朱振武

（國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司黃石供電公司，湖北 黃石 435000）

淺談智能電網(wǎng)技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中的應(yīng)用

朱振武

（國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司黃石供電公司，湖北 黃石 435000）

電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)是智能電網(wǎng)建設(shè)中的一個(gè)重要的部分，能夠保障智能電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，對(duì)于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、社會(huì)的穩(wěn)定以及人們?nèi)粘Ｉ畹谋ＷC有著非常重要的意義。近幾年，我國(guó)的電網(wǎng)技術(shù)取得了飛速的發(fā)展，尤其是智能電網(wǎng)的推廣和建設(shè)，傳統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)以遠(yuǎn)遠(yuǎn)地滿(mǎn)足不了目前的供電要求，智能電網(wǎng)技術(shù)就成為了一種應(yīng)運(yùn)而生的技術(shù)。該技術(shù)依據(jù)其較高的安全系數(shù)、能耗少以及污染小等特點(diǎn)而被廣泛地應(yīng)用。本文主要對(duì)該技術(shù)目前的應(yīng)用情況進(jìn)行分析和研究。

電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)；智能電網(wǎng)技術(shù)；應(yīng)用研究

目前在我國(guó)，智能電網(wǎng)的建設(shè)已經(jīng)被當(dāng)作是我國(guó)的基本戰(zhàn)略之一，電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)是智能電網(wǎng)建設(shè)中的一個(gè)重要的部分，我國(guó)已經(jīng)對(duì)其進(jìn)行了非常深入地分析和研究，并且取得了一系列非常不錯(cuò)的成果。智能電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)就是取得的重要成果中的一個(gè)，該系統(tǒng)具有非常復(fù)雜的功能，被控對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)具有不確定性，通過(guò)對(duì)該技術(shù)的深入開(kāi)發(fā)和研究，使之廣泛地應(yīng)用在智能電網(wǎng)的建設(shè)中，對(duì)于我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有非常大的推動(dòng)作用。

一、電網(wǎng)技術(shù)實(shí)施的必要性

隨著人們對(duì)電能的需求不斷增加，電網(wǎng)的技術(shù)也在不斷地提高，這就使得傳統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)很難滿(mǎn)足現(xiàn)在的技術(shù)要求，主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：（1）我國(guó)電力建設(shè)的規(guī)模不斷擴(kuò)大和深入，為電力調(diào)度人員帶來(lái)了很大的工作壓力；（2）在電網(wǎng)的建設(shè)過(guò)程和運(yùn)行過(guò)程中會(huì)接入規(guī)模比較大的間歇性的電源，這樣就增大了電網(wǎng)調(diào)度的難度；（3）隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的不斷深入以及技術(shù)的廣泛應(yīng)用，就需要更新傳統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)更加智能化的調(diào)度系統(tǒng)。由于目前理論水平的限制，電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)并不具有特別高的額智能化以及自動(dòng)化的水平，整個(gè)的調(diào)度系統(tǒng)的決策并不是行綜合角度出發(fā)，沒(méi)有對(duì)整體進(jìn)行整合。電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)今后主要的發(fā)展目標(biāo)就對(duì)調(diào)度系統(tǒng)的自動(dòng)化程度不斷地進(jìn)行完善。不斷地應(yīng)用各種新的人工智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)以及通信等技術(shù)，是電力調(diào)度系統(tǒng)擁有更好的準(zhǔn)確性以及快速的操作性。智能調(diào)度技術(shù)步進(jìn)能夠整合和提高WAMS以及EMS的系統(tǒng)功能，同時(shí)還為建立網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)以及電網(wǎng)的順利運(yùn)行打下很好地基礎(chǔ)。

二、電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)主要有兩種系統(tǒng)，一種是OMS系統(tǒng)，一種是EMS系統(tǒng)，工作人員可以通過(guò)EMS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控，是一種調(diào)度自動(dòng)化的能量管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括有多個(gè)子系統(tǒng)，例如WEB子系統(tǒng)、DTS子系統(tǒng)、高級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等，這些子系統(tǒng)又包含還有不同的部分來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的功能。OMS系統(tǒng)是一個(gè)能夠進(jìn)行省地一體化調(diào)度的系統(tǒng)管理平臺(tái)，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)專(zhuān)業(yè)進(jìn)行管理，例如可以同時(shí)對(duì)計(jì)劃管理、方式管理、通信管理、自動(dòng)化管理以及調(diào)度管理等的線上管理，并能夠?qū)崿F(xiàn)與自動(dòng)化管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行連接。

智能電網(wǎng)是一種擁有高科技水平的新型的電網(wǎng)，其主要特點(diǎn)是具有比較高的安全系數(shù)、環(huán)境污染比較小、能耗比較低等。歐美國(guó)家是智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)源地，目前我國(guó)的智能電網(wǎng)仍然處于發(fā)展的階段，受我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)自身水平的影響以及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，目前我國(guó)主要致力于發(fā)展特高壓智能電網(wǎng)的建設(shè)，主要包括大型電網(wǎng)的使用、智能變電站以及特高壓輸變電的控制等技術(shù)方面。不斷地提高電網(wǎng)抗干擾的能力，另外還能夠在電網(wǎng)運(yùn)行的過(guò)程中對(duì)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)和分析，能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)并解決發(fā)生的問(wèn)題。

三、智能電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

1.對(duì)電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控

電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)是整個(gè)電網(wǎng)管理系統(tǒng)最基礎(chǔ)的技術(shù)，其中電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控包括很多方面的功能，例如記錄事件發(fā)生的順序、處理歷史數(shù)據(jù)以及多源數(shù)據(jù)、對(duì)于發(fā)生事故的追憶、電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的控制和調(diào)節(jié)、采集和處理數(shù)據(jù)、圖形的顯示等等。

2.對(duì)于變電站的集中監(jiān)控以及設(shè)備信息的管理

變電站的集中監(jiān)控通常是為了在沒(méi)有工作人員值班的條件下，變電站集中地對(duì)各個(gè)功能模塊進(jìn)行控制和監(jiān)測(cè)，保證各個(gè)模塊正常的功能運(yùn)行。變電站的集中監(jiān)控主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）對(duì)監(jiān)控采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；（2）對(duì)不同責(zé)任區(qū)的監(jiān)控以及對(duì)信息的分流；（3）防誤閉鎖以及操作的預(yù)演；（4）定時(shí)的模型建立以及顯示等。設(shè)備信息的管理在這里主要是指對(duì)二次設(shè)備信息進(jìn)行管理，主要是在電網(wǎng)的故障分析和處理上綜合應(yīng)用調(diào)控一體化系統(tǒng)，為了保證我們需要保護(hù)的信息和電網(wǎng)的調(diào)控系統(tǒng)在一個(gè)應(yīng)用平臺(tái)中，提高電網(wǎng)調(diào)控系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，我們就必須要對(duì)接受的數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置以保證該系統(tǒng)能夠正常接受發(fā)電場(chǎng)的信息以及運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的故障信息。

3.綜合智能分析與警告

綜合智能分析與警告是一個(gè)綜合的、統(tǒng)一的預(yù)警平臺(tái)，是為了電網(wǎng)發(fā)出預(yù)警的應(yīng)用以及對(duì)電網(wǎng)的監(jiān)控進(jìn)行綜合統(tǒng)一，然后使用統(tǒng)一的格式來(lái)對(duì)信息進(jìn)行描述、接收以及匯總。該技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠同時(shí)描述匯總所有的警告信息，同時(shí)還能夠根據(jù)每種信息的不同特點(diǎn)對(duì)信息進(jìn)行合理地分類(lèi)和整理，信息的處理量也比較大。

4.網(wǎng)絡(luò)分析功能以及電壓自動(dòng)控制的應(yīng)用

電壓的自動(dòng)控制是為了使電網(wǎng)運(yùn)行更加穩(wěn)定和安全，保證該區(qū)域內(nèi)的運(yùn)行和輸送的電壓符合規(guī)定，降低電壓約束區(qū)域的電能的損耗，使關(guān)口功率的因素處于最低值。網(wǎng)絡(luò)分析功能是由很多的功能模塊組成的，主要是為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控功能以及網(wǎng)絡(luò)分析功能的一體化建設(shè)，其基本功能模塊主要有調(diào)度員潮流、狀態(tài)估計(jì)以及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋷讉€(gè)功能模塊。網(wǎng)絡(luò)分析功能軟件的運(yùn)行方式有3種，即規(guī)劃狀態(tài)運(yùn)行方式、研究態(tài)運(yùn)行方式以及實(shí)時(shí)態(tài)運(yùn)行方式。規(guī)劃態(tài)運(yùn)行軟件是對(duì)電網(wǎng)以后的運(yùn)行情況進(jìn)行分析和研究，提出更好的控制方法來(lái)提升系統(tǒng)的性能；研究態(tài)運(yùn)行方式把電網(wǎng)目前的運(yùn)行狀態(tài)和以前的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢查和分析；實(shí)時(shí)態(tài)運(yùn)行方式是指實(shí)時(shí)地分析電網(wǎng)運(yùn)行中的數(shù)據(jù)，并分析其安全性能。

四、技術(shù)展望

目前智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)在技術(shù)上雖然有了很大的突破，但是隨著可再生能源的不斷減少、市場(chǎng)化的改革不斷地深入、計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的不斷惡化等，都對(duì)電網(wǎng)的調(diào)度系統(tǒng)提出了新的技術(shù)要求，因此我們還需要對(duì)此做更深入地研究。

1.電網(wǎng)模型以及變電站模型之間的互動(dòng)映射技術(shù)。這兩個(gè)模型之間的轉(zhuǎn)換一直都是很多相關(guān)的專(zhuān)家試圖研究突破的地方，都是電網(wǎng)中的一次設(shè)備是這兩者之間的關(guān)系，因此我們可以不進(jìn)行轉(zhuǎn)換而直接映射，但是對(duì)于如何實(shí)現(xiàn)這兩者之間的互動(dòng)和映射，這個(gè)問(wèn)題還需要我們更加深入地研究和分析。

2.實(shí)時(shí)服務(wù)協(xié)議。SOA中主要的訪問(wèn)方式是以文本的形式進(jìn)行的，這種訪問(wèn)方式不僅效率比較低，而且也不支持實(shí)時(shí)服務(wù)。實(shí)時(shí)通用服務(wù)協(xié)議就是針對(duì)這些問(wèn)題而研發(fā)的，主要使用的是二進(jìn)制的編碼技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)自定義，不僅能夠兼容其他類(lèi)型的實(shí)時(shí)通信協(xié)議，而且還具有較高的可靠性、比較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性、機(jī)制比較簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。

3.安全免疫技術(shù)以及可信的計(jì)算技術(shù)。電力二次系統(tǒng)的安全防護(hù)體系主要是由5個(gè)基本方面所組成的，分別為安全管理以及物理安全、基因安全、本體安全以及結(jié)構(gòu)安全，這5個(gè)基本方面一共可以劃分為11個(gè)層次。結(jié)構(gòu)安全一共可以劃分為縱向認(rèn)證、橫向隔離、網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)用以及安全分區(qū)4個(gè)層次；基因安全在可信計(jì)算的基礎(chǔ)上所進(jìn)行的版本管理以及安全免疫；本體安全一共可以劃分為芯片沒(méi)有惡意的指令、機(jī)器沒(méi)有惡意芯片、軟件沒(méi)有惡意漏洞以及沒(méi)有惡意軟件4個(gè)層次；物理安全指的是對(duì)所涉及的比較核心的業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)進(jìn)行備份；安全管理是指對(duì)所有的核心業(yè)務(wù)進(jìn)行的管理。

4.對(duì)于短期電力市場(chǎng)的優(yōu)化。目前我國(guó)的電力發(fā)展情況相對(duì)于歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)說(shuō)還是比較落后的，而且其中的發(fā)展過(guò)程也比較的曲折。雖然目前我國(guó)在不斷地進(jìn)行智能電網(wǎng)的建設(shè)，并且能夠進(jìn)行短期的電力運(yùn)行，但是對(duì)于實(shí)際的運(yùn)行情況還沒(méi)有進(jìn)行具體地考察，也沒(méi)有形成比較明了的市場(chǎng)規(guī)則。我國(guó)在多級(jí)電力市場(chǎng)以及多時(shí)段之間沒(méi)有很好地進(jìn)行協(xié)調(diào)，這都是需要進(jìn)行分析研究的問(wèn)題。

結(jié)論

我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，供電的需求不斷增加，智能電網(wǎng)已成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，相應(yīng)的智能電網(wǎng)技術(shù)也必將是未來(lái)的主要技術(shù)，或許會(huì)成為電力行業(yè)的一場(chǎng)工業(yè)革命。新能源戰(zhàn)略的出臺(tái)更是使智能電網(wǎng)顯得越來(lái)越重要，在電網(wǎng)的調(diào)度系統(tǒng)中，智能電網(wǎng)技術(shù)不僅能夠進(jìn)行雙向的互動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)配電的動(dòng)態(tài)拓?fù)湟约熬W(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和自愈等。通過(guò)上述的分析我們可以看出智能電網(wǎng)技術(shù)在電網(wǎng)的調(diào)度系統(tǒng)中是非常有效的技術(shù)，具有非常廣闊的發(fā)展前景。

［1］張東霞，姚良忠，馬文媛.中外智能電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略［J］.中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2013，33（31）：1-14.

［2］于慧蘋(píng).智能電網(wǎng)技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.河南科技，2013（10）：140.

［3］辛耀中.智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)現(xiàn)狀與技術(shù)展望［J］.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2015，39（1）：2-8.

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