吳波,湯耀景,王佳興,陳瓊良

(溫州供電公司,浙江 溫州 325000)

智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)

吳波,湯耀景,王佳興,陳瓊良

(溫州供電公司,浙江 溫州 325000)

在國網(wǎng)quot;大運行quot;體系建設(shè)背景下,高度集中的智能電網(wǎng)調(diào)控體系勢必對調(diào)控設(shè)備及信息支持平臺提出更為嚴苛的要求,然而現(xiàn)階段調(diào)度控制系統(tǒng)在生產(chǎn)實際中已經(jīng)暴露出諸多弊端,例如隨著quot;調(diào)控一體化quot;開展和廠站數(shù)量的增加,大量增加的遠動信息量降低了系統(tǒng)運行速度,影響了正常業(yè)務(wù)運行.而保障智能電網(wǎng)的清潔環(huán)保、經(jīng)濟高效、安全穩(wěn)定及透明互動的運行,需要在更大范圍內(nèi)實現(xiàn)調(diào)控業(yè)務(wù)的優(yōu)化,采用更為高效的調(diào)控運行機制.

智能電網(wǎng);調(diào)度控制系統(tǒng);分布式架構(gòu);安全預(yù)警

隨著我國電網(wǎng)逐步從集中式架構(gòu)的傳統(tǒng)電網(wǎng)向分布式架構(gòu)的智能電網(wǎng)轉(zhuǎn)換,傳統(tǒng)調(diào)度控制系統(tǒng)在經(jīng)濟優(yōu)化運行能力、安全預(yù)警、服務(wù)對象、可視化程度、安全防御等方面的不足日益凸顯,為此國內(nèi)研究者對智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)展開了大量研究.例如趙明婧從實現(xiàn)變電站集中監(jiān)控、運維一體化、網(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)化及綜合智能告警等幾個方面出發(fā),構(gòu)建了安陽智能電網(wǎng)調(diào)度支持系統(tǒng);張磊采用多核計算機集群技術(shù)、面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)、C語言、java的人機可視化界面及quot;告警直傳、遠程瀏覽、故障診斷、數(shù)據(jù)采集quot;等關(guān)鍵技術(shù),實現(xiàn)了對智能電網(wǎng)各級調(diào)控系統(tǒng)的集中監(jiān)視與維護,及時響應(yīng)各級調(diào)控系統(tǒng)的告警信息.

1 智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的設(shè)計

1.1 智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的體系架構(gòu)

為實現(xiàn)各項功能的quot;橫向集成、縱向貫通quot;,智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)由應(yīng)用功能層、支撐平臺層和操作系統(tǒng)層等構(gòu)成(圖1),其中應(yīng)用功能層提供調(diào)度計劃應(yīng)用、調(diào)度管理應(yīng)用、安全校核應(yīng)用、實時監(jiān)控與預(yù)警應(yīng)用等功能;支撐平臺層為系統(tǒng)各種應(yīng)用功能的實現(xiàn)提供相應(yīng)的技術(shù)支撐,例如提供圖形界面處理服務(wù)、提供系統(tǒng)管理服務(wù)等;操作系統(tǒng)可以根據(jù)硬件平臺的情況,選用Linux、Unix或Windows.

1.2 智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用功能架構(gòu)

作為一套面向智能電網(wǎng)調(diào)度生產(chǎn)業(yè)務(wù)的集約化系統(tǒng),智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用功能架構(gòu)如圖2所示.智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)所提供的各項功能是針對特定用戶的,通過權(quán)限設(shè)置功能,用戶必須輸入正確的用戶名和密碼才能執(zhí)行相關(guān)操作.考慮到調(diào)度員用戶需求和集控員用戶辦理交接,在調(diào)度員工作站和集控員工作站上,當(dāng)前用戶和新登錄用戶不能同時登錄,新登錄用戶進入系統(tǒng)后,當(dāng)前用戶就必須退出系統(tǒng).

圖2 智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用功能架構(gòu)

第一,調(diào)度計劃.調(diào)度計劃包括預(yù)測分析、檢修計劃、發(fā)電計劃、申報發(fā)布、水庫調(diào)度、考核結(jié)算及評估分析等內(nèi)容,通過提供多種自動決策工具和靈活調(diào)整手段,對調(diào)度計劃全景信息進行可視化展示,對影響調(diào)度計劃的各因素進行定量評估分析,從而為調(diào)度計劃和運行人員掌握智能電網(wǎng)經(jīng)濟運行規(guī)律提供技術(shù)支撐.

第二,安全校核.作為對各種預(yù)想運行方式和實時運行方式下的電網(wǎng)安全分析,安全校核包括靜態(tài)安全校核、穩(wěn)定裕度校正、穩(wěn)定分析及評估分析等內(nèi)容,旨在為發(fā)電計劃、檢修計劃及智能電網(wǎng)運行操作等提供校核手段.

第三,調(diào)度管理.調(diào)度管理包括調(diào)度專業(yè)管理、內(nèi)部綜合管理、生產(chǎn)運行管理及電網(wǎng)綜合分析評估等內(nèi)容,旨在為調(diào)度機構(gòu)日常調(diào)度生產(chǎn)管理提供技術(shù)支持,從而實現(xiàn)調(diào)度生產(chǎn)管理的流程化、規(guī)范化和專業(yè)化.

第四,實時監(jiān)控與預(yù)警.實時監(jiān)控與預(yù)警包括電網(wǎng)動態(tài)預(yù)警及輔助決策、電網(wǎng)實時監(jiān)視與告警、電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)分析、電網(wǎng)自動控制、調(diào)度業(yè)務(wù)培訓(xùn)模擬、電網(wǎng)運行評估和輔助監(jiān)測等內(nèi)容,通過提供可視化的工具和手段來對電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行狀態(tài)進行監(jiān)視、控制、分析和評估,確保調(diào)度員能夠及時發(fā)現(xiàn)智能電網(wǎng)運行狀態(tài)的改變并及時作出決策.

1.3 智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計

如果缺乏相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息,那么智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的所有功能都將無法實現(xiàn),而智能電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)必須選擇很好的數(shù)據(jù)模型來進行保存.針對智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)各類用戶對象的特點,系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計時構(gòu)建如圖3所示的E-R關(guān)系圖,來對諸如包括節(jié)點電壓、潮流轉(zhuǎn)移、網(wǎng)損靈敏度都等實體間的關(guān)系及各自屬性予以描述.

在智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)設(shè)計過程中,為了存儲和調(diào)用數(shù)據(jù)時能進行快速查找,需要將大量不同數(shù)據(jù)按照不同的類別進行歸類.

圖3 智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的E-R關(guān)系圖

2 智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)實施的控制措施

作為一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程,智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)在實施過程中會面臨諸多難題,故需要采取如下方面的控制措施.

2.1 與自動發(fā)電控制構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)

將智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)與自動發(fā)電控制構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng),可以確保當(dāng)系統(tǒng)處于預(yù)警狀態(tài)時執(zhí)行預(yù)防控制,避免由于自動發(fā)電控制的正常調(diào)節(jié)而使系統(tǒng)處于緊急狀態(tài);當(dāng)系統(tǒng)處于緊急狀態(tài)時執(zhí)行校正控制,由自動發(fā)電控制自動完成消除穩(wěn)定斷面越限的調(diào)整.

2.2 在線化風(fēng)險控制體系的構(gòu)建

為了應(yīng)對智能電網(wǎng)安全控制難度不斷加大、運行特性日趨復(fù)雜的局面,智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的各項功能必須不斷完善和實用化,力求從如下方面來構(gòu)建在線化風(fēng)險控制體系.(1)電網(wǎng)風(fēng)險預(yù)警通知.為了深入開展智能電網(wǎng)運行安全風(fēng)險辨識、分析評估和預(yù)防控制工作,構(gòu)建quot;智能電網(wǎng)運行風(fēng)險調(diào)度預(yù)警通知quot;制度,將智能電網(wǎng)運行風(fēng)險預(yù)警從調(diào)度單一防控向相關(guān)部門延伸.(2)調(diào)度員潮流分析.在新設(shè)備投運、重要操作及檢修方式安排前,調(diào)度人員可以利用潮流分析來進行實時或前瞻性分析計算,通過相應(yīng)潮流數(shù)據(jù)的獲取來為智能電網(wǎng)安全運行提供參考.(3)實時風(fēng)險控制的集成.智能電網(wǎng)的運行處于動態(tài)變化之中,運行人員需要通過調(diào)度控制系統(tǒng)來及時掌握智能電網(wǎng)運行的狀況,及時發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患并進行處理.

3 結(jié)語

綜上所述,智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)敏銳的全景化前瞻預(yù)警和自動輔助決策的安全防御,可以滿足主備調(diào)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)自動同步和無縫切換要求,可以實現(xiàn)調(diào)度業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)的數(shù)字化和外部實時信息的接入,可以實現(xiàn)調(diào)度生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的信息化和全景信息的共享,可以為大規(guī)模新能源的接入提供調(diào)度技術(shù)支持.但只能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的建設(shè)是一個漸進且長期的過程,新架構(gòu)和概念的提出需要經(jīng)過實踐的不斷檢驗和修正,這就需要相關(guān)研究者的持續(xù)研究.

[1]趙明婧.安陽智能電網(wǎng)調(diào)度支持系統(tǒng)建設(shè)研究[D].華北電力大學(xué),2015.

[2]張磊.智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)運維服務(wù)支持平臺的設(shè)計與實現(xiàn)[D].華北電力大學(xué),2016.

[3]楊振,李江,李明等.電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的應(yīng)用分析[J].電氣技術(shù),2016,17(7):93-95.

TM76;TM73

A

1671-0711(2017)11(下)-0169-02