電力調(diào)度自動化中智能電網(wǎng)技術(shù)運用分析

饒巨為

（廣東電網(wǎng)有限責任公司梅州供電局，廣東 梅州 514000）

電力調(diào)度自動化旨在提升電網(wǎng)運行穩(wěn)定性與安全性，滿足可靠供電的基本需求，確保社會各項生產(chǎn)生活活動能夠有序開展。將智能電網(wǎng)技術(shù)應用在電力調(diào)度中，充分發(fā)揮其所具有的自愈性、交互性及兼容性等優(yōu)勢，可以更好地進行對電網(wǎng)運行狀態(tài)的遠程監(jiān)控，保證能夠在第一時間發(fā)現(xiàn)并解決問題，減少異常情況發(fā)生，降低故障造成的影響，全面提升電力系統(tǒng)運行綜合效益。

1 智能電網(wǎng)技術(shù)特點

在我國電力行業(yè)飛速發(fā)展的背景下，智能電網(wǎng)已經(jīng)成為了主要發(fā)展方向，智能電網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)了設備技術(shù)、傳感技術(shù)及測量技術(shù)等多個科學的融合，為電力系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定和安全運行提供更大支持和保障。通過智能電網(wǎng)技術(shù)的應用，可以對電力系統(tǒng)內(nèi)的所有電壓等級及任一供電環(huán)節(jié)全面覆蓋，這樣一旦供電過程中發(fā)生異常，便可以及時獲得反饋信息，并對問題進行處理和解決，避免問題進一步發(fā)展，減少停電事故[1]。為充分發(fā)揮出智能電網(wǎng)的優(yōu)勢，就需要分析其所具有的特點。其特點主要包括以下幾個方面。

1.1 安全性

電網(wǎng)在野外環(huán)境運行過程中經(jīng)常會因為各種因素的影響而出現(xiàn)部分區(qū)域供電異常問題，甚至會發(fā)生安全事故。通過智能電網(wǎng)技術(shù)應用可以對電力系統(tǒng)供電狀態(tài)進行實時監(jiān)測，根據(jù)故障反饋信息進行定位與分析，且可以自動匹配備供電模式，繞過故障點，維持正常供電，縮小停電范圍，避免造成較大損失[2]。并且，在智能電網(wǎng)技術(shù)的支持下，電力系統(tǒng)應對極端天氣的能力更強，可以更大程度上保證電力穩(wěn)定供應。其在信息安全方面也有著顯著優(yōu)勢，利用信息加密技術(shù)配合網(wǎng)絡防火墻來確保電力信息的安全性，為電力調(diào)度提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

1.2 自愈性

自愈性特點決定了智能電網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)安全運行中的重要作用，當出現(xiàn)供電異常時，智能系統(tǒng)可以就故障產(chǎn)生的原因進行自動檢測，降低了人工排查的難度和工作量，整個故障處理所花費的時間更少，相應產(chǎn)生的損失也就更低。智能電網(wǎng)技術(shù)還可以對元器件進行排查檢測、分析，結(jié)合故障表現(xiàn)進行精準判斷，選

擇最優(yōu)線路來將故障隔離，并自動恢復正常供電。

1.3 兼容性

智能電網(wǎng)技術(shù)的應用，使得可再生能源在供電系統(tǒng)中的應用成為了現(xiàn)實，電力供應來源得到了進一步擴展，同時可再生能源所產(chǎn)生的電力被接入到微電網(wǎng)內(nèi)，這樣電力生產(chǎn)及應用將會具有更強的靈活性，更好地滿足人們?nèi)粘９ぷ魃顚﹄娔艿男枨骩3]。并且，對于多種能源類型及電力存儲裝置，適配性均比較強，可以滿足不同用戶的供電需求。

1.4 交互性

面向高級用戶，智能電網(wǎng)為其提供服務的過程中往往能夠更大程度上體現(xiàn)出智能電網(wǎng)技術(shù)交互性的優(yōu)勢。用戶可以在智能電網(wǎng)技術(shù)的支持下與電力設備進行交互，享受更高質(zhì)量的服務。例如智能電表的應用，電力企業(yè)可以根據(jù)需求隨時完成用戶用電量的精確測量，并且實時出具電費賬單。智能電表還可以對電力企業(yè)發(fā)出的最高電價及電費單等信息進行自動存儲，并向用戶發(fā)送通知，便于用戶及時處理，讓用戶在操作上具有更強的靈活性和選擇性，電力企業(yè)的服務也更具人性化。

1.5 經(jīng)濟性

通過智能電網(wǎng)技術(shù)的支持，電力企業(yè)能夠?qū)鹘y(tǒng)電能交易方式及電力市場運營模式進行優(yōu)化創(chuàng)新，可以更大程度上實現(xiàn)自動化、數(shù)字化發(fā)展，將數(shù)據(jù)作為重要的發(fā)展資源進行分析和應用，以更少的能源達到更高的供電效率[4]。電力企業(yè)加強對智能電網(wǎng)技術(shù)的研究與應用，基于實際需求進行運營策略調(diào)整，可以更好地控制生產(chǎn)成本與運維費用，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。

2 電力調(diào)度自動化要求

2.1 重視專業(yè)人才培養(yǎng)

電力調(diào)度自動化的實現(xiàn)需要以計算機技術(shù)、衛(wèi)星通信技術(shù)及遠程控制技術(shù)等作為支撐，為工作人員提供技術(shù)支持，實現(xiàn)電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的實時監(jiān)控及管理維護，推動整個電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，為用戶提供可靠電能。尤其是智能電網(wǎng)技術(shù)的應用，使得電網(wǎng)整體技術(shù)水平有了進一步提升。如果電力調(diào)度人員對各項技術(shù)的了解比較少，思想上不夠重視，將會影響電力調(diào)度自動化的進一步發(fā)展，限制智能電網(wǎng)技術(shù)優(yōu)勢的發(fā)揮，造成電力資源浪費[5]。因此當下最要緊的便是加強專業(yè)技術(shù)人員培養(yǎng)，強調(diào)思想意識轉(zhuǎn)變的重要性，為其提供更多學習的機會，讓技術(shù)人員能夠更全面地了解和掌握智能電網(wǎng)技術(shù)相關(guān)知識，提升其在電力調(diào)度自動化領域的工作能力。

2.2 建立完善規(guī)章制度

基于智能電網(wǎng)技術(shù)的電力調(diào)度自動化，與以往相比，工作模式必定會發(fā)生轉(zhuǎn)變，為了能夠給予電力調(diào)度人員可靠的技術(shù)引導，就需要從實際出發(fā)，對原有制度體系進行補充完善，使其更好地適應現(xiàn)行工作要求。電力企業(yè)要注重創(chuàng)新發(fā)展，將專業(yè)理論知識融入到制度體系中，提高規(guī)章制度的針對性與可行性，為智能電網(wǎng)技術(shù)的擴展應用創(chuàng)造有利條件，同時也為電力系統(tǒng)可靠運行提供保障。

2.3 重視專業(yè)設備更新

如果想要將智能電網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢完整地在電力調(diào)度自動化中體現(xiàn)出來，少不了專業(yè)設備的支持，如果設備更新不及時，性能無法滿足技術(shù)應用需求，會對電力調(diào)度自動化的水平和效果產(chǎn)生影響。因此需要在全面分析了解智能電網(wǎng)技術(shù)特點的基礎上，對其工作性能和可靠性進行科學評估，對智能設備進行及時更新，以此為基礎提升電力調(diào)度自動化系統(tǒng)運行的控制效果，增強對電力生產(chǎn)風險的應對能力，既可以減少供電異常問題，又能夠避免成本增加。

2.4 加強專業(yè)技術(shù)研究

智能電網(wǎng)技術(shù)本身的特點決定了其在電力調(diào)度自動化中應用的巨大優(yōu)勢，但是要想達到預期效果，還需要不斷深入研究。在缺少理論研究和實踐分析的情況下，未與電力調(diào)度自動化實際需求聯(lián)合，將會從根本上限制技術(shù)優(yōu)勢的發(fā)揮，技術(shù)效能必定會大打折扣[6]。因此，必須要加強對專業(yè)技術(shù)的研究，并與電力調(diào)度自動化實踐需求聯(lián)合進行分析，不斷提升智能電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展水平，推動電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

3 智能電網(wǎng)技術(shù)在電力調(diào)度自動化中的應用

3.1 系統(tǒng)資源整合

雖然現(xiàn)在已經(jīng)實現(xiàn)了電力調(diào)度自動化，但是執(zhí)行過程中不可避免地需要消耗大量能源，在研究智能電網(wǎng)技術(shù)時，可以從此方面著手對能源進行高效整合，進一步提升供電系統(tǒng)的自動化水平。工作人員必須要轉(zhuǎn)變思想意識，對于智能電網(wǎng)技術(shù)的應用必須要端正態(tài)度，通過技術(shù)分析及設備更新，促使智能電網(wǎng)進一步普及，實現(xiàn)能源高效利用。電力調(diào)度自動化有效代替了人工調(diào)配工作，可以在一定程度上避免資源浪費。在智能電網(wǎng)技術(shù)的支持下，電能分配自動化可以在電能調(diào)配過程中實現(xiàn)資源信息實時獲取，達到最大化的利用率。此外，智能電網(wǎng)技術(shù)可以將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為資源，改善電力調(diào)配現(xiàn)狀，應對各種問題，減少因運行異常造成的資源浪費。

3.2 調(diào)整調(diào)度方式

影響電力調(diào)度方式的一大因素便是電力調(diào)配自動化的應用能力，只有不斷對電力調(diào)度方法進行優(yōu)化，才能夠更大程度上達到調(diào)度自動化水平。在此背景下針對智能電網(wǎng)技術(shù)進行分析，完成理論知識和技術(shù)實踐的結(jié)合，促進電力調(diào)配方式的不斷優(yōu)化，進一步提升調(diào)度綜合效率，營造更有利的條件來推動電力供應自動化水平提升[7]。當前越來越多的先進技術(shù)應用到電網(wǎng)建設中，加強智能電網(wǎng)技術(shù)研究已經(jīng)成為時代發(fā)展的必然需求，根據(jù)用戶需求來調(diào)整優(yōu)化電力調(diào)配方式，能夠為電網(wǎng)建設持續(xù)進步奠定良好基礎。

3.3 規(guī)范績效考核

通過智能電網(wǎng)技術(shù)的應用，可以促進電能分配實時控制效率的提升，減少各種工作問題的發(fā)生，更好地提升電能分配自動化發(fā)展效果。智能電網(wǎng)建設的重要前提便是電力調(diào)度自動化，調(diào)度員必須要端正工作態(tài)度，對自身職能有一個清晰明確的認知，嚴格按照規(guī)章制度操作，以嚴肅認真的工作態(tài)度和規(guī)范嚴謹?shù)墓ぷ餍袨椋瑸殡娏φ{(diào)度自動化發(fā)展提供支持。為提高調(diào)度人員的綜合能力，電力企業(yè)需要結(jié)合以往經(jīng)驗和現(xiàn)狀需求來制定全新的績效考核標準，使其具備較高的問題解決能力，對各種運行故障有著較高的預警水平。因此，調(diào)度人員必須要致力于智能電網(wǎng)技術(shù)，深入研究，明確其應用方向和方式，積極發(fā)揮工作人員的主觀能動性，為電能分配的自動化發(fā)展提供支持。

4 智能電網(wǎng)技術(shù)實際應用

4.1 智能化風險評估

智能電網(wǎng)技術(shù)在電力調(diào)度自動化工作中發(fā)揮的作用非常大，其中對電能分配過程中可能發(fā)生的問題預警便是一項重要的內(nèi)容。受各種因素的影響，智能電網(wǎng)技術(shù)的應用存在一定風險，為電能調(diào)配帶來不利影響。因此就可以通過建立智能電網(wǎng)風險評估系統(tǒng)提前預防和規(guī)避，不僅可以保證電能調(diào)配的高效性，而且更利于推動整個智能電網(wǎng)的持續(xù)發(fā)展[8]。以設備故障概率模型為基礎進行智能風險評估，并完成各類風險規(guī)避，同時還可以與電網(wǎng)運行工程和財務2個方面融合分析，開展全面評估工作，及早解決存在的問題隱患，降低對電力供應質(zhì)量的影響。

4.2 智能機器人開發(fā)

當前，智能電網(wǎng)技術(shù)越來越成熟，在建設智能電網(wǎng)的同時，還可以將其轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)力輔助人工作業(yè)，減少各種失誤造成的影響。例如開發(fā)智能機器人，將其投入到電力供應工作中，可以達到更高效、高質(zhì)量的工作效果。智能機器人比普通的自動化機械裝置有著更高的智能化水平，利用AI技術(shù)與電力分配自動化技術(shù)，再加上內(nèi)部所嵌入的高度集成系統(tǒng)，全面收集供電系統(tǒng)運行過程中產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)信息，然后將其轉(zhuǎn)成特定程序，最后經(jīng)過自動分析來完成各項指令。雖然電力調(diào)度自動化水平在不斷提升，但是人工作業(yè)依然是主要的工作模式，在智能機器人的支持下，可以大大減少人工參與的工作量，使整個電能調(diào)配的過程更加順暢，且減少了人力成本的投入。尤其是在面對復雜度高或危險性大的事故時，由智能機器人代替人工作業(yè)，保證了工作人員的人身安全。

4.3 人工智能技術(shù)應用

在電力調(diào)度自動化工作中進一步引入人工智能技術(shù)（簡稱為AI技術(shù)），綜合數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)與可視化技術(shù)聯(lián)合應用，使得電能調(diào)度自動化水平進一步提高。AI技術(shù)中所包含的專家系統(tǒng)，針對所有類型的電力系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)均可以做到有效存儲，然后在執(zhí)行電能調(diào)配工作的過程中對各類數(shù)據(jù)信息進行分析處理，再通過問題分析技術(shù)等給予工作人員支持與幫助，提高電能調(diào)度工作的整體效果。其中，AI技術(shù)的應用離不開數(shù)據(jù)信息支持，包括供電系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)精度等。由AI技術(shù)來對各種運行數(shù)據(jù)進行分析時，如果無法通過現(xiàn)有數(shù)據(jù)找到最佳處理方案，則整個系統(tǒng)會在此環(huán)節(jié)停留，不再繼續(xù)下一步操作。因此必須要及時對各種運營數(shù)據(jù)進行更新，同時搭配專業(yè)手段不斷提升數(shù)據(jù)精度，為AI數(shù)據(jù)分析及決策提供支持。

5 智能電網(wǎng)智能調(diào)度系統(tǒng)設計

5.1 智能調(diào)度系統(tǒng)框架

構(gòu)建智能調(diào)度系統(tǒng)框架時，首先要明確其對整個系統(tǒng)軟件運行產(chǎn)生的影響，這關(guān)系著系統(tǒng)的開發(fā)難度、質(zhì)量及生命力。正式進行系統(tǒng)框架設計時，必須要確定可以滿足系統(tǒng)功能要求。本次研究的是基于多Agent的智能調(diào)度系統(tǒng)框架，整個框架主要包括以下4個部分。

5.1.1 數(shù)據(jù)資源層

數(shù)據(jù)資源層主要負責收集供電系統(tǒng)的所有運行數(shù)據(jù)，可看作是系統(tǒng)功能實現(xiàn)的數(shù)據(jù)支持，也是所有系統(tǒng)運行效益提升的基礎保障?？偟膩碇v，除了包括來自SCADA系統(tǒng)的全部信息外，還將供電發(fā)生故障時的數(shù)據(jù)信息和來自廣域測量系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)據(jù)納入其中，涉及的數(shù)據(jù)信息非常全面，完全可以為整個智能調(diào)度系統(tǒng)高效運行提供可靠數(shù)據(jù)支持[9]。

5.1.2 通信服務層

通信服務層由通信系統(tǒng)和指揮系統(tǒng)2部分組成，主要作用是連接數(shù)據(jù)資源層和網(wǎng)絡分析層，實現(xiàn)這2部分的有效連通?；诠╇娤到y(tǒng)的實際運行狀態(tài)來觸發(fā)相應的智能模塊，并將復雜的任務分解，協(xié)調(diào)分配各智能模塊調(diào)用邏輯與執(zhí)行順序，以合作方式來完成各個復雜的任務。

5.1.3 網(wǎng)絡分析層

網(wǎng)絡分析層為智能調(diào)度系統(tǒng)的核心部分，以數(shù)據(jù)資源層提供的各類數(shù)據(jù)信息為基礎，對供電系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，然后再利用調(diào)節(jié)措施，實現(xiàn)供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，獲得更高經(jīng)濟效益。

5.1.4 人機接口層

人機接口層連接了調(diào)度員、專家與電力調(diào)度系統(tǒng)，系統(tǒng)會以人性化的方式將網(wǎng)絡分析層給出的決策方案及電網(wǎng)運行核心信息呈現(xiàn)給調(diào)度人員。對于可能會危及到系統(tǒng)安全的信息數(shù)據(jù)，系統(tǒng)還會通過燈光、聲音報警，向調(diào)度人員發(fā)出提醒信號，由其根據(jù)實踐經(jīng)驗和數(shù)據(jù)信息給出適應性最合適的調(diào)度方案。

5.2 智能調(diào)度系統(tǒng)運行

5.2.1 系統(tǒng)初始化

對數(shù)據(jù)資源層提供的數(shù)據(jù)信息進行可靠接收。

5.2.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理

分析接收到的數(shù)據(jù)，判斷其中是否有故障報警信息，以此來確認供電系統(tǒng)是否存在異常。系統(tǒng)在正常情況下會分為安全正常狀態(tài)與不安全正常狀態(tài)，智能調(diào)度系統(tǒng)自行啟動靜態(tài)安全分析模塊，應用N-1準則對系統(tǒng)是否存在安全隱患進行判斷，確認電網(wǎng)的安全性。并根據(jù)最終檢測結(jié)果來采取相應措施，確保系統(tǒng)可以盡快恢復到安全正常運行狀態(tài)。

5.2.3 故障診斷

如果在系統(tǒng)運行過程中接收到報警信息，系統(tǒng)會自動進入到故障狀態(tài)，同時啟動故障診斷程序，此時穩(wěn)態(tài)分析程序運行將會終止。故障診斷模塊給出診斷結(jié)果，故障恢復模塊提供給調(diào)度人員參考信息，最終由調(diào)度人員綜合實際情況確定最佳解決方案，保證系統(tǒng)可以安全穩(wěn)定運行。

6 結(jié)束語

智能電網(wǎng)技術(shù)在電力調(diào)度自動化工作中的應用，對實現(xiàn)供電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行具有重要意義。結(jié)合智能電網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢，從實際出發(fā)，基于電力調(diào)配自動化發(fā)展需求確定應用方向，在高新技術(shù)的支持下構(gòu)建智能調(diào)度系統(tǒng)，更好地管理電力系統(tǒng)，確保在發(fā)現(xiàn)問題時及時制定處理措施，為電能調(diào)度創(chuàng)造更有利的條件。