馬宇

摘 要：文章首先介紹了智能電網(wǎng)的概念及其成為新時(shí)代下電網(wǎng)發(fā)展的總趨勢(shì)的深遠(yuǎn)意義，接著詳細(xì)分析目前智能電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)運(yùn)行的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，最后依據(jù)國(guó)家的政策領(lǐng)域方向，提出智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)的研發(fā)趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；調(diào)度；關(guān)鍵技術(shù)

1 智能電網(wǎng)的概念與意義

智能電網(wǎng)體現(xiàn)出電力流、信息流和業(yè)務(wù)流高度融合的顯著特點(diǎn)，它的主要技術(shù)優(yōu)勢(shì)與行業(yè)意義還在于可以提高電力設(shè)備的使用效率，顯著降低電能損耗，促進(jìn)電網(wǎng)高效運(yùn)行。由于其強(qiáng)大的資源優(yōu)化配置能力與安全穩(wěn)定的運(yùn)行環(huán)境，智能電網(wǎng)調(diào)度時(shí)會(huì)有效提升區(qū)域間電力交換能力與供電可靠性，減少停電損失。在促進(jìn)清潔能源使用，實(shí)現(xiàn)電力用戶與電網(wǎng)之間的便捷互動(dòng)以及促進(jìn)電網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈快速增長(zhǎng)方面，智能電網(wǎng)調(diào)度也將發(fā)揮重要作用。

智能電網(wǎng)當(dāng)前已是世界電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，而智能電網(wǎng)的建設(shè)是一項(xiàng)長(zhǎng)期的、復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它涵蓋政府、裝備和服務(wù)供應(yīng)商、科研機(jī)構(gòu)等多個(gè)方面。其中，標(biāo)準(zhǔn)化是支撐智能電網(wǎng)建設(shè)的重要手段，標(biāo)準(zhǔn)化可以有效規(guī)范智能電網(wǎng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行及設(shè)備制造，促進(jìn)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化，避免資源浪費(fèi)和重復(fù)投入。因此許多國(guó)家和相關(guān)利益集團(tuán)都制定了相應(yīng)的發(fā)展戰(zhàn)略以進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)，試圖通過(guò)掌握標(biāo)準(zhǔn)制定的主導(dǎo)權(quán)以保持市場(chǎng)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)與領(lǐng)先地位。

因此，綜合以上分析，智能電網(wǎng)是電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然選擇，進(jìn)行智能電網(wǎng)調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)的深入研究具有重大產(chǎn)業(yè)意義，推進(jìn)智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，是中國(guó)電網(wǎng)現(xiàn)代化的核心工作之一。

2 智能電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 通信系統(tǒng)與參數(shù)量測(cè)技術(shù)

智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)高效調(diào)度依托于雙向集成的通信系統(tǒng)，在建立開(kāi)放的通信架構(gòu)，采用統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)后，智能電子設(shè)備、控制中心、傳感器、應(yīng)用系統(tǒng)將會(huì)被高效連接實(shí)現(xiàn)信息高速傳輸以及監(jiān)測(cè)與校正。參數(shù)量測(cè)技術(shù)則是將所獲取數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)信息進(jìn)而提供給智能電網(wǎng)其他部門(mén)使用。參數(shù)量測(cè)技術(shù)要開(kāi)發(fā)出新型多功能的表計(jì)與軟件系統(tǒng)，如智能固態(tài)表計(jì)取代電磁表計(jì)，不僅對(duì)電量電費(fèi)做統(tǒng)計(jì)，還進(jìn)行電力高峰及費(fèi)率的運(yùn)算，或開(kāi)發(fā)新的程序與軟件系統(tǒng)對(duì)相位關(guān)系、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、線路負(fù)荷、線路設(shè)備故障等數(shù)據(jù)進(jìn)行更為全面的綜合分析，推動(dòng)電力調(diào)度工作的高效化、精確化。

2.2 一體化智能應(yīng)用與模型管理技術(shù)

一體化智能應(yīng)用是智能分析與決策應(yīng)用的基礎(chǔ)，其功能包括實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警、動(dòng)態(tài)監(jiān)視、電網(wǎng)分析、負(fù)荷預(yù)測(cè)、綜合智能告警、在線安全穩(wěn)定分析、調(diào)度計(jì)劃和安全校核等調(diào)度一體化和調(diào)控一體化功能，還可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)發(fā)電控制、自動(dòng)電壓控制、日前和實(shí)時(shí)調(diào)度計(jì)劃等電網(wǎng)運(yùn)行控制功能，其中一體化模型管理技術(shù)與智能可視化技術(shù)對(duì)這些功能的實(shí)現(xiàn)具有決定性意義，模型、圖像、數(shù)據(jù)庫(kù)等信息資料是進(jìn)行智能電網(wǎng)調(diào)度一體化應(yīng)用建設(shè)與模型管理的基礎(chǔ)。穩(wěn)態(tài)動(dòng)態(tài)等數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、讀取、分析，可視化對(duì)象的信息傳遞，能源接入以及意外情況的防御調(diào)度等都需要先進(jìn)的一體化模型管理技術(shù)來(lái)進(jìn)行調(diào)控。

2.3 電網(wǎng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與預(yù)警技術(shù)

電網(wǎng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)是在全球定位系統(tǒng)的相量測(cè)量單元（PMU）的成功研制基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展研究的，在電力系統(tǒng)運(yùn)行工作時(shí)應(yīng)用廣域網(wǎng)的動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)可以在特定的時(shí)間坐標(biāo)軸收集到大量電力系統(tǒng)準(zhǔn)確的動(dòng)態(tài)與穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)信息，通過(guò)對(duì)這些信息與數(shù)據(jù)有效地整理與記錄再將其傳輸?shù)较乱患?jí)數(shù)據(jù)系統(tǒng)或分析模型中，進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)、電網(wǎng)擾動(dòng)分析或低頻震蕩分析，從而對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀況作出判斷。

實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，可以再在此基礎(chǔ)上運(yùn)用預(yù)警與輔助決策系統(tǒng)將運(yùn)行狀況信息系統(tǒng)發(fā)送給相關(guān)調(diào)度決策人員，完成預(yù)警工作，緊急情況下完成控制輔助決策工作。例如在發(fā)生嚴(yán)重外部災(zāi)害時(shí)，可通過(guò)研究外部災(zāi)害信息，采用調(diào)度防御技術(shù)進(jìn)行有效預(yù)測(cè)與調(diào)整，減輕外部災(zāi)害對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響。2013年1月浙江智能電網(wǎng)電力調(diào)度技術(shù)就曾經(jīng)保護(hù)浙江電網(wǎng)應(yīng)對(duì)冰雪災(zāi)害，智能分析與實(shí)時(shí)告警推送功能為調(diào)度運(yùn)行人員快速處理電網(wǎng)故障發(fā)揮了重要作用。

2.4 電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與智能優(yōu)化技術(shù)

實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)的目標(biāo)與要求。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，在在線分析技術(shù)應(yīng)用以及電力系統(tǒng)輸變電原件選取上就要充分考慮各自的特點(diǎn)以及組合時(shí)如何發(fā)揮出最大功效。要積極運(yùn)用經(jīng)濟(jì)負(fù)載參數(shù)計(jì)算選擇運(yùn)行指標(biāo)統(tǒng)一的書(shū)店線路與變壓器，并運(yùn)用在線電網(wǎng)的網(wǎng)損計(jì)算系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)施信息流分析以進(jìn)行降低網(wǎng)損的調(diào)控，無(wú)論是自動(dòng)發(fā)電量控制（Automatic Generation Control簡(jiǎn)稱AGC）系統(tǒng)的調(diào)控還是智能電網(wǎng)電壓無(wú)功自動(dòng)控制AVC系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)控，都是依據(jù)電網(wǎng)與機(jī)械的特性，實(shí)現(xiàn)功率或電壓的有效管理。關(guān)于智能優(yōu)化，則可以通過(guò)以上系統(tǒng)的運(yùn)行對(duì)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)狀況做出判斷，并運(yùn)用電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行電網(wǎng)運(yùn)行與結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整，有效促進(jìn)電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

3 智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)的研發(fā)趨勢(shì)

近幾年來(lái)我國(guó)智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)的研究工作已經(jīng)受到行業(yè)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注并不斷取得新的進(jìn)展，未來(lái)的研發(fā)趨勢(shì)仍將圍繞幾個(gè)特定的層面、領(lǐng)域與應(yīng)用上。

智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系近幾年研究的重點(diǎn)是制定可行標(biāo)準(zhǔn)、計(jì)劃以及技術(shù)路線圖，推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際化戰(zhàn)略，推進(jìn)配用電、電動(dòng)汽車(chē)和用戶側(cè)等重點(diǎn)方向的研究，以及間歇性電源接入電網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究。同時(shí)還包括云計(jì)算產(chǎn)業(yè)的研究，包括技術(shù)層面、標(biāo)準(zhǔn)層面、產(chǎn)業(yè)層面、法律層面和安全層面的幾項(xiàng)問(wèn)題。在智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)的信息化研究方面主要專注于物理網(wǎng)絡(luò)和覆蓋網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)特征、信息物理系統(tǒng)（CPS）、智能電網(wǎng)的軟件生產(chǎn)線技術(shù)、智能電網(wǎng)信息安全技術(shù)四個(gè)領(lǐng)域。

除此之外，智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)還需要開(kāi)發(fā)新型應(yīng)用以支撐其發(fā)展，目前我國(guó)的六個(gè)應(yīng)用研究方向分別為：云資源管理平臺(tái)，電動(dòng)汽車(chē)智能運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)，基于物聯(lián)網(wǎng)物流配送線路優(yōu)化管理系統(tǒng)，智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，智能電網(wǎng)與用戶雙向互動(dòng)實(shí)現(xiàn)需求響應(yīng)的理論與方法，面向億級(jí)在線用戶的高安全、高可靠性智能用電信息互動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、協(xié)議及實(shí)現(xiàn)方法。在我國(guó)制定的智能電網(wǎng)調(diào)度體系中，電網(wǎng)基礎(chǔ)體系，技術(shù)支撐體系，智能應(yīng)用體系以及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系這四個(gè)體系的建設(shè)不僅在2009～2010年為規(guī)劃試點(diǎn)階段的規(guī)劃試點(diǎn)階段發(fā)揮了重要作用，在2011～2015年的全面建設(shè)階段以及2016～2020年的引領(lǐng)提升階段甚至更為深遠(yuǎn)的時(shí)期都需要通過(guò)持續(xù)的調(diào)度技術(shù)更新研發(fā)以獲得長(zhǎng)足生命力。

中國(guó)電力科學(xué)研究院副總工程師、首席專家，博導(dǎo)白曉民就曾表示，智能電網(wǎng)調(diào)度工作涉及復(fù)雜的工程建設(shè)，這些建設(shè)工作未來(lái)將給傳感設(shè)備、智能表計(jì)、充電設(shè)備建設(shè)以及智能運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)等帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)企業(yè)也面臨著商業(yè)模式創(chuàng)新、轉(zhuǎn)型升級(jí)等各個(gè)方面的挑戰(zhàn)，其社會(huì)經(jīng)濟(jì)意義不言而喻，因此未來(lái)關(guān)于智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)的投資可能集中在終端傳輸和配電系統(tǒng)中。

4 結(jié)束語(yǔ)

智能電網(wǎng)的建設(shè)與關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用對(duì)我國(guó)電力系統(tǒng)建設(shè)、提升人民生活品質(zhì)、促進(jìn)資源分配與新型能源發(fā)展、推動(dòng)節(jié)能減排工作開(kāi)展都具有重要意義。智能電網(wǎng)調(diào)度的通信系統(tǒng)、量測(cè)技術(shù)、設(shè)備技術(shù)、控制技術(shù)、決策支持技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)工作也要持續(xù)推進(jìn)，這樣我國(guó)智能電網(wǎng)調(diào)動(dòng)技術(shù)系統(tǒng)才能通過(guò)驗(yàn)收投入使用，真正造福于人民與社會(huì)。

參考文獻(xiàn)

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