電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度的現(xiàn)狀與技術(shù)發(fā)展

吳剛

摘要：隨著電網(wǎng)的持續(xù)性發(fā)展，整體結(jié)構(gòu)隨之變得復(fù)雜多樣性。電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)已成為保證電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要手段。文章通過對(duì)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)分析，對(duì)其自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行研究，明確了電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度發(fā)展的方向。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)自動(dòng)化;調(diào)度;現(xiàn)狀

1電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的性能特點(diǎn)

1.1電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的自愈性

電網(wǎng)是不斷擴(kuò)張和自動(dòng)化發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物，其突出特點(diǎn)之一是其強(qiáng)大的自愈性能，確保安全穩(wěn)定的電源供應(yīng)。在電網(wǎng)中，基于先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)、通信技術(shù)和自動(dòng)化，可以獲得完整的電網(wǎng)運(yùn)行信息，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。在現(xiàn)有模式下，調(diào)度員通過觀察整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行情況，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的薄弱環(huán)節(jié)，消除各種潛在風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)，該技術(shù)能夠適應(yīng)系統(tǒng)工作模式的變化。通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)能量流的分析，提出了故障條件下的應(yīng)急決策和響應(yīng)方案，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)電力運(yùn)輸管理的不足，提高了電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行[1]。

1.2電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的兼容性

在能源短缺和氣候變化的背景下，開發(fā)和利用新能源是人類的必然選擇。然而，大量與電網(wǎng)相關(guān)的新能源給傳統(tǒng)電網(wǎng)帶來了諸多沖擊和挑戰(zhàn)。例如，反向電流引起的電壓和頻率漂移會(huì)導(dǎo)致電能質(zhì)量問題，而風(fēng)能和光伏能源的不確定性會(huì)導(dǎo)致大規(guī)模采用能源電子技術(shù)導(dǎo)致負(fù)荷預(yù)測(cè)和運(yùn)輸管理中的諧波污染。兼容性是網(wǎng)格的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。該網(wǎng)絡(luò)可將風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能、儲(chǔ)能等科學(xué)集成，相互拆除封閉的“孤島”，促進(jìn)新能源的消費(fèi)，最大限度地減少輕風(fēng)廢水的處理。當(dāng)電網(wǎng)能量短缺或過剩時(shí)，可以切斷峰谷并自動(dòng)響應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)能量流的科學(xué)合理分配。此外，電網(wǎng)還可以消除諧波干擾造成的損害，提高電能質(zhì)量和供電可靠性。

2電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1應(yīng)用服務(wù)技術(shù)

電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)功能眾多，但存在冗余和重復(fù)。如何整合這些特性是一個(gè)大問題。在電網(wǎng)中，調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)采用面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)。SOA系統(tǒng)下的船舶自動(dòng)化系統(tǒng)可以包含多種系統(tǒng)應(yīng)用，能源航運(yùn)部門可以根據(jù)實(shí)際需要靈活命名，同時(shí)可以配置其他調(diào)度功能模塊，滿足電網(wǎng)發(fā)展不同階段的調(diào)度服務(wù)需求。此外，SOA系統(tǒng)中的船舶自動(dòng)化系統(tǒng)可以共享傳統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)分析和培訓(xùn)仿真模塊，如狀態(tài)評(píng)估、靈敏度計(jì)算、調(diào)度員流程等。模塊可以根據(jù)需要進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)和優(yōu)化，這是電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的另一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)。目前，電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到了應(yīng)用，在優(yōu)化電網(wǎng)系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)機(jī)與主機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換方面起著重要的作用。電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦事故發(fā)生前報(bào)警，調(diào)度監(jiān)控人員可立即通知運(yùn)維人員排除故障，有效降低故障造成的損失[2]。

2.2數(shù)據(jù)服務(wù)技術(shù)

數(shù)據(jù)在電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化中起著重要的作用，所有調(diào)度決策都依賴于準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析。傳統(tǒng)的電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)存在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換復(fù)雜、效率低、可靠性低等問題，使用標(biāo)準(zhǔn)接口和數(shù)據(jù)注冊(cè)表來表示和集成網(wǎng)絡(luò)信息，自動(dòng)化基于SOA的數(shù)據(jù)服務(wù)的執(zhí)行。此外，該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)船舶自動(dòng)化系統(tǒng)電氣設(shè)備的全壽命管理，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，同時(shí)，虛擬服務(wù)技術(shù)可以保護(hù)數(shù)據(jù)物理層上的數(shù)據(jù)，給調(diào)度系統(tǒng)帶來無差別的巨大好處。值得注意的是，通過數(shù)據(jù)通信機(jī)制和數(shù)據(jù)服務(wù)集成，可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)單點(diǎn)傳輸預(yù)通信系統(tǒng)功能。該功能可實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的在線讀取和定制，簡(jiǎn)化了運(yùn)維流程，保證了船舶自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)性能[3]。

2.3節(jié)能發(fā)電調(diào)度技術(shù)

在電力生產(chǎn)和調(diào)度布線中，往往存在大量的能源浪費(fèi)，而我國(guó)的能源短缺，因此研究和應(yīng)用節(jié)能航運(yùn)技術(shù)具有重要意義。電力調(diào)度管理部門要充分認(rèn)識(shí)節(jié)能生產(chǎn)的重要性和緊迫性，加大脫硫檢測(cè)、輸水自動(dòng)化等關(guān)鍵技術(shù)的投入，有效避免資源浪費(fèi)。在節(jié)能和運(yùn)輸技術(shù)方面，一方面整合和優(yōu)化傳統(tǒng)能源生產(chǎn)項(xiàng)目，通過技術(shù)創(chuàng)新減少能源生產(chǎn)中的能源損失，加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)過程的能源管理和控制，另一方面采用節(jié)能調(diào)度技術(shù)，有效吸收各類可再生能源，降低化石能源比重，推進(jìn)清潔低碳電網(wǎng)建設(shè)。

2.4電網(wǎng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)

電力系統(tǒng)是典型的高維非線性動(dòng)態(tài)不確定性強(qiáng)的系統(tǒng)，傳統(tǒng)的基于局部信息的監(jiān)控與管理方法難以滿足振動(dòng)抑制與控制和動(dòng)態(tài)安全防御的要求。因此，基于廣域測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)技術(shù)是電網(wǎng)航運(yùn)自動(dòng)化的重要組成部分，可以為大型實(shí)時(shí)電網(wǎng)的監(jiān)測(cè)和管理提供技術(shù)支持。一方面，調(diào)度員可以在動(dòng)態(tài)監(jiān)控屏幕上監(jiān)控用電狀態(tài)，有效了解各類用電數(shù)據(jù);另一方面，可以對(duì)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)的有效評(píng)估，這為提高電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度員在下一階段航運(yùn)決策中的管控能力提供了依據(jù)[4]。

3電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的前景展望

3.1實(shí)現(xiàn)專業(yè)化管理，大大提高管理水平

原有的變電所值班員隸屬于采油隊(duì)，而采油隊(duì)主要以油水井生產(chǎn)管理為主，對(duì)變電所缺乏業(yè)務(wù)指導(dǎo)，管理水平不高，各采油礦成立巡視操作隊(duì)后則實(shí)現(xiàn)電力整體上的管理，通過強(qiáng)化管理工作實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展，使得工作流程統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化等。同時(shí)以提高管理水平實(shí)現(xiàn)整合資源，優(yōu)化配置，統(tǒng)籌規(guī)劃，資源共享，避免重復(fù)和低水平建設(shè);在充分利用好現(xiàn)有人力資源下，可有效提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低運(yùn)行成本，為油田電力的未來發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[5]。

3.2提高變電所監(jiān)督和管理水平

通過實(shí)現(xiàn)無人值守變電站的遠(yuǎn)程圖像實(shí)時(shí)監(jiān)控，相關(guān)管理部門可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作人員進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)督，并嚴(yán)格審查現(xiàn)場(chǎng)操作人員不當(dāng)行為。同時(shí)，在遠(yuǎn)程圖像的實(shí)時(shí)監(jiān)控下，對(duì)所有進(jìn)入變電站的人員以及物品的進(jìn)出等起到監(jiān)測(cè)的作用，在一定的程度上可提高變電站的整體安全防護(hù)的提升。此外，為保證設(shè)備保持良好的運(yùn)行狀態(tài)，通過實(shí)時(shí)監(jiān)控可有效分析出需要改進(jìn)的地方，并擬定有效方案，對(duì)此，如果設(shè)備在運(yùn)行中出現(xiàn)安全事故，相關(guān)管理部門可在第一時(shí)間了解情況，通過觀察遠(yuǎn)程圖像，快速發(fā)出處理問題的指令，使變電站的整體運(yùn)行不受其較大影響。

結(jié)語(yǔ)：

總之，在建設(shè)電網(wǎng)的過程中，調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)是不可缺少的一個(gè)重要組成部分。隨著電網(wǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大、新能源并網(wǎng)比例增加，大型交直流混聯(lián)電網(wǎng)形成，許多新問題、新挑戰(zhàn)將不斷涌現(xiàn)，調(diào)度人員在對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行管理時(shí)，須充分重視電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，保障人們的用電需求，促進(jìn)電網(wǎng)的發(fā)展，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷前進(jìn)奠定堅(jiān)實(shí)的電力能源基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張智淵.智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)構(gòu)架及調(diào)度自動(dòng)化現(xiàn)狀的思考[J].數(shù)字通信世界，2019（11）：110.

[2]林長(zhǎng)盛.廠站自動(dòng)化與調(diào)度自動(dòng)化的現(xiàn)狀與技術(shù)發(fā)展研究[J].無線互聯(lián)科技，2018，15（02）：145-146.

[3]黃育松，王向東，劉曉放.云計(jì)算在電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用的信息安全現(xiàn)狀研究[J].信息與電腦（理論版），2017（21）：188-189.

[4]鄒清林.智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)構(gòu)架及調(diào)度自動(dòng)化現(xiàn)狀研究[J].機(jī)電信息，2016（36）：93-94.

[5]謝海洋.基于電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度管理的電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行[J].時(shí)代農(nóng)機(jī)，2016，43（08）：24-25.