陳東升,張建紅
(國(guó)網(wǎng)上海市崇明供電公司,上海 202150)
在城市化進(jìn)程不斷加快的今天,為了能夠滿足城市發(fā)展的切實(shí)需求,就必須以電力系統(tǒng)為核心,在保障供電質(zhì)量的同時(shí)提高電網(wǎng)運(yùn)行安全性,高質(zhì)量的電網(wǎng)系統(tǒng)將會(huì)大幅提高電力調(diào)度質(zhì)量。在智能電網(wǎng)技術(shù)的支持下,可以在滿足電力調(diào)度需求的同時(shí)有效避免供電風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題的出現(xiàn)。因此,本文有必要對(duì)智能電網(wǎng)技術(shù)在電力調(diào)度自動(dòng)化中的應(yīng)用提出看法,以此為智能電網(wǎng)技術(shù)在電力調(diào)度自動(dòng)化中真正發(fā)揮出應(yīng)有的價(jià)值提供參考。
以智能電網(wǎng)技術(shù)為核心的電力調(diào)度自動(dòng)化,在運(yùn)行期間需要通過(guò)智能技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等多種技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的優(yōu)化。通過(guò)利用較為先進(jìn)的傳感器來(lái)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況,能夠有效完成對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的集成化、數(shù)字化管理。在計(jì)算機(jī)技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)代背景下,還可以通過(guò)信息資源共享來(lái)進(jìn)一步提高電網(wǎng)運(yùn)行安全性與穩(wěn)定性。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展將會(huì)導(dǎo)致各個(gè)行業(yè)的用電量大幅增加,此時(shí)就需要結(jié)合實(shí)際情況來(lái)加強(qiáng)對(duì)智能電網(wǎng)技術(shù)與電力調(diào)度自動(dòng)化的管理,只有不斷完善電網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)度方式,才能真正讓電力調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)發(fā)揮出應(yīng)有的價(jià)值。
在智能電網(wǎng)技術(shù)的支持下,電力調(diào)度自動(dòng)化可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸信息化,通過(guò)專(zhuān)用數(shù)據(jù)端口,可以完成電網(wǎng)生產(chǎn)信息與運(yùn)行數(shù)據(jù)的快速管理,并為電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的安全性與穩(wěn)定性提供更多保障。通過(guò)智能電網(wǎng)技術(shù),還可以從時(shí)間、空間等多個(gè)維度來(lái)完成對(duì)電力系統(tǒng)的預(yù)警與動(dòng)態(tài)監(jiān)管,通過(guò)加強(qiáng)系統(tǒng)可視化監(jiān)管,能夠最大限度地深入了解電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)。與此同時(shí),借助智能電網(wǎng)技術(shù)還可以通過(guò)深入分析電網(wǎng)的運(yùn)行情況,以此來(lái)完成對(duì)安全性的評(píng)估與總結(jié),并完成對(duì)高壓電網(wǎng)的預(yù)警與協(xié)調(diào)管理。通過(guò)整合設(shè)備檢修計(jì)劃與方法,還能夠通過(guò)業(yè)務(wù)聯(lián)合來(lái)加強(qiáng)電力調(diào)度的規(guī)范化管理,以此來(lái)讓電力調(diào)度自動(dòng)化發(fā)揮出應(yīng)有的價(jià)值。
智能電網(wǎng)技術(shù)是電力調(diào)度自動(dòng)化中不可忽視的關(guān)鍵性技術(shù),我國(guó)智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展起步相對(duì)較晚,我國(guó)的電網(wǎng)整體發(fā)展水平雖然處在轉(zhuǎn)型階段,但是智能電網(wǎng)技術(shù)依然能夠?yàn)殡娏φ{(diào)度提供非常多的幫助。需要注意的是,隨著市場(chǎng)化的不斷發(fā)展,更多經(jīng)濟(jì)實(shí)體將會(huì)進(jìn)入電力市場(chǎng)中,這將會(huì)讓電力調(diào)度工作的開(kāi)展變得更加順利。除此之外,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,各行各業(yè)對(duì)于電力能源的需求將會(huì)逐漸增加,電網(wǎng)的構(gòu)建也將變得愈發(fā)龐大,只有結(jié)合實(shí)際需求,以智能電網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ),主動(dòng)加強(qiáng)電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度,才能讓我國(guó)電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展變得更加順利。
電網(wǎng)的運(yùn)行環(huán)境往往非常復(fù)雜,野外環(huán)境下的電網(wǎng)在運(yùn)行階段非常容易受到各種外界因素所帶來(lái)的干擾,電網(wǎng)一旦在運(yùn)行階段受到嚴(yán)重影響,就容易導(dǎo)致安全事故問(wèn)題的發(fā)生。而在智能電網(wǎng)技術(shù)的支持下,則可以在電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中完成對(duì)電網(wǎng)供電狀態(tài)的監(jiān)管,結(jié)合所反饋的數(shù)據(jù)信息及時(shí)進(jìn)行故障定位與異常排查,可以將電網(wǎng)運(yùn)行中的安全風(fēng)險(xiǎn)降至最低,而且通過(guò)自動(dòng)繞過(guò)故障點(diǎn)的方式運(yùn)行,還可以有效提高電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性,降低因?yàn)殡娋W(wǎng)運(yùn)行中止所造成的損失[1]。對(duì)于電網(wǎng)系統(tǒng)而言,越是復(fù)雜的電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境,越能夠在智能電網(wǎng)技術(shù)的監(jiān)管下提高運(yùn)行質(zhì)量,因此在智能電網(wǎng)技術(shù)的幫助下,電網(wǎng)運(yùn)行能力將會(huì)得到進(jìn)一步提高。電網(wǎng)在運(yùn)行期間,如果在供電階段出現(xiàn)運(yùn)行異常,就可以在智能電網(wǎng)技術(shù)的支持下完成對(duì)故障信息的判斷與檢測(cè),只要能夠結(jié)合實(shí)際情況來(lái)完成故障處理,就可以在最短時(shí)間內(nèi)徹底排除潛在故障問(wèn)題,進(jìn)而讓電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量得到應(yīng)有的保障。
在智能電網(wǎng)技術(shù)的支持下,可以有效提高電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性,而且因?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)技術(shù)的特殊性,還可以進(jìn)一步增強(qiáng)電網(wǎng)兼容性。在電力生產(chǎn)與應(yīng)用中,兼容性良好意味著能夠最大程度滿足社會(huì)用電的基礎(chǔ)性需求,即便用戶對(duì)于供電系統(tǒng)的需求不同,同樣可以借助智能電網(wǎng)技術(shù)來(lái)滿足用戶的實(shí)際需要。
智能電網(wǎng)在用戶服務(wù)期間,可以通過(guò)技術(shù)交互的方式來(lái)為用戶提供足夠優(yōu)質(zhì)的服務(wù)體驗(yàn),通過(guò)加強(qiáng)智能電表的應(yīng)用,可以幫助用戶及時(shí)了解用電情況,此時(shí)用戶就可以結(jié)合需求來(lái)為用戶提供針對(duì)性服務(wù)。與此同時(shí),在智能電網(wǎng)技術(shù)的支持下,還可以完成對(duì)電費(fèi)賬單以及電價(jià)信息的自動(dòng)化存儲(chǔ),并結(jié)合信息網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的高效傳輸,以智能電網(wǎng)技術(shù)為核心的電網(wǎng)系統(tǒng),不僅能夠讓用戶獲得更好的服務(wù)體驗(yàn),還能讓用戶在選擇服務(wù)時(shí)變得更加具有選擇性與靈活性。
在信息化社會(huì)背景下,信息化技術(shù)將會(huì)在很多行業(yè)發(fā)揮非常重要的作用。在電網(wǎng)領(lǐng)域,電網(wǎng)信息化可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力生產(chǎn)的控制。智能電網(wǎng)技術(shù)是以信息化技術(shù)為基礎(chǔ),輔助電網(wǎng)工程開(kāi)展工作的重要一環(huán)。在信息技術(shù)的支持下,信息采集、整理等工作將會(huì)成為智能電網(wǎng)工作開(kāi)展的基礎(chǔ)。為了讓智能電網(wǎng)技術(shù)發(fā)揮出應(yīng)有的價(jià)值,就需要結(jié)合信息化發(fā)展的實(shí)際情況,主動(dòng)統(tǒng)一信息化標(biāo)準(zhǔn),并在完善電力信息平臺(tái)的同時(shí),充分發(fā)揮采集數(shù)據(jù)信息應(yīng)有的價(jià)值。與此同時(shí),還可以借助大數(shù)據(jù)技術(shù)來(lái)完成對(duì)電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息的深度挖掘,以此來(lái)讓智能電網(wǎng)技術(shù)在自動(dòng)化電力調(diào)度中實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的合理化分配。
在智能電網(wǎng)技術(shù)下,電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)主要分為數(shù)據(jù)層、通信層、網(wǎng)絡(luò)層等,具體如下。
在電力調(diào)度系統(tǒng)中,數(shù)據(jù)層的主要功能就是針對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行收集與整理,因此數(shù)據(jù)層能夠?yàn)橄到y(tǒng)正常運(yùn)行提供足夠的數(shù)據(jù)保障。從數(shù)據(jù)內(nèi)容的角度出發(fā),數(shù)據(jù)層不僅需要完成對(duì)SCADA系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的采集,還需要將供電故障后的數(shù)據(jù)信息以及廣域測(cè)量系統(tǒng)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)信息納入數(shù)據(jù)系統(tǒng)中。數(shù)據(jù)層所涉及的數(shù)據(jù)信息非常全面,只有結(jié)合實(shí)際需求來(lái)加強(qiáng)數(shù)據(jù)信息的針對(duì)性管理,才能為整個(gè)電力調(diào)度系統(tǒng)的運(yùn)行帶來(lái)足夠的幫助。
通信層由通信系統(tǒng)與指揮系統(tǒng)組成,通信層在運(yùn)行期間能夠完成對(duì)數(shù)據(jù)層與網(wǎng)絡(luò)層的連接,通過(guò)加強(qiáng)系統(tǒng)內(nèi)部的連通,可以基于供電系統(tǒng)的運(yùn)行情況來(lái)完成對(duì)智能化模塊的高效觸發(fā),通過(guò)將復(fù)雜任務(wù)分解并協(xié)調(diào)分配至各個(gè)智能模塊,可以通過(guò)合作運(yùn)行的方式來(lái)解決各種復(fù)雜任務(wù)[2]。
網(wǎng)絡(luò)層作為智能電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的重要組成部分,在運(yùn)行階段能夠?qū)?shù)據(jù)層提供的各種數(shù)據(jù)信息視為開(kāi)展工作的基礎(chǔ)條件,并在供電系統(tǒng)的運(yùn)行階段實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。在系統(tǒng)監(jiān)測(cè)期間如果發(fā)現(xiàn)異常情況,就需要結(jié)合實(shí)際需求來(lái)開(kāi)展合理化調(diào)節(jié),以此來(lái)確保供電系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定地運(yùn)行下去。
接口層將會(huì)加強(qiáng)電力系統(tǒng)與調(diào)度員等工作人員的聯(lián)系,系統(tǒng)以人性化的方式能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)層提出的決策方案,以及電網(wǎng)運(yùn)行中的數(shù)據(jù)信息全部呈現(xiàn)給調(diào)度人員。在面對(duì)能夠威脅系統(tǒng)安全性的數(shù)據(jù)信息時(shí),系統(tǒng)還能夠借助燈光、聲音等方式來(lái)向工作人員發(fā)出實(shí)景信號(hào)。因此只要能夠結(jié)合接口層電力調(diào)度系統(tǒng)的當(dāng)前運(yùn)行情況,就可以結(jié)合實(shí)際需求來(lái)進(jìn)一步完善調(diào)度方案。
電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中,必須結(jié)合實(shí)際情況來(lái)不斷優(yōu)化運(yùn)行方式,通過(guò)引入智能電網(wǎng)技術(shù),能夠在智能電網(wǎng)技術(shù)的支持下,顯著提高電力系統(tǒng)的調(diào)度效率與質(zhì)量,并避免在電力調(diào)度期間出現(xiàn)嚴(yán)重安全風(fēng)險(xiǎn)。
智能電網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)絕大多數(shù)地區(qū)得到了普及,智能電網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)讓我國(guó)各個(gè)地區(qū)相互之間的電網(wǎng)聯(lián)系變得愈發(fā)緊密。在電網(wǎng)系統(tǒng)不斷發(fā)展的今天,為了讓電網(wǎng)在運(yùn)行過(guò)程中實(shí)現(xiàn)價(jià)值最大化,就必須重點(diǎn)加強(qiáng)電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行管理,智能調(diào)度中心作為開(kāi)展智能電網(wǎng)技術(shù)的關(guān)鍵,能夠?yàn)殡娋W(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行提供非常大的幫助。例如在電網(wǎng)預(yù)警與防御技術(shù)中,電網(wǎng)面對(duì)各種緊急事件的應(yīng)急處理非常關(guān)鍵,只有結(jié)合實(shí)際情況來(lái)提前作出應(yīng)急預(yù)案,才能在面對(duì)各種風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題時(shí)順利解決問(wèn)題。智能電網(wǎng)技術(shù)在應(yīng)用期間,需要針對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)中的潛在風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行針對(duì)性監(jiān)管,必要時(shí)還可以結(jié)合實(shí)際情況來(lái)完成動(dòng)態(tài)化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,一旦在風(fēng)險(xiǎn)管理過(guò)程中發(fā)現(xiàn)潛在風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題,就需要第一時(shí)間進(jìn)行應(yīng)對(duì)。對(duì)于電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)而言,以智能電網(wǎng)技術(shù)為核心的電網(wǎng)預(yù)警與防御技術(shù),其核心價(jià)值就是保持電壓與電網(wǎng)頻率的穩(wěn)定性[3]。
在智能電網(wǎng)技術(shù)的支持下,需要在電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),智能電網(wǎng)技術(shù)作為以信息技術(shù)為核心的電網(wǎng)系統(tǒng),能夠通過(guò)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)來(lái)分析電網(wǎng)在運(yùn)行階段所需要的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)信息。在此期間,還可以將GPS 作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)標(biāo),并在自動(dòng)監(jiān)測(cè)期間保持電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。因?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)技術(shù)可以完成實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),因此能夠以動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)信息為核心來(lái)獲取系統(tǒng)機(jī)組的關(guān)鍵性數(shù)據(jù),必要時(shí)還可以結(jié)合數(shù)據(jù)信息來(lái)完成對(duì)機(jī)組調(diào)頻性能參數(shù)的評(píng)估。所有采集到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),都可以在電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中發(fā)揮出非常重要的作用,通過(guò)以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)來(lái)實(shí)現(xiàn)輔助決策,能夠從系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、系統(tǒng)穩(wěn)定性等多個(gè)維度來(lái)加強(qiáng)電網(wǎng)調(diào)度效率與質(zhì)量。在智能電網(wǎng)技術(shù)的幫助下,不僅調(diào)度人員對(duì)于智能電網(wǎng)的控制能力將會(huì)有所提高,還將在一定程度上增強(qiáng)電網(wǎng)在運(yùn)行階段的電能輸送能力。
電網(wǎng)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)往往具有較高的復(fù)雜性,以直流與交流線路混合為主的連接方式將會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量受到影響,電網(wǎng)運(yùn)行期間的穩(wěn)定性也將因此而降低。如果采用離線仿真進(jìn)行計(jì)算,就容易因?yàn)橛?jì)算機(jī)結(jié)果的精度不足而導(dǎo)致電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量受到影響。即便采用在線仿真,同樣有可能因?yàn)樾:斯δ?、預(yù)警功能等性能無(wú)法滿足實(shí)際需求而影響到系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在智能電網(wǎng)技術(shù)的支持下,通過(guò)智能在線仿真技術(shù),可以結(jié)合仿真計(jì)算結(jié)果來(lái)進(jìn)一步制定出更加適合電網(wǎng)調(diào)度的決策方案,進(jìn)而讓電網(wǎng)調(diào)度在智能化技術(shù)的支持下真正發(fā)揮出應(yīng)有的價(jià)值。在此期間,還應(yīng)該積極開(kāi)展計(jì)算機(jī)技術(shù)調(diào)研工作,通過(guò)不斷對(duì)仿真算法進(jìn)行探索與分析,能夠從軟件與硬件兩個(gè)維度來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)仿真算法的優(yōu)化。通過(guò)主動(dòng)建設(shè)智能化仿真平臺(tái),還可以在了解技術(shù)不足之處的同時(shí),進(jìn)一步發(fā)揮出智能電網(wǎng)技術(shù)的作用。除此之外,還可以結(jié)合網(wǎng)格計(jì)算、云計(jì)算等技術(shù)來(lái)進(jìn)一步完善建模、預(yù)警等工作,以此來(lái)讓智能電網(wǎng)技術(shù)背景下的電力調(diào)度自動(dòng)化變得更加順利。
在電力調(diào)度系統(tǒng)中,網(wǎng)絡(luò)分析軟件能夠借助網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞裙δ苄阅K來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行系統(tǒng)的深度分析。電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分析軟件可以在運(yùn)行階段保持規(guī)劃態(tài)、研究態(tài)與實(shí)時(shí)態(tài)三種狀態(tài)。其中規(guī)劃態(tài)可以分析電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的運(yùn)行情況,并科學(xué)預(yù)測(cè)電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)在未來(lái)一段時(shí)間的運(yùn)行狀態(tài)。研究態(tài)則能夠針對(duì)電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)過(guò)去以及當(dāng)前的運(yùn)行情況,為系統(tǒng)后續(xù)運(yùn)行提供幫助。實(shí)時(shí)態(tài)能夠分析實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù),以動(dòng)態(tài)化的數(shù)據(jù)信息來(lái)為電力調(diào)度系統(tǒng)的運(yùn)行帶來(lái)幫助。對(duì)于電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)而言,網(wǎng)絡(luò)分析功能可以有效提升系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量[4]。自動(dòng)電壓控制可以結(jié)合電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)來(lái)完成對(duì)電壓需求的實(shí)時(shí)分析,并在電壓分析過(guò)程中自動(dòng)完成電壓控制。只要電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)能夠保障電壓在運(yùn)行期間的穩(wěn)定性,就可以讓電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的供電質(zhì)量得到進(jìn)一步提高,而且自動(dòng)化電壓控制還能在一定程度上降低電網(wǎng)在運(yùn)行階段的損耗。智能電網(wǎng)技術(shù)下的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化是智能電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì),只有結(jié)合電網(wǎng)運(yùn)行需求來(lái)主動(dòng)加強(qiáng)對(duì)智能化技術(shù)的應(yīng)用,才能為電網(wǎng)調(diào)度提供更多幫助。通過(guò)將電網(wǎng)運(yùn)行管理、資源調(diào)度等功能融為一體,可以讓智能電網(wǎng)技術(shù)下的電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度質(zhì)量變得更好[5]。
總而言之,智能電網(wǎng)技術(shù)是電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分,通過(guò)對(duì)智能電網(wǎng)技術(shù)在電力調(diào)度自動(dòng)化中的應(yīng)用進(jìn)行分析,可以讓智能電網(wǎng)技術(shù)真正實(shí)現(xiàn)價(jià)值最大化。相信隨著更多人意識(shí)到電力調(diào)度自動(dòng)化的價(jià)值,智能電網(wǎng)技術(shù)與電力調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)將會(huì)更加完善。