王彥武

（廣東電網(wǎng)汕頭潮南供電局）

智能電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度運行的研究

王彥武

（廣東電網(wǎng)汕頭潮南供電局）

電網(wǎng)實時動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)是智能電網(wǎng)的一個重要組成部分，該系統(tǒng)具有動態(tài)監(jiān)測和快速計算的強大功能，利用該系統(tǒng)可以實現(xiàn)電網(wǎng)的經(jīng)濟化調(diào)度。電網(wǎng)實時動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)可以動態(tài)監(jiān)測電網(wǎng)的電壓、電流和相角等電網(wǎng)動態(tài)數(shù)據(jù)，及時獲取電網(wǎng)的各項實時參數(shù)，為以后的數(shù)據(jù)計算提供可靠的數(shù)據(jù)參考。隨后，該系統(tǒng)強大的計算功能可以進行分析和計算，從而實現(xiàn)電網(wǎng)運行的經(jīng)濟調(diào)度。運用電網(wǎng)實時動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，可以實現(xiàn)網(wǎng)損的在線計算并且可以做出可靠的統(tǒng)計，為電網(wǎng)運行的管理人員提供充足的信息和指導(dǎo)。通過以上方法，就可以實現(xiàn)電網(wǎng)運行有功和無功的經(jīng)濟化調(diào)度，整個電網(wǎng)的運行經(jīng)濟性也會獲得很大的提高。本文從電網(wǎng)實時動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)和電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度兩個方面來介紹對于電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度的研究。

智能電網(wǎng)；經(jīng)濟調(diào)度；動態(tài)監(jiān)測

1 電網(wǎng)實時動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)

1.1 智能電網(wǎng)的概述

概括來講，智能電網(wǎng)就是實現(xiàn)電網(wǎng)的智能化，其建立的基礎(chǔ)離不開高度集成和快速通信的電力網(wǎng)絡(luò)，需要先進的傳感技術(shù)和測量技術(shù)，通過快速的通信設(shè)備，穩(wěn)定的控制技術(shù)最終達到?jīng)Q策支持的目的。智能化的電網(wǎng)可以實現(xiàn)電網(wǎng)安全可靠、經(jīng)濟高效運行的目的。智能電網(wǎng)的建立是為了滿足21世紀(jì)供電需求。

1.2 電網(wǎng)實時動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)

先強調(diào)兩個基本性的問題：①電網(wǎng)運行調(diào)度人員的基本職責(zé)是不能出現(xiàn)安全事故，保障電網(wǎng)的安全。②電廠發(fā)電機組的發(fā)電任務(wù)受政府的監(jiān)督和指導(dǎo)，所以電網(wǎng)調(diào)度運行人員都是需要按照合同任務(wù)執(zhí)行操作的，這樣就很難做到電網(wǎng)的經(jīng)濟化調(diào)度。

這里提到的電網(wǎng)實時動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)是以廣域測量系統(tǒng)為基礎(chǔ)的，并且包括后續(xù)高級功能，這樣綜合而成的電網(wǎng)實時動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)具有實時監(jiān)測和快速計算的功能?；诳焖賯鬏?shù)耐ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)在的電網(wǎng)測量參數(shù)可以以20ms/次的速度上傳，這樣的速度基本上就是實時監(jiān)測，不會有影響性的信號延遲，稱為電網(wǎng)實時監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)還具有強大的計算功能，根據(jù)電網(wǎng)實時的測量參數(shù)，還可以快速地計算出電網(wǎng)調(diào)度需要的各種參數(shù)，為電網(wǎng)調(diào)度人員提供各種詳細的參數(shù)和指導(dǎo)意見。有了電網(wǎng)實時監(jiān)測系統(tǒng)，電網(wǎng)的經(jīng)濟調(diào)度將變得更加科學(xué)和快速。

2 電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度的實現(xiàn)

2.1 電量參數(shù)的測量及分析

首先介紹基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。在電量參數(shù)測量這個環(huán)節(jié)，核心部件就是同步向量測量單元。其存在實現(xiàn)了電網(wǎng)電量參數(shù)的動態(tài)監(jiān)測和存儲，并且可以和電網(wǎng)省公司的廣域測量系統(tǒng)相連接，把采集到的各種電量參數(shù)實時地傳輸?shù)诫娋W(wǎng)實時監(jiān)測系統(tǒng)，為以后的各種計算提供可靠的依據(jù)。

同步向量測量單元采集電量參數(shù)的速度為20ms/次，并且可以做到非常精確，可以快速把電量的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號傳輸進入通信網(wǎng)絡(luò)。在每個測量節(jié)點，該單元可以測量該點的電壓、電流和相位等信息。此外，還可以給每個測量點打上時間標(biāo)志，這樣的操作是為了方便統(tǒng)計，有個時間標(biāo)志以后，可以清楚地記錄電網(wǎng)在時間軸上的動態(tài)參數(shù)。通過統(tǒng)計，可以得出該地區(qū)在一段時間內(nèi)電網(wǎng)有功和無功的分配，發(fā)電量和用電負荷之間的關(guān)系，經(jīng)過整理過后，可以作為信息參考提供給電網(wǎng)調(diào)度人員。

2.2 電網(wǎng)損耗的在線分析計算過程

在這里先介紹一下傳統(tǒng)的電網(wǎng)網(wǎng)損的計算辦法?，F(xiàn)在采用最多的是用上網(wǎng)關(guān)口的電量減去下網(wǎng)關(guān)口電量的辦法，得出的差值就是電網(wǎng)的網(wǎng)損。這樣的做法有一個很大的缺點，就是對電能表的依賴比較大，如果電能表不能可靠地采集電量數(shù)據(jù)，就很有可能誤導(dǎo)電網(wǎng)調(diào)度人員。

另外一點，現(xiàn)在的網(wǎng)損計算并不是實時的，而是離線進行的。現(xiàn)在的離線算法雖然可以得到電網(wǎng)的網(wǎng)損參數(shù)，但是存在計算不夠精確并且不能計算實時網(wǎng)損參數(shù)的缺點。

本文提出的基于電網(wǎng)實時動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的網(wǎng)損計算辦法將會很好地計算出實時準(zhǔn)確的電網(wǎng)網(wǎng)損參數(shù)。電網(wǎng)是一個動態(tài)的系統(tǒng)，所以很多參數(shù)都是動態(tài)變化的，而網(wǎng)損是一個和很多電氣參數(shù)都相關(guān)的物理量，所以，實時的網(wǎng)損計算將會更加地準(zhǔn)確。以下是網(wǎng)損在線計算的操作步驟：①首先通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，然后根據(jù)程序給定的公式進行電網(wǎng)的常規(guī)潮流計算，因為計算機的計算速度很快，只要給出可靠的計算公式，就可以得到實時準(zhǔn)確的計算數(shù)據(jù)。通過計算得出的線路損耗和變壓器損耗，二者相加就是電網(wǎng)的實施動態(tài)損耗數(shù)據(jù)，這樣的計算結(jié)構(gòu)可以為電網(wǎng)調(diào)度人員提供更有價值的信息。②電網(wǎng)的參數(shù)計算是需要一定時間的，通過得出的參數(shù)，再和時間做一個乘積，就可以得出網(wǎng)損損耗的電量總和。③當(dāng)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集足夠密集的時候，計算精度就更加準(zhǔn)確。④電網(wǎng)實時監(jiān)測系統(tǒng)計算得出的網(wǎng)損數(shù)據(jù)可以作為電網(wǎng)調(diào)度人員的一個重要參考，當(dāng)電網(wǎng)電能表數(shù)據(jù)和電網(wǎng)實時監(jiān)測系統(tǒng)出現(xiàn)較大的別的時候就需要為調(diào)度人員報警，必要時需要安排檢修人員到現(xiàn)場去檢查設(shè)備是否完好。

2.3 電網(wǎng)的經(jīng)濟調(diào)度

要實現(xiàn)電網(wǎng)的經(jīng)濟調(diào)度有一個基本的理論就是最優(yōu)潮流準(zhǔn)則，但是現(xiàn)在的電力網(wǎng)絡(luò)異常龐大，過多的節(jié)點和不能保證的斂散性都決定傳統(tǒng)的計算機算法不能精確地應(yīng)用到實際中。主要的原因包括以下幾點：

1）隨著電網(wǎng)的發(fā)展，電力網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)變得非常龐大，節(jié)點的數(shù)目巨大，最重要的一點是，眾多節(jié)點的斂散性不能保障，所以計算機算法得出數(shù)據(jù)不能作為準(zhǔn)確的依靠。

2）現(xiàn)有的基于潮流計算的數(shù)據(jù)還不能滿足需求。原因很簡單，現(xiàn)在應(yīng)用的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還有一定的缺陷，因為電網(wǎng)是非常龐大的，所以不同地域數(shù)據(jù)采集的時候不能滿足同時上傳到網(wǎng)絡(luò)的要求，甚至強行采用的話會出現(xiàn)很多的錯誤，導(dǎo)致計算的結(jié)果也會出現(xiàn)錯誤，從而不能使用，出現(xiàn)系統(tǒng)故障。如果單從理論上來講，大量的增加數(shù)據(jù)采集需要的數(shù)據(jù)采集模塊，可以增加系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，但是如果要達到足夠的可靠，需要增加的模塊數(shù)量也是非常巨大的，所以這個辦法是不現(xiàn)實的。

這里需要強調(diào)的一點是，實際上電網(wǎng)調(diào)度人員也有一定的局限性，其操作和命令也不是只考慮電網(wǎng)的經(jīng)濟運行下達的，需要照顧集團和領(lǐng)導(dǎo)安排的一些任務(wù)，必須滿足合同上簽訂的任務(wù)，這樣電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度就變得更加困難了。

2.4 有功功率的經(jīng)濟化調(diào)控

電網(wǎng)實時動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)具有很好的數(shù)據(jù)采集能力，所做的第一步就是通過電網(wǎng)實時監(jiān)測系統(tǒng)嚴(yán)格精確地采集電網(wǎng)中發(fā)電機有功功率的各種參數(shù)，包括指令平均響應(yīng)速度和指令平均調(diào)節(jié)精度等各項指標(biāo)，上傳到通訊網(wǎng)絡(luò)。

接下來可以應(yīng)用計算機系統(tǒng)強大的在線計算功能，利用研究建立的數(shù)學(xué)模型，編寫好相應(yīng)的程序，最終完成相應(yīng)的計算，最后把計算結(jié)構(gòu)傳遞給電網(wǎng)調(diào)度人員，完成電網(wǎng)有功功率的調(diào)節(jié)。

2.5 無功功率的經(jīng)濟化調(diào)控

電壓是衡量電能質(zhì)量的一個重要參數(shù)。而無功功率的調(diào)節(jié)又是直接關(guān)系到電網(wǎng)電壓分布的一個重要內(nèi)容。所以，電網(wǎng)實時動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)對于電壓的調(diào)節(jié)具有非常重要的意義。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以分區(qū)域，分時段，精確精密對各個點進行數(shù)據(jù)采集，并通過計算機的計算功能，快速地計算出應(yīng)該如何更經(jīng)濟地調(diào)節(jié)無功功率，這樣做的好處是可以大大縮短調(diào)節(jié)時間，更好地保障電網(wǎng)電壓合格又能保障電網(wǎng)的經(jīng)濟運行。

3 結(jié)束語

智能電網(wǎng)成為一個必然的發(fā)展趨勢，必將在以后的電網(wǎng)運行中發(fā)揮重要的作用。本文介紹的電網(wǎng)實時動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)具有強大的數(shù)據(jù)采集能力和在線計算能力，極大地提高了電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)采集處理能力，使資源能夠得到更好的優(yōu)化利用，科學(xué)高效地促進電網(wǎng)的發(fā)展。

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2016-08-26）