易鵬飛

【摘 要】近些年來，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，人民的生產(chǎn)生活對電力的需求量日益增加，我國的電網(wǎng)為了適應(yīng)新時(shí)期的電力需求，進(jìn)行了深化改革，滿足用戶對電網(wǎng)可靠性的要求，在此過程中需要投入大量人力、物力，發(fā)展智能電網(wǎng)有利于提高電力管理的工作效率，節(jié)省人力，實(shí)現(xiàn)工作效益與經(jīng)濟(jì)效益雙豐收。電網(wǎng)調(diào)度中心作為指揮系統(tǒng)，發(fā)展智能化電網(wǎng)的應(yīng)用技術(shù)顯得更為重要。本文就智能電網(wǎng)的調(diào)度和運(yùn)行技術(shù)進(jìn)行討論。對智能化電網(wǎng)作簡要的分析。

【關(guān)鍵詞】大電網(wǎng)；智能電網(wǎng)；調(diào)度系統(tǒng)

在新世紀(jì)里，世界各國都重視本國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高，工業(yè)企業(yè)大量建立，對于能源的需求日益增大，現(xiàn)有的能源供應(yīng)水平已經(jīng)顯得捉襟見肘了。節(jié)能減排、提高能源利用效率和建立可持續(xù)的發(fā)展模式成為全世界的共同呼聲。電能是能源產(chǎn)業(yè)的重要部分，提高電能的使用效率是節(jié)約能源的重要手段。智能電網(wǎng)調(diào)控技術(shù)產(chǎn)生的目的在于運(yùn)用先進(jìn)的控制手段最大程度地提高電網(wǎng)中電力資源的使用效率。智能電網(wǎng)通過利用新資源和先進(jìn)的通信手段及控制技術(shù)，提升電網(wǎng)運(yùn)營的安全性、穩(wěn)定性和供電可靠性。

一、電網(wǎng)調(diào)度智能化的優(yōu)點(diǎn)分析

在傳統(tǒng)的電力工作中，電網(wǎng)調(diào)度工作是由變電站和調(diào)度站完成的。但隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，電網(wǎng)調(diào)度進(jìn)入了自動(dòng)化的新的發(fā)展階段，經(jīng)歷了集中化、分布式的發(fā)展過程。電網(wǎng)的調(diào)度主系統(tǒng)則是在電腦數(shù)據(jù)收集和監(jiān)控的SCADA的進(jìn)步中逐漸建立起來的。在傳統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中，由于受到信息傳輸?shù)膯雾?xiàng)性、局部控制自動(dòng)化技術(shù)偏低的影響，使系統(tǒng)間信息共享能力很低，調(diào)控系統(tǒng)的各個(gè)組成部分處于彼此獨(dú)立狀態(tài)，難以形成完善的統(tǒng)一體，無法應(yīng)對電力系統(tǒng)發(fā)展中對電力調(diào)控的要求。相對于傳統(tǒng)的電力調(diào)度系統(tǒng)，智能電網(wǎng)調(diào)控技術(shù)具有明顯的優(yōu)越性，其主要表現(xiàn)包含以下幾方面：第一，電網(wǎng)智能化調(diào)度可以創(chuàng)造一個(gè)有效的信息交流平臺，提高電網(wǎng)間的信息獲取率，實(shí)現(xiàn)安全、通暢、可靠的信息交流，方便調(diào)控站對整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)營信息有一個(gè)全面了解，并對平臺上的信息進(jìn)行有效整合、利用；第二，電網(wǎng)智能化調(diào)度能夠?qū)﹄娋W(wǎng)中的運(yùn)營信息進(jìn)行分析和整理，為電網(wǎng)調(diào)控管理工作提供信息服務(wù)，使管理人員可以對電網(wǎng)的運(yùn)營情況有一個(gè)全面的了解，成為電網(wǎng)調(diào)控管理方案研究制定的重要依據(jù)；第三：智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)可以對各個(gè)地區(qū)的電網(wǎng)調(diào)控和電網(wǎng)運(yùn)營質(zhì)量進(jìn)行改良，形成智能化重組體系，智能化調(diào)度技術(shù)通過對整個(gè)電網(wǎng)的優(yōu)化組合，獲取較為全面的信息，確保整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)營處于最佳狀態(tài)，提高電網(wǎng)的運(yùn)行效率，以此提高能源的使用率，實(shí)現(xiàn)資源的合理利用。

二、智能電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行技術(shù)的要點(diǎn)

（一）電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控技術(shù)

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展為電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在廣闊范圍內(nèi)進(jìn)行監(jiān)控提供了技術(shù)手段支持，上世紀(jì)九十年代，根據(jù)全球定位系統(tǒng)（GPS）中的相量測量單元（PMU）出現(xiàn)，這表明同步相量技術(shù)的產(chǎn)生。采用廣域的動(dòng)態(tài)監(jiān)測（WAMS）技術(shù)可以在相同的時(shí)間獲取電力系統(tǒng)中的動(dòng)態(tài)信息及平穩(wěn)信息，為電力系統(tǒng)的運(yùn)營和操控創(chuàng)造了新的實(shí)現(xiàn)途徑。該系統(tǒng)中運(yùn)用了PMU的幾個(gè)特點(diǎn)：1、對發(fā)動(dòng)機(jī)的功角進(jìn)行直接測量；2、時(shí)間上每隔40ms就會向調(diào)度總站報(bào)告一次電網(wǎng)的運(yùn)營數(shù)據(jù)；3、利用GPS技術(shù)為每個(gè)數(shù)據(jù)做上標(biāo)記，以便在同一時(shí)刻獲得不同區(qū)域的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的有效監(jiān)測、記錄以及電網(wǎng)內(nèi)的波動(dòng)、電網(wǎng)低頻振動(dòng)警告，提高整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行的平穩(wěn)性。這一系統(tǒng)彌補(bǔ)了以往系統(tǒng)中不能搜集電網(wǎng)中的動(dòng)態(tài)信息的缺點(diǎn)，將會對整個(gè)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性、預(yù)警機(jī)制、調(diào)控、故障分析參數(shù)識別和管理人員在線分析決策大有益處。對于整個(gè)電力系統(tǒng)的操控帶來巨大影響。

（二）電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)檢測預(yù)報(bào)和輔助決策技術(shù)

智能調(diào)控技術(shù)通過對電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測，進(jìn)行在線整理運(yùn)算，向調(diào)度管理人員提供電網(wǎng)運(yùn)行的檢測信息，并為決策提出參考信息，提高電網(wǎng)調(diào)度人員對電網(wǎng)的控制能力，這就是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測和輔助決策技術(shù)設(shè)立的目的。它包含的內(nèi)容有：電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測、在線評估、在線靜態(tài)的可靠性分析、電壓的穩(wěn)定程度分析、熱穩(wěn)定的在線評析、功角的穩(wěn)定性計(jì)算、在線暫態(tài)電壓的分析與運(yùn)算、在線頻率的分析與計(jì)算、在線低頻的分析、在線熱穩(wěn)定狀況的分析、在線暫態(tài)電壓的平穩(wěn)性預(yù)防輔助決策、在線低頻振蕩的預(yù)防控制決策等。動(dòng)態(tài)檢測預(yù)報(bào)和輔助決策技術(shù)可以幫助提升電網(wǎng)斷面的傳送功率。在調(diào)度部門中，大家通常都根據(jù)斷面極限功率去控制潮流，這種概念是基于負(fù)荷變化，為了使調(diào)度部門更加靈活地調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組的出力而建立的。斷面極限功率的設(shè)立是假設(shè)發(fā)電機(jī)組的功率滿發(fā)的基礎(chǔ)上，通過調(diào)整負(fù)荷變化進(jìn)行模擬計(jì)算而取得的。這種方法比較保守，這種方法得到的極限功率應(yīng)用于負(fù)荷一定時(shí)，如此得到的極限功率很小。因?yàn)樵陔娋W(wǎng)負(fù)荷時(shí)出現(xiàn)大幅波動(dòng)性的可能較小，所以可以參照實(shí)時(shí)獲取的電網(wǎng)的負(fù)荷水平，基于獲得的負(fù)荷水平得出極限功率，如此可以較大程度的提升電網(wǎng)輸送量。

（三）電網(wǎng)運(yùn)行的智能決策技術(shù)

建立智能電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行技術(shù)，其目的是為了服務(wù)電網(wǎng)的運(yùn)營，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定。在電網(wǎng)調(diào)度工作中，電網(wǎng)運(yùn)行方式是否合理是電網(wǎng)安全運(yùn)行的先決條件。電網(wǎng)運(yùn)行方式的制定是在預(yù)先對電網(wǎng)進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測的基礎(chǔ)上，制定電網(wǎng)中的輸變電器械的維修實(shí)施發(fā)電計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全平穩(wěn)運(yùn)行。

當(dāng)電力系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，人們通?？紤]的是在n-1故障發(fā)生情況下的安全性，指的是當(dāng)電網(wǎng)受到某一干擾后，保護(hù)、開關(guān)以及閘門正確運(yùn)行，不采取相關(guān)的穩(wěn)定性調(diào)控措施，保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，其他元件不受損失。這種方式因?yàn)橛?jì)算量龐大，在檢修時(shí)往往費(fèi)時(shí)費(fèi)力，工作效率極低。而采用智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行情況的在線分析，這樣就大幅降低了電網(wǎng)管理人員的工作量，顯著提升工作效率。

不管是電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測和預(yù)警技術(shù)、輔助決策功能還是電網(wǎng)運(yùn)行的在線分析技術(shù)，這些技術(shù)的功能在于將電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性分析從離線人工化發(fā)展到在線智能化，有效減少人員工作量，提升電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定性。尤其是在電網(wǎng)運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)，智能電網(wǎng)調(diào)控技術(shù)可以在最短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)整體數(shù)據(jù)的分析，提出解決對策。大大減少多重故障帶來的巨大工作量。并且為電網(wǎng)管理者提供電網(wǎng)故障風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測信息，運(yùn)用復(fù)雜的系統(tǒng)化理論，以及協(xié)調(diào)控制決策技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)運(yùn)行的綜合性風(fēng)險(xiǎn)分析。經(jīng)過對外部環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)評估提出預(yù)警，在事故發(fā)生前和發(fā)生后分別提出決策，提高電力系統(tǒng)問題解決的效率。

三、總結(jié)

建立高效的智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)，以節(jié)能為導(dǎo)向發(fā)展電力調(diào)度模式，這是當(dāng)前電力事業(yè)發(fā)展的必然趨勢。智能調(diào)度技術(shù)從電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測技術(shù)、電網(wǎng)運(yùn)行的預(yù)警與輔助決策功能以及電網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)分析等等技術(shù)上的運(yùn)用，推動(dòng)電網(wǎng)的高效運(yùn)作，為調(diào)度管理人員提供電力系統(tǒng)預(yù)警和故障原因數(shù)據(jù)分析，為保障電網(wǎng)的安全、平穩(wěn)化運(yùn)作建立數(shù)據(jù)分析平臺，有效的提高電力系統(tǒng)的工作效率和問題處理能力。其目的在于以先進(jìn)的技術(shù)和智能化手段實(shí)現(xiàn)電源多樣性、提升能源的利用效率、增強(qiáng)現(xiàn)有電網(wǎng)的運(yùn)行水準(zhǔn)、提升用戶的滿意度。目前我國的智能電力調(diào)度技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用還需要在工作中不斷的摸索、完善，隨著科技的不斷發(fā)展，電網(wǎng)調(diào)控的智能化水平將會取得更好的發(fā)展前景。

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