陳進(jìn)

摘 要：特高壓交直流電網(wǎng)的出現(xiàn)，在一定程度上提升了對(duì)于大范圍資源的優(yōu)化配置能力，不過對(duì)于電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)也提出了新的要求。本文對(duì)支撐一體化大電網(wǎng)的調(diào)度控制系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行了分析，并對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了討論，希望能夠?yàn)槲覈?guó)電力行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展提供一些參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：支撐一體化；大電網(wǎng)；調(diào)度控制；系統(tǒng)架構(gòu)；關(guān)鍵技術(shù)

前言：從目前來看，無論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)都是依照調(diào)度機(jī)構(gòu)獨(dú)立建設(shè)和運(yùn)行的，在這種情況下，很難及時(shí)獲取管轄區(qū)域以外的電網(wǎng)信息，也無法實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)范圍內(nèi)的精益化調(diào)控?；诖?，統(tǒng)一分析和統(tǒng)一決策成為了一體化大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的本質(zhì)需求，想要解決全網(wǎng)一體化決策需求與各級(jí)調(diào)度分散控制之間的矛盾，需要引入更加合理的調(diào)度控制系統(tǒng)架構(gòu)。

1 大電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)架構(gòu)

現(xiàn)有電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中存在著鏈條長(zhǎng)、層級(jí)多、全局決策能力不足等問題，調(diào)度技術(shù)支撐能力嚴(yán)重不足。針對(duì)這樣的問題，大電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)應(yīng)該強(qiáng)調(diào)面向強(qiáng)互聯(lián)大電網(wǎng)，在互聯(lián)網(wǎng)思維的支撐下，運(yùn)用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)理念，堅(jiān)持“物理分布、邏輯統(tǒng)一”的指導(dǎo)思想，將分布在不同層級(jí)調(diào)度的子系統(tǒng)運(yùn)用廣域高速通信網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)成邏輯層面的統(tǒng)一系統(tǒng)，通過這樣的方式來突破傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的局限性，為各級(jí)調(diào)度提供服務(wù)。大電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)中的“物理分布、邏輯統(tǒng)一”指導(dǎo)思想，主要是將采集控制分布、分析決策集中而且實(shí)時(shí)性較高的采集控制類功能面向當(dāng)?shù)?，分析決策優(yōu)化類功能則面向全網(wǎng)，系統(tǒng)整體架構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)能夠?qū)ν獠凯h(huán)境信息和未來趨勢(shì)的分析，通過全景監(jiān)視和評(píng)估實(shí)現(xiàn)對(duì)控制策略的智能化調(diào)整，繼而自動(dòng)校正電網(wǎng)運(yùn)行，運(yùn)用電源-電網(wǎng)-負(fù)荷的精細(xì)化調(diào)控，能夠?qū)崿F(xiàn)電力電量的全局平衡乃至超前部署，還可以提供事故預(yù)想、預(yù)判和預(yù)控等功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)故障的主動(dòng)防范。

2 大電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

對(duì)于大電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)而言，支撐平臺(tái)是基礎(chǔ)，業(yè)務(wù)應(yīng)用功能是核心，驗(yàn)證與運(yùn)行維護(hù)則是確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行的重要保障。系統(tǒng)必須從調(diào)控業(yè)務(wù)的現(xiàn)實(shí)需求出發(fā)，一方面對(duì)關(guān)鍵基礎(chǔ)支撐技術(shù)進(jìn)行夯實(shí)，另一方面做好關(guān)鍵技術(shù)攻克，包括大電網(wǎng)協(xié)同調(diào)度控制、模型與數(shù)據(jù)處理、大電網(wǎng)一體化在線安全風(fēng)險(xiǎn)防控等，將智能化技術(shù)融入其中，實(shí)現(xiàn)對(duì)于大電網(wǎng)的全局分析、全局監(jiān)督、全局防控和全局計(jì)劃決策[1]。

2.1系統(tǒng)關(guān)鍵基礎(chǔ)支撐

對(duì)于大電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的開發(fā)和運(yùn)行而言，支撐平臺(tái)是非常重要的基礎(chǔ)，與傳統(tǒng)分散建設(shè)的調(diào)度控制系統(tǒng)相比，大電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)全網(wǎng)集中分析決策，不僅計(jì)算規(guī)模大、任務(wù)重，對(duì)于分析決策中心的要求也更加嚴(yán)格。分析決策中心需要采取有效措施，保證大量周期啟動(dòng)的分析應(yīng)用功能可以正常運(yùn)行，同時(shí)也必須對(duì)異地高并發(fā)計(jì)算任務(wù)的請(qǐng)求進(jìn)行協(xié)調(diào)及快速響應(yīng)，其本身更需要具備較高的可靠性，確?？梢蕴峁┻B續(xù)不間斷的服務(wù)。在這種情況下，需要對(duì)兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)研究：一是高速并行計(jì)算框架，通過對(duì)資源建模技術(shù)的研究，得到資源快速分配與彈性擴(kuò)展方法，在多級(jí)多核與圖像處理器并行計(jì)算技術(shù)的支撐下，構(gòu)建能夠?qū)崿F(xiàn)冗余容錯(cuò)和負(fù)載均衡的高速并行計(jì)算框架；二是中心異地多活技術(shù)，參照IT界的異地多活中心思想，構(gòu)建可以同時(shí)提供服務(wù)的異地多活分析決策中心，推動(dòng)業(yè)務(wù)流程服務(wù)單元化，確保在出現(xiàn)故障時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)無縫高速切換。

2.2建模與數(shù)據(jù)處理

在分析決策全局化要求下，完整的電力系統(tǒng)模型和數(shù)據(jù)是基礎(chǔ)也是保障，需要技術(shù)人員將原本各個(gè)調(diào)度機(jī)構(gòu)獨(dú)立構(gòu)建的電網(wǎng)模型轉(zhuǎn)化為全網(wǎng)統(tǒng)一建模，做好模型維護(hù)、存儲(chǔ)和發(fā)布問題的解決。大電網(wǎng)全局監(jiān)控強(qiáng)調(diào)信息準(zhǔn)確性和推送精準(zhǔn)性，而這需要做好對(duì)數(shù)據(jù)信息的深度加工。事實(shí)上，電網(wǎng)運(yùn)行、外部環(huán)境和設(shè)備狀態(tài)等數(shù)據(jù)信息本質(zhì)上存在相互關(guān)聯(lián)，通過統(tǒng)一分析和深度挖掘，能夠幫助電網(wǎng)調(diào)度人員更好地把控電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)故障的準(zhǔn)確定位，不僅如此，在先進(jìn)人機(jī)交互技術(shù)的支撐下，監(jiān)控效率能夠得到顯著提升。在按需建模和廣域數(shù)據(jù)分布式處理環(huán)節(jié)，需要重點(diǎn)研究的關(guān)鍵技術(shù)包括：大電網(wǎng)“模型云”構(gòu)建技術(shù)、數(shù)據(jù)高效流處理及快速狀態(tài)估計(jì)技術(shù)、調(diào)控大數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理和知識(shí)挖掘技術(shù)、主子站廣域協(xié)同處理和故障診斷技術(shù)以及人機(jī)增強(qiáng)可視與交互技術(shù)。

2.3智能調(diào)度控制

可持續(xù)發(fā)展背景下，新能源廣泛接入，柔性負(fù)荷與電網(wǎng)的雙向互動(dòng)越發(fā)強(qiáng)烈，使得發(fā)電計(jì)劃編制及調(diào)度控制變得越發(fā)困難，全局分析優(yōu)化的需求則使得計(jì)算規(guī)模更大，控制策略的協(xié)同性需求也更加迫切。依照發(fā)電與負(fù)荷不確定性隨時(shí)間推移不斷減小的規(guī)律，發(fā)電計(jì)劃制定環(huán)節(jié)，可以先給出一個(gè)能夠滿足安全約束同時(shí)相對(duì)寬泛的運(yùn)行區(qū)間，然后在運(yùn)行過程中逐漸收縮，最終優(yōu)化為確定的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行點(diǎn)，并將其目標(biāo)要求分解后落實(shí)到各級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)中，在保證電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的情況下，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)巡航。

2.4風(fēng)險(xiǎn)防控與智能決策

特高壓電網(wǎng)送受端、交直流與上下級(jí)之間耦合緊密，必須通過全局防控才能有效降低電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，而且電源、負(fù)荷雙側(cè)不確定性導(dǎo)致了電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)防控難度的增大?；诖耍枰⒏涌茖W(xué)合理的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)在線安全風(fēng)險(xiǎn)的量化評(píng)估和感知預(yù)警，結(jié)合全局優(yōu)化的預(yù)防性控制措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)于系統(tǒng)保護(hù)及安全自動(dòng)裝置運(yùn)行參數(shù)的在線協(xié)同校核，以此來保證電網(wǎng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

2.5系統(tǒng)驗(yàn)證和運(yùn)維支撐

大電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的總體架構(gòu)復(fù)雜，系統(tǒng)開發(fā)環(huán)節(jié)要求做好支撐平臺(tái)和應(yīng)用功能的測(cè)試工作，以保證軟件功能和性能都可以滿足大電網(wǎng)調(diào)度控制運(yùn)行的實(shí)際需求。分析決策中心與模型云平臺(tái)集中部署的形式會(huì)在一定程度上增加運(yùn)行維護(hù)的難度，需要技術(shù)人員做好系統(tǒng)運(yùn)維技術(shù)創(chuàng)新，提升運(yùn)維管理水平[2]。

3 結(jié)語

總而言之，針對(duì)特高壓交直流混聯(lián)大電網(wǎng)一體化調(diào)度運(yùn)行控制的需求，電力技術(shù)人員在云計(jì)算技術(shù)的支撐下，提出了支撐一體化大電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的架構(gòu)，從基礎(chǔ)支撐、建模與數(shù)據(jù)處理、智能調(diào)度控制等方面，對(duì)系統(tǒng)架構(gòu)中涉及的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析，希望能夠?yàn)榇箅娋W(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供技術(shù)支撐。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡晨旭，周濟(jì)，羅治強(qiáng)，等.一體化調(diào)度計(jì)劃輔助決策架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2015，（1）：131-136.