智能電網(wǎng)中電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)的應(yīng)用

朱清?邵春雷?宋明曙?金宇鵬

摘要：電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)是電力智能系統(tǒng)的關(guān)鍵，是智能電網(wǎng)安全和穩(wěn)定的根本保障，可以確保智能電網(wǎng)的正常有序運作。隨著我國科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，智能化的電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)也有了很大的發(fā)展。合理分配電力、網(wǎng)絡(luò)化通信和綜合電網(wǎng)資源是智能化電網(wǎng)的主要特點，合理地調(diào)度智能化電網(wǎng)可以提高其運營的效能，提高其經(jīng)濟效益，促進社會、經(jīng)濟的持續(xù)改革。智能化網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，對電網(wǎng)的調(diào)度工作同樣提出了更高的需求。要確保電網(wǎng)的運行，就要確保電力系統(tǒng)的運行效率。同時，采用網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃技術(shù)，可以有效地解決電網(wǎng)的智能化和電力系統(tǒng)的調(diào)峰問題。文章對電網(wǎng)在智能化網(wǎng)絡(luò)中的運用做了一些探討，期望電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)的優(yōu)化，使電網(wǎng)的運行更加有效，從而推動電網(wǎng)的進一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；調(diào)度技術(shù)；設(shè)計理論；技術(shù)應(yīng)用

近年，我國經(jīng)濟、科技都發(fā)展非常迅速，人民的生活水平不斷地改善提升，這極大地促進了電力消費和電力品質(zhì)的增長。然而，由于常規(guī)電網(wǎng)系統(tǒng)的不足，電網(wǎng)系統(tǒng)的運行可靠性和安全性能無法保證，而且要耗費大量的人力、物力、財力來進行維修和維護。通過采用電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)手段，實現(xiàn)了電網(wǎng)在運行時的穩(wěn)定性、安全性與合理性，改善了以往運作弊端?，F(xiàn)代供電系統(tǒng)的發(fā)展方向是由智能化電網(wǎng)逐步取代常規(guī)電力網(wǎng)絡(luò)。將現(xiàn)代通信技術(shù)與電網(wǎng)系統(tǒng)相結(jié)合，提升電力系統(tǒng)的安全管理水平，是智能電網(wǎng)運營的關(guān)鍵。在智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)中，一般采用遠程監(jiān)控、遠程故障隔離等技術(shù)，通過這些技術(shù)可以減輕電力系統(tǒng)技術(shù)人員的工作強度，提高電網(wǎng)整體的運行水平，減少故障區(qū)域，保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。當(dāng)前，由于傳統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)已落后于社會發(fā)展的需要，與現(xiàn)代電網(wǎng)的發(fā)展潮流無法平行，造成了國內(nèi)電網(wǎng)發(fā)展速度較慢，與國外的發(fā)展水平也有較大的落差，長此以往，必然會使國內(nèi)的電網(wǎng)市場發(fā)展陷入停滯，從而對國內(nèi)的電力企業(yè)造成不利的影響，因此我國大力發(fā)展了電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)。與常規(guī)的電網(wǎng)系統(tǒng)相比，新的電網(wǎng)調(diào)度支撐體系不但功能強大，同時也具備許多優(yōu)勢，既可以協(xié)調(diào)各種不同層次的調(diào)度業(yè)務(wù)，又可以使各方面的業(yè)務(wù)更為井然有序，有利于電力市場的穩(wěn)定運行，可以滿足電力調(diào)度部門的基本要求，為國內(nèi)的用戶提供更高更好的電力服務(wù)。

一、智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)的概述

智能電網(wǎng)又稱“電網(wǎng)2.0”，是利用新的技術(shù)和能源，建立雙向網(wǎng)絡(luò)通信的電網(wǎng)系統(tǒng)，其特征是系統(tǒng)一體化和快速化。智能電網(wǎng)是一種新型的電力系統(tǒng)，通過傳感測量技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)等，對電網(wǎng)系統(tǒng)的運行進行監(jiān)控，提高電網(wǎng)的經(jīng)濟性和安全性。為了確保電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，需要在電網(wǎng)調(diào)度過程中，增加電力與分配的平衡。目前的電力調(diào)度系統(tǒng)具有多種不同的功能，如遙控、智能決策等，通過這些功能，可以指導(dǎo)電網(wǎng)各項設(shè)備的運行，減少運行命令的錯誤，提高運行的準確性。隨著GIS技術(shù)的逐步推廣，配變臺區(qū)的電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)以及電網(wǎng)的低壓端、電流等信息都能夠清晰地顯示在電網(wǎng)中，一旦發(fā)生了問題，就可以迅速進行定位，從而減小電網(wǎng)的負載損耗，減少事故的波及影響。當(dāng)前許多地方的智能電網(wǎng)都采用了云技術(shù)，不但可以建立一個龐大的云端數(shù)據(jù)庫，還可以進行數(shù)據(jù)的交流?？傊?，在智能化電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)的大環(huán)境下，電網(wǎng)始終保持著自動化通訊，并且運行和控制也更為簡便、智能化，滿足了高效運行的需求。

電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)也具有一定的優(yōu)勢，首先是自愈性。電網(wǎng)擔(dān)負著國家和城市電力傳輸?shù)娜蝿?wù)，重點是能否安全穩(wěn)定地運行，而電網(wǎng)的穩(wěn)定性也往往影響著一個城市的持續(xù)性發(fā)展。為了實現(xiàn)電網(wǎng)的穩(wěn)定可靠，就需要電網(wǎng)具有一定的自愈性，能夠及時對出現(xiàn)的故障進行內(nèi)部排除解決，而不需要工作人員人為進行修復(fù)干預(yù)，從內(nèi)部就將隱患問題有效解決，保證電網(wǎng)能夠正常穩(wěn)定運行。其次是高效性。隨著我國科技的快速發(fā)展，我國已經(jīng)全面進入了科技信息時代，而電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)的監(jiān)控在電網(wǎng)中的貫徹實施，不僅能夠提高電網(wǎng)運行質(zhì)量，還能提升其使用效率，因此在降低成本時，還要強化對電能的基礎(chǔ)需求，不浪費電能資源，對電能進行高效地利用，使我國智能化電網(wǎng)系統(tǒng)更加規(guī)范合理地發(fā)展。

二、電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)的主要內(nèi)容及必要性

由于我國人民的生活條件日益改善，電力系統(tǒng)中各類電子產(chǎn)品的大量應(yīng)用，對電網(wǎng)的運行造成了很大的負荷，如果電網(wǎng)系統(tǒng)在運行時發(fā)生了故障，將直接對電網(wǎng)系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定產(chǎn)生不利的作用。電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行是電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)的重要任務(wù)。智能電網(wǎng)的生成使電力系統(tǒng)實現(xiàn)了整體的分布和共享，從而可以有效地提升電力的使用效率。電網(wǎng)的調(diào)度技術(shù)是利用技術(shù)方法對電網(wǎng)進行調(diào)節(jié)和優(yōu)化，確保系統(tǒng)運行的穩(wěn)定、有序，強化電力在傳輸時的可控性。電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)的運行管理對電網(wǎng)系統(tǒng)的運行起著非常關(guān)鍵的作用，便于在出現(xiàn)故障時及時修復(fù)，無論在電力輸出還是在故障定位工作中都具有十分重要的作用。智能電網(wǎng)調(diào)度的規(guī)劃工作是利用傳感設(shè)備和測量設(shè)備在電力系統(tǒng)運行時對數(shù)據(jù)進行采集、分析和處理的一種方法。控制電網(wǎng)系統(tǒng)的主要指標分別為電流、電壓、頻率等，通過智能調(diào)度系統(tǒng)采集各種指標，進行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和數(shù)據(jù)的處理，發(fā)現(xiàn)有不正常的數(shù)據(jù)指標要根據(jù)規(guī)定的時間進行預(yù)警和初始調(diào)節(jié)。在接到預(yù)警信號后，負責(zé)調(diào)度的工作人員將對指標進行分析，并利用智能化、自動化處理手段去定位，及時排除故障，保證了電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。

在電網(wǎng)系統(tǒng)中，為了使電力設(shè)備在發(fā)電和配電中找到均衡，對電氣儀器、配電站和發(fā)電總系統(tǒng)實施全面監(jiān)控，采用電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)已是大勢所趨，這些都需要電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)作為支撐點來進行檢測。同時，在不斷改變的自然環(huán)境中，電網(wǎng)系統(tǒng)還必須依托調(diào)度技術(shù)來保證其穩(wěn)定與安全。調(diào)度系統(tǒng)能滿足電網(wǎng)需求的遠程監(jiān)控和智能化監(jiān)控需求，對具體用電標準需求實行智能決策，保證用電合理化。該體系保證了調(diào)度倒閘命令的正確性，從而使各項電力設(shè)備得到科學(xué)性的安排。為直觀地體現(xiàn)電力市場中的配電網(wǎng)絡(luò)，將電力市場的電力調(diào)度與GPS技術(shù)結(jié)合起來，在電網(wǎng)發(fā)生事故時，GPS定位技術(shù)可以迅速定位出電力市場中的故障點，保證電網(wǎng)系統(tǒng)的正常安全運行。電網(wǎng)的關(guān)鍵是電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)系統(tǒng)，它是保障電網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行、對外可靠供電、保障各類電力生產(chǎn)正常進行的一項高效的電力管理技術(shù)手段。

三、智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

（一）系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

智能電網(wǎng)建設(shè)的基本方針是：第一，要嚴格按照國家相關(guān)部門的規(guī)定，實行集中控制，以達到國家對電網(wǎng)公司的最初期望；第二，嘗試構(gòu)建一套集三大系統(tǒng)于一身的智能化電網(wǎng)系統(tǒng)，實現(xiàn)對用電狀況和系統(tǒng)運行狀況的監(jiān)測與核查，實現(xiàn)對用電調(diào)度規(guī)劃的合理安排，實現(xiàn)對系統(tǒng)調(diào)度的控制。智能化電網(wǎng)的主要作用是：能夠?qū)崟r監(jiān)測供電狀況，一旦出現(xiàn)故障，立即向工作人員進行反饋；完成對智能電網(wǎng)的安全檢查工作，確保各項設(shè)備的正常平穩(wěn)運轉(zhuǎn)；實施調(diào)度計劃的領(lǐng)先應(yīng)用機制，使系統(tǒng)在負載穩(wěn)定的前提下，不受負荷的影響；完成調(diào)度和管理，確保供電的平穩(wěn)。

（二）基礎(chǔ)平臺模塊設(shè)計

在整個體系中，基礎(chǔ)模塊平臺是整個電網(wǎng)運行的核心和關(guān)鍵技術(shù)。其主要運行目標分別為建立系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境，建立系統(tǒng)的集成和運行環(huán)境，建立一個系統(tǒng)的維修環(huán)境，基礎(chǔ)平臺可以為系統(tǒng)的管理和存儲各種數(shù)據(jù)，將基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫、基于實時數(shù)據(jù)庫以及基于文件數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進行管理儲存。根據(jù)電網(wǎng)系統(tǒng)的特性，可以找到適合的數(shù)據(jù)存儲模式。由于電網(wǎng)中存在大量的信息數(shù)據(jù)，所以在電網(wǎng)中存儲的時間非常少，而且必須要有良好的網(wǎng)絡(luò)互連，而基礎(chǔ)平臺模塊的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境就可以很好地解決這個問題。

（三）實時監(jiān)控與預(yù)警模塊設(shè)計

在電力系統(tǒng)處于非平穩(wěn)工作的情況下，如果沒有及時監(jiān)測和預(yù)警，很可能會造成電力系統(tǒng)的故障，甚至癱瘓，為國家造成嚴重的經(jīng)濟損失。當(dāng)前采用的方法是把收集到的資料數(shù)據(jù)通過圖像圖表的方式呈現(xiàn)在員工面前，便于工作人員一目了然，對整體監(jiān)控狀況有一定的了解掌握。由于電力系統(tǒng)的非平穩(wěn)運行，對電力系統(tǒng)的安全和工作人員的生命健康構(gòu)成極大的影響，通過對電網(wǎng)運行狀況的監(jiān)測和預(yù)警模塊設(shè)計，可以幫助工作人員隨時了解電網(wǎng)的運行狀況是否安全穩(wěn)定，了解其有無安全風(fēng)險，一旦發(fā)現(xiàn)影響電網(wǎng)運行的因素或發(fā)現(xiàn)有安全風(fēng)險，利用在線預(yù)警技術(shù)可以事先發(fā)出警報，警醒工作人員引起注意，在最短時間內(nèi)消除這種影響，及時做出部署，制定相應(yīng)的對策，從而減少人員的傷亡。同時，為構(gòu)建智能化電力網(wǎng)絡(luò)的安全防護體系，電網(wǎng)調(diào)度和運營監(jiān)測技術(shù)將通過快速準確的測量感知和智能判斷技術(shù)，使其能夠自動地進行最優(yōu)調(diào)度。不僅可以增加電網(wǎng)的傳輸能力，而且可以減少運行費用，從而達到對電網(wǎng)運行監(jiān)測、維護和建設(shè)的生態(tài)效益。

（四）調(diào)度計劃類模塊設(shè)計

電網(wǎng)調(diào)度計劃的運用主要包括預(yù)測、評價和結(jié)算、檢修計劃、規(guī)劃分析等。評估和清算中的調(diào)節(jié)作用主要有電能測量。檢修計劃就是對電網(wǎng)進行全面的檢查，對每個零件的維修檢測都是在實時監(jiān)控下完成的，維修工作完成后，在系統(tǒng)中就會記錄保存下來，并且會有相應(yīng)的提示，這種模塊設(shè)計可以極大地提升工作的速度和效率。規(guī)劃分析與評價系統(tǒng)是將各種應(yīng)用資料進行集中的綜合處理，運用數(shù)據(jù)挖掘等高端領(lǐng)先技術(shù)，對電網(wǎng)調(diào)度規(guī)劃的各項環(huán)節(jié)以及整體過程進行定量的分析和評價，達到優(yōu)化評價質(zhì)量的效果。

（五）實現(xiàn)設(shè)備的一體化控制

在智能電網(wǎng)的調(diào)度工作過程中，設(shè)備的工作狀況對電力系統(tǒng)的調(diào)度有很大影響。而在使用中，由于受到諸多因素的干擾，會產(chǎn)生各種各樣的失效現(xiàn)象，這些故障問題的出現(xiàn)將直接影響到電力系統(tǒng)的調(diào)度和智能電網(wǎng)的正常運轉(zhuǎn)。利用智能電網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)度技術(shù)來處理電網(wǎng)運行中出現(xiàn)的各種故障可以有效解決此類問題?；谥悄茈娋W(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)度技術(shù)，實現(xiàn)對電力設(shè)備的集成控制，將電力網(wǎng)絡(luò)中所有的電力設(shè)施整合到一個整體的監(jiān)控體系，能夠?qū)﹄娏υO(shè)施的運行狀況進行全方位的監(jiān)控，并能夠?qū)崿F(xiàn)對設(shè)備安全的自動監(jiān)控，防止因設(shè)備的失效而危及電力的正常運轉(zhuǎn)，保障電網(wǎng)的智能化分布，從而提升電網(wǎng)的調(diào)度工作。

（六）安全防御技術(shù)

在智能化電力系統(tǒng)的運營中，安全防御技術(shù)是一項非常關(guān)鍵的技術(shù)，其應(yīng)用可以保證電力系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。在智能化網(wǎng)絡(luò)運行中，網(wǎng)絡(luò)的安全性出現(xiàn)問題將會對整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運營帶來極大的影響。所以，在電力系統(tǒng)的調(diào)度過程中，要加強電力系統(tǒng)的安全防護。同時，通過對電網(wǎng)系統(tǒng)的自動監(jiān)測、自動診斷和預(yù)防等技術(shù)的運用，可以大大增強電力系統(tǒng)在運行過程的風(fēng)險預(yù)警。以安全防護技術(shù)為基礎(chǔ)，全面綜合分析電力系統(tǒng)的工作狀態(tài)，可以減少在極端條件下的電力系統(tǒng)的安全隱患，從根本上保障了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。

（七）電力資源優(yōu)化技術(shù)

當(dāng)今世界以經(jīng)濟發(fā)展為目標，能源與經(jīng)濟的關(guān)系變得日益緊張起來。盲目的能源消耗在某種意義上講，可以滿足國民對經(jīng)濟發(fā)展的需求，但盲目地過度消耗能源卻不利于國家的長期可持續(xù)發(fā)展。能源的過度消耗、不合理的利用，對我國經(jīng)濟發(fā)展將造成一種局限、制約甚至是阻礙。從可持續(xù)發(fā)展的角度來講，如何高效利用各類資源是我國當(dāng)前發(fā)展必須面臨的問題，而生態(tài)環(huán)境的保護也是國際發(fā)展趨勢。電力是國家的一項重大資源，因此，提倡節(jié)約電能是當(dāng)今世界經(jīng)濟發(fā)展的一項重大課題，而運用領(lǐng)先高端技術(shù)，則可以有效減少能源的過度消耗。在智能電網(wǎng)中，通過電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)的支持，將電能配比進行優(yōu)化，并在智能電網(wǎng)相對應(yīng)的功能特征上進行合理的調(diào)控與布局，逐步達到能源的控制能力，減少智能電網(wǎng)在運行過程中造成的電能損耗，切實提高電能的利用率。

（八）短路電流控制技術(shù)

在常規(guī)電網(wǎng)環(huán)境下短路電流控制技術(shù)，通常根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、運行方式以及電力裝置的特性等因素對其進行分析。雖然可以有效地控制故障的短路，但同時也會對網(wǎng)絡(luò)的正常工作造成一定的影響，從而影響系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定。電力系統(tǒng)的穩(wěn)定與其工作模式密切相關(guān)，其工作模式的變化不僅影響到電力系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，而且還會造成高阻電氣系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)損耗，給電網(wǎng)系統(tǒng)的維護和運營帶來成本和費用上的耗損。以上所提及的問題可以通過用故障電流限制器作為負載來實現(xiàn)對短路的控制。它的工作機理是：在電力裝置出現(xiàn)失效時，限流器的阻抗可以快速提高；而在電網(wǎng)正常工作的情況下，限流器在較低的電阻或為零阻的情況下，將會大大減少對電網(wǎng)的影響。

四、結(jié)束語

隨著技術(shù)的快速發(fā)展，電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用越來越廣泛，它可以很好地解決傳統(tǒng)的電網(wǎng)問題，從而使電網(wǎng)的可靠性和安全性得到有效提高，特別是在自動化的情況下，不但可以大大地提升故障診斷的效果，而且還可以降低人力成本。同時，智能電力系統(tǒng)的調(diào)度技術(shù)也可以有效地優(yōu)化我國的能源結(jié)構(gòu)，改善當(dāng)前的資源短缺狀況，從而保障國家的經(jīng)濟平穩(wěn)發(fā)展，滿足人民的日常用電需求。在進行智能電網(wǎng)的調(diào)度工作時應(yīng)該注重對先進的技術(shù)的引入，有效提升電網(wǎng)調(diào)度的效率與安全性。我國智能電網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)在處于發(fā)展時期，為使這種技術(shù)在促進社會生產(chǎn)發(fā)展過程中發(fā)揮著積極有效的作用，應(yīng)加強對技術(shù)的改進與完善，對影響電網(wǎng)調(diào)度工作開展的因素進行有效的分析與研究，改進電網(wǎng)的調(diào)度與管理工作，促進管理效果的提升。

作者單位：朱清 邵春雷 宋明曙 金宇鵬 國網(wǎng)新疆電力有限公司

參? 考? 文? 獻

[1]張熙.智能電網(wǎng)中電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù).2017（05）：146.

[2]陳鐵.智能電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)思考[J].民營科技.2017（03）：35.

[3]陳嵩.智能電網(wǎng)中電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)的應(yīng)用剖析[J].科技傳播.2016（18）：236-237.

[4]陳圳釧.電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)在智能電網(wǎng)應(yīng)用中的思考[J].科技資訊，2014（04）：194，196.

[5]葉飛，劉金波，于宏文，等.智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)值班告警的研發(fā)與應(yīng)用[J].電網(wǎng)技術(shù)，2014（08）：2286-2290.

[6]黃再.智能電網(wǎng)中電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)的運用研究[J].科技與企業(yè)，2014（19）：162.

[7]李國偉.智能電網(wǎng)調(diào)度主站D5000系統(tǒng)的應(yīng)用研究[D].華北電力大學(xué)，2014.

[8]劉劍.智能電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)思考[J].低碳世界，2016（01）：23.24.

[9]伍文偉.關(guān)于智能電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)的研究[J].低碳世界，2015（12）：28-29.

朱清（1984.01-），男，漢族，安徽蚌埠，研究生，碩士，高級工程師，研究方向：電網(wǎng)調(diào)度運行工作。