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

蘇紫雪 李建峰 方天翼 汪文豪

摘要：智能電網(wǎng)指的是利用科學(xué)且有效的技術(shù)，盡可能地把余下的資源最大化地使用，最后把盡可能少的資源發(fā)揮出盡可能多的價(jià)值，而且可以很好地減少對(duì)于社會(huì)環(huán)境造成的破壞。調(diào)度人員在對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行管理時(shí)，須充分重視智能電網(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)智能電網(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)。基于此，本文將對(duì)智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng);調(diào)度;自動(dòng)化

1智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化概述

智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化結(jié)合了自動(dòng)化技術(shù)和智能化技術(shù)，將各類控制技術(shù)充分結(jié)合起來(lái)，并且結(jié)合了最新的設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的傳感測(cè)量、自動(dòng)化的監(jiān)控等效果，借助網(wǎng)絡(luò)的信息資源共享，從而實(shí)現(xiàn)各類設(shè)備的統(tǒng)一運(yùn)行。如今，社會(huì)發(fā)展非常迅速，電網(wǎng)的運(yùn)行也要適應(yīng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為各行各業(yè)提供及時(shí)的能源，電網(wǎng)的運(yùn)行應(yīng)該結(jié)合智能電網(wǎng)的相關(guān)理念，從而可以邁向經(jīng)濟(jì)化和安全化，使電網(wǎng)的運(yùn)行更加高效，通過(guò)結(jié)合我國(guó)現(xiàn)有的科技，在對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上，將計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)有機(jī)地統(tǒng)一和結(jié)合，促進(jìn)節(jié)能環(huán)保技術(shù)的運(yùn)用，使電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)更加健全，而且要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行不斷完善，才能為社會(huì)的發(fā)展提供動(dòng)力的支持，從而促進(jìn)我國(guó)電力企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

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

2.1 兼容性

在能源短缺、氣候變化等問(wèn)題日益凸顯的背景下，大力開(kāi)發(fā)利用新能源成為人類的必然選擇。然而新能源的高比例并網(wǎng)給傳統(tǒng)電網(wǎng)帶了一系列影響和挑戰(zhàn)。如因潮流反向?qū)е码妷骸㈩l率發(fā)生偏差的電能質(zhì)量問(wèn)題;因風(fēng)電、光電功率高度不確定性導(dǎo)致的負(fù)荷預(yù)測(cè)、調(diào)度管理難度增大的問(wèn)題;因電力電子元件的大量采用導(dǎo)致的諧波污染問(wèn)題。兼容性強(qiáng)是智能電網(wǎng)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

2.2 交互性

所謂交互性是指電網(wǎng)與電力用戶間的互動(dòng)，交互性強(qiáng)是智能電網(wǎng)的一個(gè)顯著特征。在完全自動(dòng)化的智能電網(wǎng)中，用戶是電力系統(tǒng)必不可分的一部分，能夠保證從發(fā)電端到用戶端整個(gè)過(guò)程所有節(jié)點(diǎn)間信息流和能量流（電力潮流）的雙向流動(dòng)。對(duì)供電企業(yè)而言，可掌握用戶用電特征、完善負(fù)荷預(yù)測(cè)，制定節(jié)能經(jīng)濟(jì)的發(fā)輸電方案。對(duì)用戶而言，可參與電力分配和管理，根據(jù)實(shí)時(shí)電價(jià)調(diào)整自己的消費(fèi)模式。在負(fù)荷緊張或事故條件下進(jìn)行需求響應(yīng)，平滑負(fù)荷曲線，提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，并可保證自己的經(jīng)濟(jì)利益。

3 智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)

3.1 節(jié)能發(fā)電調(diào)度技術(shù)

就電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中發(fā)電環(huán)節(jié)的調(diào)度來(lái)說(shuō)，會(huì)消耗大量的能源，而對(duì)于在世界能源水平本身就不高的我們來(lái)說(shuō)，發(fā)電的節(jié)能減排顯得非常關(guān)鍵，我國(guó)電網(wǎng)也充分認(rèn)識(shí)到了這點(diǎn)，并大力推行電網(wǎng)節(jié)能發(fā)電調(diào)度的緊迫性和必要性，而且，也有一些關(guān)鍵性技術(shù)投入到節(jié)能發(fā)電中，例如，水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)、電廠脫硫?qū)崟r(shí)檢測(cè)系統(tǒng)等。但是，在實(shí)際的運(yùn)行當(dāng)中，各個(gè)系統(tǒng)之間顯得過(guò)于獨(dú)立，而且相互的功能也過(guò)于分散，不能滿足節(jié)能發(fā)電調(diào)度的發(fā)展需求，因此，要進(jìn)行全面的改革。構(gòu)建智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，應(yīng)極力做好節(jié)能發(fā)電調(diào)度技術(shù)，要將大規(guī)模的可再生能源利用高新技術(shù)接入電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能發(fā)電調(diào)度的創(chuàng)新，如水火電優(yōu)化調(diào)度、碳排放檢測(cè)控制、梯級(jí)水電優(yōu)化調(diào)度、節(jié)能調(diào)度計(jì)劃編制、新能源優(yōu)化調(diào)度等，并將重點(diǎn)放在如何解決多維多級(jí)協(xié)調(diào)節(jié)能調(diào)度的關(guān)鍵技術(shù)之上。

3.2 電網(wǎng)調(diào)度控制短路技術(shù)分析

短路是指在電路中，電流不流經(jīng)用電器，直接連接電源正負(fù)兩極。根據(jù)歐姆定律I=U/R知道，由于導(dǎo)線的電阻很小，電源短路時(shí)電路上的電流會(huì)非常大。這樣大的電流，電池或者其他電源都不能承受，會(huì)造成電源損壞;更為嚴(yán)重的是，因?yàn)殡娏魈?，?huì)使導(dǎo)線的溫度升高，嚴(yán)重時(shí)有可能造成火災(zāi)。導(dǎo)致電網(wǎng)發(fā)生短路的主要原因有元件損壞，例如設(shè)備絕緣材料老化，設(shè)計(jì)、制造、安裝、維護(hù)不良等造成的設(shè)備缺陷發(fā)展成為短路。另外，氣象條件影響也會(huì)導(dǎo)致短路，例如雷擊過(guò)后造成的閃爍放電，由于風(fēng)災(zāi)引起架空線斷線和導(dǎo)線覆冰引起電線桿倒塌。智能電網(wǎng)是一個(gè)比較開(kāi)放的系統(tǒng)，如今，電力市場(chǎng)非常龐大，分布式電源的使用情況比較普及，而且實(shí)現(xiàn)了大量可再生能源發(fā)電裝置的使用，這樣系統(tǒng)短路問(wèn)題引起了人們的關(guān)注，傳統(tǒng)的方式會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)的損耗上升，所以可以采用降低短路電流的方式。

3.3 應(yīng)用服務(wù)技術(shù)

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的功能有很多，傳統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中部分功能冗余，雖然實(shí)現(xiàn)功能手段具有多樣性，但是要將各項(xiàng)分散的功能有效地融合起來(lái)卻極其的困難。而智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的各應(yīng)用之間采用SOA（面向服務(wù)架構(gòu)）方式進(jìn)行封裝，實(shí)現(xiàn)相互調(diào)用，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)度功能的靈活配置、易拓展的能力，有效地滿足電網(wǎng)調(diào)度功能階段性的需求。另外，在SOA的體系之下，智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)能夠?qū)鹘y(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中的阻塞管理、故障分析等進(jìn)行模塊劃分，如系統(tǒng)等值、調(diào)度員潮流等，能夠根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)各個(gè)服務(wù)的需求進(jìn)行細(xì)化分析，這是傳統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)中所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能。

3.4 電網(wǎng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

電力系統(tǒng)是典型的超高維、強(qiáng)非線性系統(tǒng)，具有動(dòng)態(tài)不確定性，傳統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)基于局部信息的監(jiān)測(cè)控制方法，難以滿足電網(wǎng)發(fā)展過(guò)程中諸如振蕩抑制與控制、動(dòng)態(tài)安全防御等方面的要求。因此，基于廣域測(cè)量系統(tǒng)（WideAreaMeasurementSystem，WAMS）的電網(wǎng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)是智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化中的重要組成部分，可為大電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制提供技術(shù)保障。一方面調(diào)度人員可在動(dòng)態(tài)監(jiān)控屏上對(duì)電力使用情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，有效掌握各類電能使用數(shù)據(jù);另一方面可通過(guò)分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)目前電網(wǎng)運(yùn)行狀況的有效評(píng)價(jià)，為下一階段的調(diào)度決策提供依據(jù)，極大加強(qiáng)調(diào)度人員對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的管理和控制能力。

4 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)如今在智能電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行過(guò)程中，其技術(shù)的先進(jìn)性已經(jīng)在實(shí)際的使用過(guò)程中顯現(xiàn)出來(lái)。因此，為了進(jìn)一步確保智能電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，就必須更加深入的對(duì)智能電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行中所應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，并不斷的結(jié)合實(shí)際需求與科技發(fā)展進(jìn)行改進(jìn)，也只有如此，才能夠確保智能電網(wǎng)調(diào)度的順利進(jìn)行，滿足現(xiàn)代化社會(huì)對(duì)電能質(zhì)量的需求。

參考文獻(xiàn)

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