劉 翔

（國電南瑞科技股份有限公司 電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制技術(shù)分公司，江蘇 南京 210000）

0 引 言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下能夠促進(jìn)電網(wǎng)電力調(diào)度統(tǒng)一開展，打造安全、穩(wěn)定的控制模式，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)度管理的目標(biāo)，同時(shí)為智能化多元管理工作的順利落實(shí)奠定基礎(chǔ)。

1 智能電網(wǎng)電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)概述

1.1 組 成

在智能電網(wǎng)應(yīng)用過程中，為了維持其應(yīng)用性能和要求，調(diào)度控制系統(tǒng)中的各層級(jí)充分發(fā)揮其實(shí)際作用，從而形成統(tǒng)一的控制模式[1]。各層級(jí)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 智能電網(wǎng)電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的層級(jí)結(jié)構(gòu)

操作層包括對(duì)應(yīng)的硬件平臺(tái)，較為常見的是Windows、Linux、Unix等，用戶結(jié)合實(shí)際應(yīng)用需求選取對(duì)應(yīng)的平臺(tái)并配置合理的資源模塊，以便能基于平臺(tái)開展后續(xù)工作。平臺(tái)層主要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中分析和計(jì)算，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)處理、權(quán)限設(shè)置、報(bào)警信息管理以及系統(tǒng)管控等。通過打造完整的數(shù)據(jù)應(yīng)用模塊，為管理業(yè)工作業(yè)務(wù)的開展提供更加明確的圖形界面[2]。除此之外，在平臺(tái)層還能保證數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸管理的實(shí)時(shí)性跟蹤，建立有效的跟蹤路徑評(píng)估模式，從而提升數(shù)據(jù)傳輸管控的基本效率。應(yīng)用層主要負(fù)責(zé)整個(gè)智能電網(wǎng)調(diào)度工作的協(xié)調(diào)管理，充分發(fā)揮系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值和作用，具體包括安全校驗(yàn)、調(diào)度管理以及實(shí)時(shí)性監(jiān)測(cè)，為智能調(diào)度自動(dòng)化控制整體調(diào)度工作的順利開展提供保障。

1.2 總體架構(gòu)

在建立基礎(chǔ)層級(jí)結(jié)構(gòu)后，借助硬件設(shè)施的高端維護(hù)和軟件系統(tǒng)的安全協(xié)調(diào)管理，配合高性能計(jì)算機(jī)集群技術(shù)構(gòu)建較為安全的控制模式，從而充分發(fā)揮其運(yùn)算和信息處理優(yōu)勢(shì)，為調(diào)度中心開展智能調(diào)度自動(dòng)化控制提供保障?；诖?，以調(diào)度中心為核心，形成集實(shí)時(shí)性監(jiān)控、預(yù)警、調(diào)度以及安全校準(zhǔn)等功能于一體的控制系統(tǒng)[3]。具體控制系統(tǒng)構(gòu)成如圖2所示。

圖2 控制系統(tǒng)構(gòu)成

在智能電網(wǎng)電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)具體功能，各個(gè)層級(jí)要建立實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)共享管理機(jī)制，在保證協(xié)同銜接的同時(shí)，提高國調(diào)、網(wǎng)調(diào)、省調(diào)工作的綜合效能。圍繞電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)搭建，通過解決復(fù)雜的電力調(diào)度問題，將分布式實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)庫、實(shí)時(shí)性控制圖形遠(yuǎn)程繪制模塊等融合在一起，配合更加先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，從而搭建橫向集成和縱向貫通相融合的資源配置模式，進(jìn)一步提高智能電網(wǎng)的工作水平[4]。

2 智能電網(wǎng)電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)優(yōu)化模型

在明確智能電網(wǎng)電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)要求和組成結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對(duì)電力調(diào)度予以優(yōu)化處理，形成更加合理可控的運(yùn)行模型，從而提高智能電網(wǎng)電力調(diào)度工作的綜合應(yīng)用效果[5]。

目前，電力系統(tǒng)中應(yīng)用的智能電網(wǎng)電力調(diào)度系統(tǒng)已經(jīng)全面落實(shí)自動(dòng)化控制技術(shù)，為了更好地提升資源利用率，可以借助風(fēng)力發(fā)電等新能源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制處理。通過對(duì)新能源進(jìn)行多尺度協(xié)調(diào)優(yōu)化，在保證逐層管理的同時(shí)，減少預(yù)測(cè)誤差造成的影響[6]。一方面，借助新能源模式下的智能電網(wǎng)控制技術(shù)獲取更加精準(zhǔn)的效果，在原有系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行模型仿真。例如，新能源風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具備較為突出的荷載能力，并且各個(gè)層級(jí)之間的系統(tǒng)調(diào)峰特性和電網(wǎng)最大輸送能力存在較大差異，此時(shí)要借助時(shí)序仿真風(fēng)電年度計(jì)劃對(duì)其進(jìn)行跟蹤評(píng)估，從而在不同時(shí)段連續(xù)優(yōu)化電網(wǎng)動(dòng)態(tài)平衡參數(shù)[7]。另一方面，要結(jié)合智能電網(wǎng)電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用要求，配合省級(jí)年度風(fēng)電計(jì)劃完成模型系統(tǒng)的優(yōu)化處理，從而為運(yùn)行方式的優(yōu)化升級(jí)提供保障。

對(duì)于智能電網(wǎng)電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)而言，要想使智能控制工作落實(shí)到位且充分發(fā)揮自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用效能，不僅要考量電力調(diào)度的峰值約束，而且也要對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中不同層級(jí)之間的斷面潮流限制約束予以管理，確保其在可控范圍內(nèi)。針對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)荷載進(jìn)行預(yù)測(cè)，確保能有效滿足機(jī)組功率優(yōu)化的需求，更好地提升整個(gè)系統(tǒng)的消納水平。除此之外，建立基于統(tǒng)籌分析的電力調(diào)度數(shù)學(xué)模型，全面發(fā)揮優(yōu)化控制工作的優(yōu)勢(shì)作用，充分考慮到數(shù)據(jù)隨機(jī)性的特點(diǎn)，保證數(shù)學(xué)模型應(yīng)用的普適性[8]。

3 智能電網(wǎng)電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

在明確優(yōu)化系統(tǒng)應(yīng)用運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，配合技術(shù)仿真分析，從而更好地提高智能電網(wǎng)電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。

常規(guī)化的調(diào)度方式已經(jīng)無法有效應(yīng)用于大規(guī)模電力調(diào)度系統(tǒng)中，要想提高應(yīng)用控制的水平，就要對(duì)大規(guī)模電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)予以管理。在基于智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺(tái)（以下簡稱D5000平臺(tái)）上建設(shè)規(guī)范化電力調(diào)度智能控制模塊，從而確保設(shè)計(jì)模式和調(diào)度技術(shù)系統(tǒng)框架能發(fā)揮相應(yīng)作用[9]。調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)框架如圖3所示。

圖3 調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)框架

構(gòu)建智能控制中樞平臺(tái)協(xié)同控制各個(gè)模塊的運(yùn)行，同時(shí)配合中心控制系統(tǒng)完成總體管理，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的目標(biāo)，提高協(xié)同管理水平。在新能源電力網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置自動(dòng)化控制單元，將風(fēng)電機(jī)組監(jiān)測(cè)、功率預(yù)測(cè)、有功控制以及無功控制等作為關(guān)鍵內(nèi)容，提升統(tǒng)籌管理的水平和標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)行效果。從安全監(jiān)督管理的層面入手，打造基于電力調(diào)度技術(shù)的特定行為準(zhǔn)則，提高電網(wǎng)調(diào)度工作的安全性。針對(duì)風(fēng)電機(jī)組和風(fēng)力資源監(jiān)控內(nèi)容開展相應(yīng)工作，借助全功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)保證電力調(diào)度計(jì)劃和調(diào)度風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作都能順利展開。除此之外，還要對(duì)評(píng)價(jià)分析予以討論，保證調(diào)度評(píng)價(jià)等工作都能有效落實(shí)并得到及時(shí)反饋，最大程度提高智能電網(wǎng)電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的安全性和可靠性[10]。

為了保證模型仿真分析的準(zhǔn)確性和合理性，在設(shè)備運(yùn)行前要借助潮流分析等方式完成前瞻性評(píng)估，以便后續(xù)開展更加科學(xué)的調(diào)度處理。一般而言，基于非線性模型的潮流算法要在維數(shù)升高后完成線性處理。選取基礎(chǔ)樣本后借助映射函數(shù)分析獲取一一對(duì)應(yīng)的樣本和輸出，在參數(shù)等價(jià)轉(zhuǎn)換后利用拉格朗日處理法分析最優(yōu)解，最終基于樣本數(shù)據(jù)偏移量和函數(shù)關(guān)系完成建模。將潮流算法參數(shù)優(yōu)化模型估算和歸一化數(shù)據(jù)估算相結(jié)合，在滿足電力調(diào)度標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求的同時(shí)，為智能電網(wǎng)電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)優(yōu)化應(yīng)用和運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

4 結(jié) 論

綜上所述，在研究智能電網(wǎng)電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)要重點(diǎn)關(guān)注其可觀測(cè)性、可控性以及多級(jí)層次處理等，積極落實(shí)相應(yīng)數(shù)學(xué)模型的升級(jí)處理工作，提高數(shù)據(jù)管理和電力調(diào)度的效率，保證雙向供電等工作能夠順利展開。通過搭建交互性更好的智能電網(wǎng)電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，為智能電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。