王 靜

智能電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行面臨的關(guān)鍵技術(shù)

王 靜

項(xiàng)目 陜西省科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目（2014- kjxx- 03）

王 靜 牛 瑞

陜西地方電力（集團(tuán)）有限公司

王靜（1986-）女，碩士生，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)及其自動(dòng)化。

1 引言

在智能電網(wǎng)越來(lái)越普及的今天，智能電網(wǎng)調(diào)度作為輸電網(wǎng)絡(luò)中的核心部分，承擔(dān)著維持電力正常運(yùn)輸和平穩(wěn)運(yùn)行的重要任務(wù)。為了保證智能電網(wǎng)調(diào)度的順利進(jìn)行，必須采取一系列的智能調(diào)度技術(shù)支持相應(yīng)的系統(tǒng)目標(biāo)，進(jìn)而有效提升輸電網(wǎng)絡(luò)的配置能力和防御能力。本文主要介紹了智能電網(wǎng)的調(diào)度功能、調(diào)度技術(shù)的支持目標(biāo)以及其中的關(guān)鍵技術(shù)。

智能電網(wǎng)的出現(xiàn)是電力工業(yè)中的一場(chǎng)變革，帶領(lǐng)著電力工業(yè)在各個(gè)領(lǐng)域方面進(jìn)行了改革，所以電力調(diào)度通信中心作為電網(wǎng)運(yùn)行的直接生產(chǎn)單位，其智能化的運(yùn)行就顯得尤為重要。也只有實(shí)現(xiàn)智能化才能夠安全、穩(wěn)定、有效地運(yùn)轉(zhuǎn)，才能夠滿足智能電網(wǎng)的要求。

2 智能電網(wǎng)調(diào)度概述

智能電網(wǎng)的基本概念

現(xiàn)階段，世界各國(guó)都從各自的出發(fā)點(diǎn)對(duì)智能電網(wǎng)進(jìn)行了定義，但是國(guó)內(nèi)外還沒有對(duì)智能電網(wǎng)明確概念，世界的發(fā)展所面臨的主要問(wèn)題就是降低損耗、節(jié)約能源，用可再生的綠色能源將化石能源和煤炭能源取代，創(chuàng)造一個(gè)新的能源使用體系，采用一系列的先進(jìn)技術(shù)將電網(wǎng)體系的能源開發(fā)出來(lái)，使之成為用之不竭的源泉?？偟膩?lái)講，智能電網(wǎng)就是通過(guò)先進(jìn)的控制技術(shù)和通信技術(shù)，利用新型的能源，將電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、可靠性和穩(wěn)定性提高上來(lái)。

智能電網(wǎng)調(diào)度的基本功能

智能電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)能夠保證發(fā)電和用電的平衡度，使電力系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定地運(yùn)行，智能電網(wǎng)調(diào)度的基本功能如下：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各種設(shè)備的運(yùn)行情況，并且保證電網(wǎng)的頻率和電壓在額定的范圍之內(nèi)，對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)采取措施，避免事故的發(fā)生。對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行方式進(jìn)行安全檢測(cè)，保證電網(wǎng)的電力和電量平衡。對(duì)電網(wǎng)調(diào)度中的決策提供依據(jù)，為其他的職能部門提供技術(shù)方面的支持，為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供支持。對(duì)電網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集、傳輸提供技術(shù)保障，在最大程度上保證系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定地運(yùn)行。

3 智能調(diào)度技術(shù)的主要目標(biāo)

開放并且可擴(kuò)展

智能電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)該是開放性的，要能夠滿足系統(tǒng)各個(gè)方面的要求，比如系統(tǒng)的升級(jí)和維護(hù)等。要能夠支持第三方插件，具備自由擴(kuò)展的功能，有應(yīng)用和軟件需要升級(jí)可以迅速地完成。

先進(jìn)實(shí)用

智能電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)和應(yīng)用等方面的設(shè)計(jì)都要借鑒一些國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)成果，采用實(shí)用的體系架構(gòu)，進(jìn)行安全的分區(qū)，采用標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的可視化界面國(guó)際比較前沿的技術(shù)，使系統(tǒng)在國(guó)際上處于相對(duì)比較領(lǐng)先的位置。

安全可靠

智能電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)在技術(shù)方面要將系統(tǒng)安全方面的要求充分地考慮到，要遵循電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)的相關(guān)原則，在邊界的安全防護(hù)基礎(chǔ)上，采用國(guó)產(chǎn)的安全操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)證書技術(shù)的應(yīng)用加強(qiáng)信息安全，在權(quán)限的管理方面設(shè)置認(rèn)證控制。

便于管理和維護(hù)

智能電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)該對(duì)應(yīng)用進(jìn)行靈活的配置和管理，從而實(shí)現(xiàn)靈活的裁剪。要支持工程實(shí)施環(huán)境的參數(shù)化使用和可配置性，對(duì)于客戶調(diào)整和平臺(tái)功能都能夠方便使用，注重用戶的感受，對(duì)于日常的運(yùn)行、升級(jí)和維護(hù)等都應(yīng)該方便快捷。

4 智能電網(wǎng)調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)

實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)負(fù)荷采集技術(shù)

應(yīng)用這一技術(shù)能夠同時(shí)獲取電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息和穩(wěn)定信息，并且信息量很大，這是電力系統(tǒng)在運(yùn)行和控制方面的新途徑?？梢詫?shí)現(xiàn)告訴同步測(cè)量和數(shù)據(jù)的記錄，并且可以對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)負(fù)荷采集，填補(bǔ)了SCADA/EMS系統(tǒng)在采集電網(wǎng)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)方面的空缺，成為了一種行之有效的手段，對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行做出了很大的貢獻(xiàn)。

預(yù)警決策技術(shù)

在對(duì)智能電網(wǎng)實(shí)行了動(dòng)態(tài)負(fù)荷采集技術(shù)的基礎(chǔ)上能夠?qū)崿F(xiàn)在線計(jì)算，這可以為調(diào)度運(yùn)行方面的人員提供電網(wǎng)實(shí)時(shí)的運(yùn)行信息，并且為運(yùn)行人員提供預(yù)決策的依據(jù)，這樣能夠有效地提高調(diào)度運(yùn)行人員對(duì)電網(wǎng)的控制，在一定程度上提高了調(diào)度運(yùn)行人員對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的駕馭能力，這一點(diǎn)是進(jìn)行電網(wǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)預(yù)警和決策的基礎(chǔ)，目前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有一些網(wǎng)省公司建成了電網(wǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)預(yù)警決策系統(tǒng)。

電網(wǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)預(yù)警決策系統(tǒng)的功能有很多，除去低頻振蕩分析和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)之外，還有一些比較高端的計(jì)算和應(yīng)用的功能都可以實(shí)現(xiàn)，其計(jì)算的主要方法也相對(duì)一致。動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)預(yù)警決策系統(tǒng)和一些EMS/SCADA的在線系統(tǒng)還是有一定的區(qū)別的，主要有以下幾方面的區(qū)別。

電網(wǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)預(yù)警決策系統(tǒng)在計(jì)算方面和EMS/ SCADA的在線系統(tǒng)中穩(wěn)定計(jì)算是有所不同的，電網(wǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)預(yù)警決策系統(tǒng)的估計(jì)精度要稍高一些，利用的是PMU進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，有效改善了SCADA在數(shù)據(jù)傳輸方面不準(zhǔn)確的缺點(diǎn)，并利用PMU測(cè)量的相角實(shí)現(xiàn)和SCADA的數(shù)據(jù)的混合狀態(tài)估計(jì)，這樣也能夠在一定的程度上提高狀態(tài)估計(jì)的精準(zhǔn)度。

現(xiàn)在電網(wǎng)都已經(jīng)相互聯(lián)結(jié)，并且在系統(tǒng)的規(guī)模上也相應(yīng)擴(kuò)大，所以經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)電網(wǎng)的低頻振蕩。電網(wǎng)動(dòng)態(tài)預(yù)警決策系統(tǒng)能夠根據(jù)PMU上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，并對(duì)低頻振蕩進(jìn)行在線分析。電網(wǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)預(yù)警決策系統(tǒng)能夠?qū)﹄娋W(wǎng)的相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行連續(xù)的跟蹤，并且在線對(duì)動(dòng)態(tài)曲線的頻譜進(jìn)行計(jì)算和分析，在出現(xiàn)危險(xiǎn)信息的時(shí)候及時(shí)向調(diào)度運(yùn)行人員發(fā)出警告，并且將異常的區(qū)域在電網(wǎng)的區(qū)域圖上標(biāo)注出來(lái)，與此同時(shí)將數(shù)據(jù)平臺(tái)上的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)觸發(fā)出來(lái)。

PMU能夠通過(guò)三大功能對(duì)同一時(shí)間斷面上的數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取，并且能夠有效地解決低頻振蕩事故發(fā)生時(shí)的數(shù)據(jù)記錄問(wèn)題，所以國(guó)家加大了對(duì)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)的力度，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)預(yù)警決策，并構(gòu)建了強(qiáng)大的系統(tǒng)體系，在很大程度上將電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行人員對(duì)電網(wǎng)的駕馭能力提高上來(lái)。

在線分析預(yù)測(cè)技術(shù)

在電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的工作過(guò)程中，電網(wǎng)運(yùn)行的方式是否能夠合理安排是電網(wǎng)能夠安全穩(wěn)定地運(yùn)行的基本條件。電網(wǎng)是在負(fù)荷預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)之上安排運(yùn)行的方式的，對(duì)于電網(wǎng)輸變電的設(shè)備的一系列計(jì)劃進(jìn)行合理安排能夠使電網(wǎng)安全穩(wěn)定地運(yùn)行。人們?cè)趯?duì)這方面進(jìn)行考慮的時(shí)候通常都是考慮n-1故障下的安全穩(wěn)定性，也就是說(shuō)電網(wǎng)在受到單一擾動(dòng)的情況下，能夠?qū)﹂_關(guān)和重合閘等動(dòng)作進(jìn)行保護(hù)，進(jìn)而保證電力系統(tǒng)和電網(wǎng)的正常運(yùn)行，不會(huì)發(fā)生連鎖跳閘的現(xiàn)象。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)智能電網(wǎng)的調(diào)度運(yùn)行相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了討論，智能電網(wǎng)的調(diào)度運(yùn)行相關(guān)技術(shù)還需要進(jìn)一步的研究，并且要隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展在實(shí)踐中進(jìn)行探索，努力開發(fā)出新的技術(shù)并加以運(yùn)用。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.02.076