基于智能電網(wǎng)的電力調(diào)度自動(dòng)化與控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

（國網(wǎng)河南省電力公司內(nèi)黃縣供電公司，河南 內(nèi)黃 456300）

引言

社會的生產(chǎn)力提升使得電力資源在人們的生活中起到的作用也越來越重要，現(xiàn)代社會的發(fā)展中，電力調(diào)度自動(dòng)化對于人們的生活有極重要的意義，隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，現(xiàn)在很多的國家都在進(jìn)行智能電網(wǎng)的建設(shè)，智能電網(wǎng)技術(shù)被應(yīng)用到電力調(diào)度自動(dòng)化工作之中，提高了人們的生活質(zhì)量。

一、概述

智能電網(wǎng)又被稱為“電網(wǎng)2.0”，是建立在集成、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的自動(dòng)控制技術(shù)、設(shè)備技術(shù)、傳感技術(shù)、測量技術(shù)等相互結(jié)合的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、經(jīng)濟(jì)、安全、穩(wěn)定、環(huán)保運(yùn)行。近年來，各國結(jié)合自身工業(yè)發(fā)展水平和電網(wǎng)發(fā)展進(jìn)行了全面的智能電網(wǎng)研究，而各種先進(jìn)控制技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)等在電網(wǎng)中的應(yīng)用使智能電網(wǎng)成為當(dāng)前電網(wǎng)發(fā)展的主要方向，發(fā)展智能電網(wǎng)已得到全世界各國的認(rèn)可。雖然說各國學(xué)者對智能電網(wǎng)的認(rèn)識不一，但總體上來說都認(rèn)為其是先進(jìn)傳感技術(shù)、信息技術(shù)、決策技術(shù)、控制技術(shù)等的結(jié)合體，是現(xiàn)代新型電網(wǎng)。智能電網(wǎng)中運(yùn)用先進(jìn)傳感技術(shù)、決策分析技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的自愈。通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用又使得電網(wǎng)與用戶的雙向互動(dòng)成為可能，智能電網(wǎng)技術(shù)越來越成熟。而日益頻繁的自然災(zāi)害和社會干擾使得電網(wǎng)必須提高自愈和防御能力。而日益緊張的能源要求電網(wǎng)必須減少能耗，運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)對用電設(shè)備進(jìn)行智能化自動(dòng)控制，最大限度地減少能耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。

二、智能電網(wǎng)電力調(diào)度優(yōu)化模型

（一）新能源模式下智能電網(wǎng)控制

智能電網(wǎng)在電力調(diào)度中的自動(dòng)化控制技術(shù)，已經(jīng)能夠成熟的應(yīng)用于當(dāng)前的電力系統(tǒng)。下面以在新能源風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)化控制進(jìn)行實(shí)例分析，通過該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對新能源進(jìn)行多個(gè)時(shí)間尺度的協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度，逐層減少預(yù)測誤差造成的影響，最大程度地保證新能源系統(tǒng)地安全運(yùn)行。

為了能夠得到更精確的結(jié)果，需要對系統(tǒng)模型進(jìn)行仿真，有的研究者在綜合考慮新能源風(fēng)力發(fā)電的新特性、荷載能力、各個(gè)層級間的系統(tǒng)調(diào)峰特性以及電網(wǎng)的最大輸送能力等因素，提出了采用時(shí)序仿真的風(fēng)電年度計(jì)劃方案，并得到了滿意的效果。該方案能夠在每個(gè)時(shí)段連續(xù)的優(yōu)化電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)平衡，基于省級年度風(fēng)電計(jì)劃的數(shù)學(xué)優(yōu)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行方式。

（二）智能電力調(diào)度自動(dòng)化控制優(yōu)化數(shù)學(xué)模型方法

實(shí)際的電網(wǎng)電力調(diào)度智能控制問題，需要考慮兩個(gè)方面的因素，一是電力調(diào)度的峰值約束，二是電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中不同層級之間的斷面潮流限制約束?；趯﹄娏W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的荷載能力的充分預(yù)測，達(dá)到對機(jī)組功率的優(yōu)化曲線，從而能夠?qū)崿F(xiàn)更大的消納能力。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)新能源與傳統(tǒng)條件下的電力網(wǎng)絡(luò)調(diào)度進(jìn)行有機(jī)的協(xié)調(diào)。為了能夠促進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行的最優(yōu)化以期達(dá)到優(yōu)先的消納原則，建立相應(yīng)的電力調(diào)度數(shù)學(xué)模型。

三、智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

（一）智能計(jì)量體系和智能需求側(cè)管理

智能電網(wǎng)的建設(shè)需要對數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行管理和分析，分析出用戶的使用需求，然后對服務(wù)進(jìn)行針對性的調(diào)整或者遠(yuǎn)程的檢測，為用戶提供最便捷的服務(wù)。在職能電網(wǎng)的技術(shù)中，職能電表通信體統(tǒng)是極為重要的一部分，能夠反映出用戶的用電需求，并對其進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)需求管理的快速。

（二）智能調(diào)度技術(shù)和智能防護(hù)系統(tǒng)

想要實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度的自動(dòng)化需要對調(diào)度控制中心功能的進(jìn)一步擴(kuò)展，要建立起基于廣域同步信息的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)和緊急控制一體化，協(xié)調(diào)電力系統(tǒng)元件保護(hù)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(fù)控制系統(tǒng)等多道安全防線的綜合防御體系，能夠及時(shí)對各種指令進(jìn)行及時(shí)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對故障的預(yù)防和及時(shí)處理。

（三）靈活的網(wǎng)絡(luò)拓補(bǔ)

智能電網(wǎng)想要實(shí)現(xiàn)發(fā)展最重要的就是抗干擾能力強(qiáng)和結(jié)構(gòu)靈活，我國的電力傳輸隨著科技的發(fā)展將會越來越追求遠(yuǎn)距離、大規(guī)模的輸電和大范圍的資源優(yōu)化配置，這些都對于電網(wǎng)的建設(shè)提出了新的要求，特高壓輸電由于其本身具備的在書電量、輸電速度、輸電距離和輸電損耗方面的優(yōu)勢，成為了智能電網(wǎng)建設(shè)中的重要選擇。

四、智能電網(wǎng)技術(shù)在電力調(diào)度自動(dòng)化中的發(fā)展前景

智能電網(wǎng)技術(shù)在電力調(diào)度自動(dòng)化中的應(yīng)用的最終目的是要打造一個(gè)龐大的智能電網(wǎng)體系，將GIS 地理信息系統(tǒng)、智能輸配電系統(tǒng)、智能機(jī)器人巡視系統(tǒng)等子系統(tǒng)融合一體。以先進(jìn)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(dòng)化水平。下面就智能機(jī)器人和智能運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評估簡要介紹智能電網(wǎng)技術(shù)在電力調(diào)度自動(dòng)化中的應(yīng)用發(fā)展前景：

第一，智能機(jī)器人。智能機(jī)器人就是說運(yùn)用智能電網(wǎng)技術(shù)將龐大的電力系統(tǒng)打造成一個(gè)龐大的自動(dòng)控制智能機(jī)器人，這是電力調(diào)度自動(dòng)化發(fā)展的最高形式，運(yùn)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(biāo)、穩(wěn)定性指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)等處于最佳狀態(tài)。運(yùn)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(jī)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。

第二，智能運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評估。未來的電力調(diào)度自動(dòng)化要求電網(wǎng)具有更高的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性，而電網(wǎng)的運(yùn)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(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，運(yùn)用智能電網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的高效評估，預(yù)防風(fēng)險(xiǎn)，增強(qiáng)電網(wǎng)的自我防御能力，提高運(yùn)行的安全性。

結(jié)語

隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)的自動(dòng)化控制將會實(shí)現(xiàn)新的突破。從基礎(chǔ)平臺和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建立大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，并對其進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)，使得電力調(diào)度更加智能化和系統(tǒng)化。在發(fā)電、輸變電、配電以及供電等方面實(shí)現(xiàn)雙向供電，搭建起一套符合現(xiàn)代化建設(shè)需求的交互式系統(tǒng)和全局性的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。