統(tǒng)一相關(guān)名詞術(shù)語和架構(gòu)設(shè)計，制定電力調(diào)度通用數(shù)據(jù)對象結(jié)構(gòu)化設(shè)計、調(diào)控云體系架構(gòu)等標(biāo)準(zhǔn)，并持續(xù)完善已有的各類相關(guān)基礎(chǔ)模型、交互協(xié)議、數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)，為調(diào)度自動化平臺、應(yīng)用、場景提供支撐服務(wù)。

調(diào)度自動化支撐平臺。調(diào)度自動化支撐平臺方面，已經(jīng)有了基于智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)的系列基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，未來需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑焱晟坪蛿U(kuò)充，以更好地銜接調(diào)度自動化技術(shù)的發(fā)展。近期內(nèi)應(yīng)優(yōu)先選擇部分智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)和調(diào)控云平臺功能進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，適時啟動對平臺框架、中心多活雙活功能、支撐平臺管理、人機(jī)交互服務(wù)、公共服務(wù)、調(diào)控云IaaS平臺、調(diào)控云公共資源管理、調(diào)控云數(shù)據(jù)平臺等制定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，未來更進(jìn)一步選擇更多智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)和調(diào)控云平臺功能進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，適時啟動對廣域通信總線、計算引擎、大數(shù)據(jù)挖掘、人工智能引擎等平臺支撐功能制定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，同步進(jìn)行入網(wǎng)檢測和評估類標(biāo)準(zhǔn)的制定。

調(diào)度自動化應(yīng)用功能。調(diào)度自動化應(yīng)用功能方面，已經(jīng)有了基于智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)的系列基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)當(dāng)前的應(yīng)用建設(shè)和發(fā)展趨勢，近期內(nèi)應(yīng)優(yōu)先選擇部分智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)和調(diào)控云平臺功能進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，適時開展監(jiān)視控制類、在線分析決策類、預(yù)測類等應(yīng)用功能以及調(diào)控云服務(wù)體系、調(diào)控云查詢統(tǒng)計類應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)制定，未來更進(jìn)一步選擇更多智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)和調(diào)控云應(yīng)用功能進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，適時開展水電及新能源綜合分析類、優(yōu)化決策類、仿真模擬類、綜合評估類等各類應(yīng)用以及調(diào)控云視覺交互體驗應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)制定，同步進(jìn)行入網(wǎng)檢測和評估類標(biāo)準(zhǔn)的制定。

新一代調(diào)度自動化標(biāo)準(zhǔn)體系反映了智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)、調(diào)控云建設(shè)所取得的豐富成果，隨著新一代智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的試點建設(shè)和發(fā)展，后續(xù)需要及時跟進(jìn)調(diào)度自動化系統(tǒng)技術(shù)和應(yīng)用的需求，及時更新各個系列的標(biāo)準(zhǔn)計劃，調(diào)整各個階段的重點標(biāo)準(zhǔn)。

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