朱炳銓，谷 煒，鄭 翔，葉聰琪，童存智

（國網(wǎng)浙江省電力有限公司，杭州 310007）

0 引言

電力生產(chǎn)具有同時(shí)性、整體性、快速性、連續(xù)性、實(shí)時(shí)性和隨機(jī)性等特點(diǎn)，發(fā)電、輸電、供電幾乎是在一瞬間同時(shí)完成，電能質(zhì)量需要實(shí)時(shí)、連續(xù)地監(jiān)視與調(diào)整，電網(wǎng)事故發(fā)展迅速，涉及面廣，需要實(shí)時(shí)監(jiān)視電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)節(jié)[1]。因此，電網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)節(jié)在電力系統(tǒng)具有核心地位。總體上看，電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)節(jié)的自動(dòng)化程度達(dá)到了一定水平，在重要程度較高的某些方面自動(dòng)化程度較高，完全替代了人力勞動(dòng)，但在另一些方面還有很大拓展空間。根據(jù)對某具有特高壓交直流落點(diǎn)的負(fù)荷較高的省級(jí)電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)節(jié)調(diào)度承載力分析，占用人力資源排在前三位的業(yè)務(wù)分別為運(yùn)行監(jiān)視控制、調(diào)度倒閘操作及異常故障處置，分別占總量的61.6%，28.2%及3.7%。

在運(yùn)行監(jiān)視控制方面，當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行模式中，實(shí)時(shí)調(diào)控運(yùn)行絕大部分時(shí)間是基于方式安排好的日前計(jì)劃框架進(jìn)行的，使用AGC（自動(dòng)發(fā)電控制）、AVC（自動(dòng)電壓控制）等電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)運(yùn)行技術(shù)，在日前計(jì)劃框架內(nèi)能自動(dòng)進(jìn)行發(fā)用電平衡、電壓控制等實(shí)時(shí)運(yùn)行業(yè)務(wù)，可以很好地滿足電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的各項(xiàng)指標(biāo)要求。然而，日前方式安排與日內(nèi)實(shí)時(shí)運(yùn)行總是會(huì)因氣象變化預(yù)測不準(zhǔn)造成負(fù)荷、新能源發(fā)電預(yù)測出現(xiàn)較大偏差，從而可能導(dǎo)致影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的多個(gè)問題同時(shí)出現(xiàn)，包括系統(tǒng)備用不足、斷面越限、風(fēng)險(xiǎn)提高、短路電流超標(biāo)、 最小開機(jī)方式不滿足等， 僅憑AGC 和AVC 的控制策略無法解決。

在調(diào)度倒閘操作方面，當(dāng)前較多省級(jí)電網(wǎng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)特高壓交直流混聯(lián)運(yùn)行，受跨區(qū)電力大功率輸送影響，省內(nèi)設(shè)備檢修窗口期必須與之配套，造成檢修計(jì)劃非常密集，同時(shí)有大量設(shè)備并行安排檢修，且檢修工期環(huán)環(huán)相扣，某個(gè)環(huán)節(jié)延誤會(huì)對后續(xù)工作產(chǎn)生很大影響，而現(xiàn)有調(diào)度倒閘操作是人工電話發(fā)令串行模式，往往就會(huì)成為檢修流程瓶頸。

在異常事故處置方面，日前離線完成的N-1事故預(yù)案，在實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)節(jié)結(jié)合調(diào)控一體化的開關(guān)遙控技術(shù)能滿足突發(fā)事故快速處置的要求。但對突發(fā)的多重事故，或特高壓直流雙極閉鎖引起的安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，僅靠預(yù)案和逐一拉合開關(guān)處置，會(huì)在響應(yīng)速度上造成遲緩。

本文研究表明，現(xiàn)有電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行技術(shù)經(jīng)整合后，可以極大提高電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行業(yè)務(wù)的自動(dòng)化程度，獲得更高的安全性和運(yùn)行效率。一是在電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)視控制功能上，對4～8 h 日內(nèi)短期出現(xiàn)的問題可以具備預(yù)判和預(yù)控能力，通過提前感知和預(yù)留充足時(shí)間進(jìn)行超前防范，將處理難度很高或影響較大的事中堵漏問題轉(zhuǎn)為較為簡單影響更小的事前預(yù)控問題加以解決；二是在調(diào)度倒閘操作上，現(xiàn)有設(shè)備經(jīng)技術(shù)改造，能全自動(dòng)地執(zhí)行計(jì)劃檢修申請單要求的設(shè)備停復(fù)役操作而無需調(diào)度人工干預(yù)；三是在異常故障處置上，一般故障的處置策略在線生成，重大故障處置策略以電子化預(yù)案形式離線生成，故障發(fā)生時(shí)以程序化遙控執(zhí)行批量操作，可以較好地滿足事故處置速度要求。實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)節(jié)的自動(dòng)化程度提高后，人力將重點(diǎn)轉(zhuǎn)為對電網(wǎng)運(yùn)行工況的分析研究，據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前電網(wǎng)運(yùn)行在線分析業(yè)務(wù)僅占人力資源的0.4%。

1 電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行框架技術(shù)綜述

1.1 綜合智能分析與告警

綜合智能分析與告警是智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的核心應(yīng)用功能之一，通過綜合分析電網(wǎng)一次設(shè)備和二次設(shè)備的運(yùn)行、故障和告警信息，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的在線故障診斷和智能告警，并利用形象直觀的方式展示故障診斷和智能告警結(jié)果。

綜合智能分析與告警應(yīng)用中設(shè)備故障診斷功能從邏輯上可以劃分為四個(gè)模塊，即基于穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)的故障診斷、基于動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的故障診斷、基于保護(hù)故障錄波數(shù)據(jù)的故障診斷以及下級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)的故障信息。當(dāng)四個(gè)模塊有一個(gè)模塊診斷出故障時(shí)就自動(dòng)告警推畫面，并通過故障簡報(bào)給出故障設(shè)備、故障類型、故障相、重合閘、測距等故障信息[2]。

目前綜合智能分析與告警應(yīng)用的告警信息已實(shí)現(xiàn)省級(jí)以上調(diào)度之間的逐級(jí)推送，500 kV 電壓等級(jí)的電網(wǎng)故障最終推送至國調(diào)中心，220 kV 電壓等級(jí)的電網(wǎng)故障最終推送至區(qū)域分調(diào)中心。

1.2 在線安全分析

隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)離線安全校核越來越難以滿足電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求[3]，因此電網(wǎng)在線安全分析技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。電力系統(tǒng)在線DSA（動(dòng)態(tài)安全評(píng)估與預(yù)警系統(tǒng)）是目前應(yīng)用最廣泛的電網(wǎng)在線安全分析技術(shù)。

DSA 主要由動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)平臺(tái)、在線并行計(jì)算平臺(tái)、在線動(dòng)態(tài)安全預(yù)警、調(diào)度輔助決策、傳輸功率極限計(jì)算、歷史數(shù)據(jù)管理和可視化幾個(gè)部分組成。主要功能包括安全穩(wěn)定在線預(yù)警、調(diào)度輔助決策、穩(wěn)定裕度在線計(jì)算、低頻振蕩監(jiān)測與分析、計(jì)劃校核、離線方式計(jì)算[4]。

DSA 的核心計(jì)算模塊采用了多種穩(wěn)定評(píng)估方法，能夠在線對大規(guī)模電力系統(tǒng)進(jìn)行全面穩(wěn)定分析，包括暫態(tài)穩(wěn)定分析、靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析、小干擾穩(wěn)定分析、在線潮流計(jì)算及N-1 靜態(tài)安全分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)各類穩(wěn)定裕度不足的情況，并為調(diào)度員提供運(yùn)行方式調(diào)整的輔助決策[5]。

1.3 動(dòng)態(tài)特性分析

隨著風(fēng)電、光伏等新能源大量接入以及特高壓直流、柔性直流輸電工程的投產(chǎn)，電網(wǎng)動(dòng)態(tài)特性變得更加復(fù)雜；且隨著大規(guī)模交直流混聯(lián)系統(tǒng)的形成，電網(wǎng)可能遭受的擾動(dòng)變得越來越大，例如特高壓直流換流器的雙極閉鎖，可能造成1 000萬kW 的功率驟變，給區(qū)域電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來巨大壓力。因此對電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過程的分析變得十分重要。

電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過程分為三個(gè)階段：電磁暫態(tài)過程、機(jī)電暫態(tài)過程和中長期動(dòng)態(tài)過程。目前對電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析主要采用時(shí)域仿真法，由中國電力科學(xué)研究院開發(fā)的電磁暫態(tài)—機(jī)電暫態(tài)—中長期動(dòng)態(tài)過程的統(tǒng)一仿真程序PSD-FDS是目前應(yīng)用較為廣泛的分析大規(guī)模交直流混聯(lián)電網(wǎng)動(dòng)態(tài)特性的仿真軟件。該軟件通過特定接口整合不同時(shí)間尺度的動(dòng)態(tài)仿真程序，可模擬大規(guī)模電力系統(tǒng)數(shù)秒到數(shù)小時(shí)的動(dòng)態(tài)過程[6]。

1.4 調(diào)控一體化

調(diào)控一體化是指將生產(chǎn)運(yùn)行部門的部分變電站監(jiān)控人員并入調(diào)度部門，成立調(diào)度控制中心，在原電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上，增加電網(wǎng)監(jiān)控職能，負(fù)責(zé)所轄電網(wǎng)運(yùn)行設(shè)備接入監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行信息及設(shè)備缺陷和事故告警信息的監(jiān)視，以及事故或故障等緊急情況下或日常運(yùn)行工作中無需人員到現(xiàn)場的開關(guān)遠(yuǎn)控操作、保護(hù)及自動(dòng)裝置的投/退和定值區(qū)切換操作控制[7-10]。

調(diào)控中心進(jìn)行遠(yuǎn)方遙控的一次操作業(yè)務(wù)限于開關(guān)分合閘，二次操作業(yè)務(wù)限于保護(hù)及自動(dòng)裝置的投/退和定值區(qū)切換、通信自動(dòng)化系統(tǒng)的遠(yuǎn)方控制操作，且僅限于日常運(yùn)行工作中無需人員到現(xiàn)場的和事故或故障等緊急情況下的相關(guān)操作。在開關(guān)遠(yuǎn)方遙控常態(tài)化基礎(chǔ)上，調(diào)控中心積極探索程序化操作和一鍵順控技術(shù)。

所謂一鍵順控是指通過自動(dòng)化系統(tǒng)的單個(gè)操作命令，根據(jù)預(yù)先規(guī)定的操作邏輯和五防閉鎖規(guī)則，自動(dòng)按規(guī)則完成一系列斷路器和隔離開關(guān)的操作，最終改變系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的過程，從而實(shí)現(xiàn)變電站電氣設(shè)備運(yùn)行、熱備用、冷備用和檢修等各種狀態(tài)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。一鍵順控整個(gè)過程無須人工操作，可以大大提高操作效率、減少誤操作的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)縮短操作時(shí)間[11]。

1.5 底層技術(shù)概述

實(shí)時(shí)調(diào)控運(yùn)行中，調(diào)控員通過智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的底層技術(shù)和應(yīng)用實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，進(jìn)行電網(wǎng)監(jiān)視和實(shí)時(shí)控制。通過SCADA（監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)）進(jìn)行電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行穩(wěn)態(tài)信息的監(jiān)視和設(shè)備控制，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、系統(tǒng)監(jiān)視、數(shù)據(jù)記錄和操作與控制等功能。隨著“大運(yùn)行”體系全面建設(shè)完成，省級(jí)電網(wǎng)已全面實(shí)現(xiàn)常態(tài)化開關(guān)遙控操作，調(diào)控員可直接通過監(jiān)控系統(tǒng)遠(yuǎn)方執(zhí)行的設(shè)備倒閘操作，在故障跳閘后進(jìn)行遠(yuǎn)方試送和分區(qū)間負(fù)荷快速轉(zhuǎn)移，提升電網(wǎng)操作和事故處置效率。

電網(wǎng)實(shí)時(shí)發(fā)用電平衡和電壓控制則是通過AGC 和AVC 閉環(huán)控制實(shí)現(xiàn)。其中，AGC 通過控制省調(diào)統(tǒng)調(diào)發(fā)電設(shè)備的有功功率，使本區(qū)域發(fā)電功率跟蹤負(fù)荷和聯(lián)絡(luò)線交換功率的變化，以滿足電力供需的實(shí)時(shí)平衡，并維持系統(tǒng)頻率和聯(lián)絡(luò)線交換功率在允許范圍內(nèi)。AVC 則通過對發(fā)電機(jī)無功、OLTC（有載調(diào)壓變壓器分接頭）、可投切無功補(bǔ)償裝置、SVC（靜止無功補(bǔ)償器）等無功電壓調(diào)節(jié)設(shè)備實(shí)現(xiàn)無功分層分區(qū)平衡，提高電壓質(zhì)量，降低網(wǎng)損[12]。隨著新能源發(fā)電迅猛發(fā)展和電力市場建設(shè)的不斷推進(jìn)，對電網(wǎng)自動(dòng)控制提出了新的要求。文獻(xiàn)[13]分析了可再生能源接入對AGC 的影響，總結(jié)了儲(chǔ)能系統(tǒng)、需求側(cè)資源、可再生能源三類新型調(diào)頻資源參與AGC 調(diào)節(jié)的控制策略。文獻(xiàn)[14]針對電力市場環(huán)境提出了一種適應(yīng)發(fā)電權(quán)交易的可再生能源有功控制策略,保證了可再生能源消納。文獻(xiàn)[15]針對新能源廣域消納和特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)的新特征，提出了新的省網(wǎng)協(xié)同頻率偏差控制模式。

2 深化應(yīng)用及整合下的電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)運(yùn)行調(diào)控技術(shù)研究

電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行主要包括負(fù)荷平衡、電壓控制、斷面限額控制、倒閘操作、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及預(yù)控、故障處置等6 個(gè)方面內(nèi)容?，F(xiàn)有調(diào)控技術(shù)經(jīng)深化應(yīng)用及整合后，上述6 個(gè)方面實(shí)時(shí)運(yùn)行階段內(nèi)容在準(zhǔn)確性、精確程度和調(diào)節(jié)性能上有著顯著提升，在解決關(guān)鍵的短期負(fù)荷預(yù)測、斷面限額控制策略、調(diào)度和監(jiān)控貫通等問題后，可滿足絕大多數(shù)實(shí)時(shí)運(yùn)行場景需求，電網(wǎng)在實(shí)時(shí)階段可基本實(shí)現(xiàn)脫離人工干預(yù)進(jìn)入全自動(dòng)運(yùn)行。

2.1 基于在線安全分析的負(fù)荷平衡

在電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行中，負(fù)荷與發(fā)電機(jī)出力的實(shí)時(shí)平衡主要由AGC 功能實(shí)現(xiàn)，AGC 根據(jù)電網(wǎng)頻率、聯(lián)絡(luò)線功率偏差等量測量自動(dòng)計(jì)算出發(fā)電機(jī)出力調(diào)整量并下發(fā)全網(wǎng)機(jī)組。實(shí)際運(yùn)行中，由于短期負(fù)荷預(yù)測精度、天氣變化、重大事件和發(fā)輸電設(shè)備臨時(shí)故障等因素，電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況通常與日前制定的運(yùn)行計(jì)劃方式有一定偏差，且新能源出力的不確定性大大增加了日前預(yù)測和校核的誤差，經(jīng)常需要人工進(jìn)行干預(yù)。

為了彌補(bǔ)日前校核的不足，需提升對電網(wǎng)未來運(yùn)行狀態(tài)的感知，進(jìn)一步深化在線安全分析模塊日內(nèi)滾動(dòng)計(jì)劃功能的開發(fā)和應(yīng)用。日內(nèi)滾動(dòng)計(jì)劃根據(jù)日前發(fā)電計(jì)劃、機(jī)組日前發(fā)電排序、日前和超短期系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測、超短期母線負(fù)荷預(yù)測、超短期新能源預(yù)測、滾動(dòng)水電計(jì)劃、聯(lián)絡(luò)線計(jì)劃、停電計(jì)劃、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹C(jī)組出力數(shù)據(jù)申報(bào)等信息，綜合考慮系統(tǒng)負(fù)荷平衡約束、電網(wǎng)安全約束和機(jī)組運(yùn)行約束，采用考慮安全約束的優(yōu)化算法編制，實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)未來4 h 的安全校核，及時(shí)反饋安全裕度較低的時(shí)段。

日內(nèi)滾動(dòng)計(jì)劃功能的重要基礎(chǔ)是短期負(fù)荷預(yù)測和新能源發(fā)電預(yù)測，當(dāng)前負(fù)荷預(yù)測都是采用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法基于歷史數(shù)據(jù)得到，缺乏對外界環(huán)境的信息采集，適應(yīng)性準(zhǔn)確性不高，只有對包括網(wǎng)格化的氣溫、濕度、降雨、光照、風(fēng)速等一系列自然環(huán)境參數(shù)進(jìn)行采集，對不同負(fù)荷成分進(jìn)行辨識(shí)，對負(fù)荷成分與上述氣象參數(shù)的關(guān)系進(jìn)行建模后，才能提高短期負(fù)荷預(yù)測的準(zhǔn)確性。同時(shí)，還需基于氣象參數(shù)對光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、汛期小水電發(fā)電做出準(zhǔn)確預(yù)測，才能對統(tǒng)調(diào)機(jī)組出力做出合理安排。因此真正實(shí)現(xiàn)負(fù)荷平衡的全自動(dòng)運(yùn)行，還需在日內(nèi)滾動(dòng)計(jì)劃功能上進(jìn)行大量改造提升。

2.2 基于在線安全分析的電壓控制

近年來，隨著分布式電源、儲(chǔ)能設(shè)備的不斷發(fā)展，網(wǎng)架特性更加復(fù)雜，同時(shí)電源構(gòu)成差異化趨勢不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致省級(jí)電網(wǎng)系統(tǒng)電壓控制愈發(fā)困難。為確保電網(wǎng)電壓質(zhì)量，省級(jí)電網(wǎng)投入調(diào)用在線安全分析校核的AVC 系統(tǒng)，對全網(wǎng)無功電壓狀態(tài)進(jìn)行集中監(jiān)視和分析計(jì)算，從全局角度對廣域分散的電網(wǎng)無功裝置進(jìn)行協(xié)調(diào)優(yōu)化控制[16]。AVC 系統(tǒng)控制對象主要包括發(fā)電機(jī)（包括調(diào)相機(jī)）、有載調(diào)壓變壓器、并聯(lián)電容/電抗器、SVC 等。

除了常態(tài)化投入AVC 系統(tǒng)，省級(jí)電網(wǎng)還積極研究新的電壓控制技術(shù)。為減少靈紹和賓金兩個(gè)直流以及充電功率的共同影響，省級(jí)電網(wǎng)通過加裝調(diào)相機(jī)來增強(qiáng)電網(wǎng)的短路容量和支撐能力，提高直流多饋入短路比，降低直流同時(shí)換相失敗的風(fēng)險(xiǎn)。春節(jié)輕負(fù)荷期間，受相鄰省份電壓快速上升的影響，省級(jí)電網(wǎng)系統(tǒng)高電壓形勢非常嚴(yán)峻。省級(jí)電網(wǎng)通過采取機(jī)組深度進(jìn)相、分布式光伏逆變器進(jìn)相、拉停空充線路、賓金靈紹直流降壓運(yùn)行、制定分區(qū)方式調(diào)整無功電壓預(yù)案等措施，有效遏制了高壓風(fēng)險(xiǎn)，保證了系統(tǒng)電壓水平正常[17]。

2.3 基于在線安全分析的限額控制

在實(shí)際運(yùn)行中，AGC 功能雖然可以根據(jù)系統(tǒng)約束條件和控制目標(biāo)自動(dòng)完成對系統(tǒng)有功出力的微調(diào)，但傳統(tǒng)AGC 未考慮斷面限額約束，在控制系統(tǒng)頻率和省際聯(lián)絡(luò)線功率時(shí)，正常調(diào)節(jié)過程中會(huì)加重區(qū)域內(nèi)的某些重載斷面惡化，以及出現(xiàn)某些越限斷面加劇的情況，需要調(diào)控員人為干預(yù)，增大了調(diào)控員工作量，同時(shí)對于AGC 的正常控制增加人為擾動(dòng)，不利于電網(wǎng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。為使AGC 在完成發(fā)用電平衡調(diào)節(jié)的同時(shí)，保證電網(wǎng)輸電斷面在穩(wěn)定限額之內(nèi)，AGC 系統(tǒng)增加了基于在線安全分析的閉環(huán)控制功能。

在線安全分析通過AGC 實(shí)現(xiàn)對斷面限額控制應(yīng)用的難點(diǎn)，一是在于控制策略的制定上。由于同時(shí)存在的斷面對某些機(jī)組來說，其控制策略可能是完全沖突的，錯(cuò)誤的控制策略可能造成限額無法控制到位，或滿足了限額卻又造成系統(tǒng)備用不足。為避免人工干預(yù)解決該問題，需進(jìn)一步深化在線安全分析的應(yīng)用，同時(shí)，正確的控制策略還可以超前預(yù)判出為控制限額而導(dǎo)致的系統(tǒng)備用不足問題，預(yù)留出充足時(shí)間進(jìn)行預(yù)控，將可能需要拉限電或拍停機(jī)的緊急人工控制轉(zhuǎn)為網(wǎng)絡(luò)化發(fā)令開停燃機(jī)的自動(dòng)控制。二是在于節(jié)點(diǎn)負(fù)荷預(yù)測和新能源發(fā)電預(yù)測上，該項(xiàng)內(nèi)容決定了全電網(wǎng)的潮流分布預(yù)測是否準(zhǔn)確， 在此基礎(chǔ)上制定的AGC 控制策略才有意義。由2.1 可知，需進(jìn)一步深化開發(fā)和應(yīng)用在線安全分析模塊的日內(nèi)滾動(dòng)計(jì)劃功能，才可實(shí)現(xiàn)負(fù)荷和新能源的準(zhǔn)確預(yù)測。

基于在線安全分析的AGC 閉環(huán)控制功能總體框架如圖1 所示，從狀態(tài)估計(jì)模塊獲取實(shí)時(shí)電網(wǎng)斷面數(shù)據(jù)，從SCADA 中獲取電子化斷面穩(wěn)定限額，從AGC 模塊中獲取受控發(fā)電機(jī)ID 及參數(shù)；將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行在線分析，得出綜合考慮聯(lián)絡(luò)線功率偏差和穩(wěn)定斷面約束的優(yōu)化機(jī)組控制策略，將策略回傳AGC 模塊生成相應(yīng)機(jī)組控制指令。

圖1 基于在線安全分析的AGC 閉環(huán)控制功能設(shè)計(jì)框架

具體控制策略如圖2 所示，根據(jù)狀態(tài)估計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行基態(tài)潮流計(jì)算和斷面靈敏度計(jì)算，靈敏度計(jì)算必須考慮發(fā)電機(jī)調(diào)頻特性；然后針對基態(tài)潮流計(jì)算中重載或者越限的斷面，采用基于靈敏度的反向等量配對法生成機(jī)組有功調(diào)整策略；最后將策略發(fā)送給AGC 模塊[18]。

圖2 基于在線安全分析的AGC 閉環(huán)控制流程

為了盡可能減少對AGC 模塊正常響應(yīng)聯(lián)絡(luò)線功率偏差的干擾，閉環(huán)控制功能提供的機(jī)組調(diào)節(jié)量還需進(jìn)行靈敏度的再次校驗(yàn)后才予以使用。設(shè)置調(diào)節(jié)量靈敏度門檻，對正的調(diào)節(jié)量，若機(jī)組的最小靈敏度>-調(diào)節(jié)量靈敏度門檻，則該調(diào)節(jié)量不予使用；反之，對于負(fù)的調(diào)節(jié)量，若機(jī)組的最大靈敏度<調(diào)節(jié)量靈敏度門檻，則該調(diào)節(jié)量不予使用。門檻設(shè)置過高會(huì)導(dǎo)致參與限額的控制機(jī)組不足，設(shè)置過低會(huì)出現(xiàn)舉全網(wǎng)之力守某個(gè)限額的情況，從而導(dǎo)致備用不足。此外，特定機(jī)組對不同斷面的靈敏度系數(shù)可能相反，控制策略需做特殊處理。

2.4 基于在線安全分析和調(diào)控一體化的調(diào)度倒閘操作

隨著全社會(huì)負(fù)荷迅猛增長，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，設(shè)備操作量日益增多，省級(jí)電網(wǎng)調(diào)度操作量每年已達(dá)上百萬步，要求在很短的窗口期內(nèi)完成，這對電網(wǎng)的精細(xì)化調(diào)控和一體化統(tǒng)籌管理水平提出了更高要求。

當(dāng)前電網(wǎng)調(diào)控機(jī)構(gòu)已著手通過開發(fā)新的倒閘操作技術(shù)支持系統(tǒng)，將傳統(tǒng)電話接發(fā)令方式轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)化接發(fā)令，新一代倒閘操作系統(tǒng)突破傳統(tǒng)電話發(fā)令形式，以網(wǎng)絡(luò)化發(fā)令為介質(zhì)將以往單一票串行操作改為多張票并行操作，在正令執(zhí)行過程中，系統(tǒng)擁有安全防誤、風(fēng)險(xiǎn)校核功能。一方面將根據(jù)設(shè)備運(yùn)行實(shí)時(shí)狀態(tài)，進(jìn)行五防、拓?fù)浞矫娴姆勒`； 另一方面將解合環(huán)操作指令發(fā)送至D5000 系統(tǒng)中進(jìn)行操作前校核，包括基態(tài)計(jì)算、靜態(tài)N-1 計(jì)算、未來態(tài)計(jì)算，并及時(shí)將潮流計(jì)算結(jié)果反饋調(diào)度員，協(xié)助調(diào)度員更清晰地掌握操作風(fēng)險(xiǎn)。在設(shè)備操作過程中，系統(tǒng)還會(huì)根據(jù)設(shè)備實(shí)際狀態(tài)自動(dòng)掛、摘檢修牌。

網(wǎng)絡(luò)化發(fā)令為電網(wǎng)全自動(dòng)操作奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，且從常規(guī)的設(shè)備計(jì)劃停電檢修申請單轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)生成調(diào)度倒閘操作票已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，因此從理論上說，調(diào)度端發(fā)令操作可以全自動(dòng)進(jìn)行。即在約定的操作時(shí)間使用在線安全分析的實(shí)時(shí)校核功能對當(dāng)前操作進(jìn)行校核，并使用日內(nèi)滾動(dòng)計(jì)劃功能對當(dāng)日未來態(tài)的拓?fù)浜统绷鬟M(jìn)行安全校核后，可以自動(dòng)發(fā)令至現(xiàn)場，而對變電站現(xiàn)場運(yùn)行人員來說，將分辨不出是調(diào)度員下令還是系統(tǒng)自動(dòng)下令，由此即可實(shí)現(xiàn)從檢修申請單到設(shè)備狀態(tài)變化的自動(dòng)進(jìn)行。此外，如果現(xiàn)場操作再和調(diào)控一體化技術(shù)結(jié)合，將調(diào)度端操作票系統(tǒng)下發(fā)的令直接下發(fā)到設(shè)備，就實(shí)現(xiàn)了真正意義上的全自動(dòng)操作。

因此，不遠(yuǎn)的將來完全可以無需人工參與，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)設(shè)備計(jì)劃檢修申請單將設(shè)備操作至要求的狀態(tài)。不過，要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)還需要在兩個(gè)方面有所突破。一是在調(diào)控一體化技術(shù)上，操作規(guī)范要求對操作的元件狀態(tài)必須有雙信號(hào)源確認(rèn)，而刀閘狀態(tài)能自動(dòng)上傳的信號(hào)只有一個(gè)，需要人工到現(xiàn)場核對狀態(tài)作為另一個(gè)信號(hào)源，人工參與環(huán)節(jié)必然會(huì)制約自動(dòng)化程度；二是當(dāng)前調(diào)控一體化管理模式設(shè)計(jì)上，調(diào)和控的機(jī)構(gòu)不同，這使得調(diào)度端操作指令不能直接作用于設(shè)備，必須經(jīng)過中間監(jiān)控人員，該人工參與環(huán)節(jié)也會(huì)對操作效率有影響。

2.5 基于在線安全分析和動(dòng)態(tài)特性分析的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估預(yù)控

隨著特高壓混聯(lián)電網(wǎng)建成，電網(wǎng)運(yùn)行控制日益復(fù)雜，同時(shí)因雨雪、冰凍、臺(tái)風(fēng)、雷擊等惡劣天氣影響，省級(jí)電網(wǎng)安全運(yùn)行遭受大范圍嚴(yán)重干擾的風(fēng)險(xiǎn)始終存在。針對上述情況，可進(jìn)一步深化在線安全分析系統(tǒng)應(yīng)用，開展電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)實(shí)時(shí)評(píng)估和動(dòng)態(tài)預(yù)警，通過實(shí)時(shí)分析、研究分析和趨勢分析三種模式對電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行進(jìn)行全方位安全預(yù)警和多時(shí)間維度的安全防御[19]。實(shí)時(shí)分析模式在線跟蹤電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況，每5 min 定期對電網(wǎng)運(yùn)行展開六大類安全分析和預(yù)防控制決策支持（靜態(tài)安全分析、暫態(tài)穩(wěn)定分析、小干擾穩(wěn)定分析、短路電流分析、靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析、穩(wěn)定裕度評(píng)估分析等），動(dòng)態(tài)評(píng)估電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行薄弱點(diǎn)。研究分析模式通過人工修改運(yùn)行方式，進(jìn)行預(yù)想方式分析，明確重大操作前后電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)。趨勢分析模式則通過自動(dòng)獲取未來短時(shí)間內(nèi)（4 h）的計(jì)劃數(shù)據(jù)（包括斷面功率計(jì)劃、發(fā)電計(jì)劃等）和預(yù)測數(shù)據(jù)（包括超短期負(fù)荷預(yù)測等），生成面向電網(wǎng)安全穩(wěn)定分析計(jì)算的電網(wǎng)未來運(yùn)行方式，快速分析電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)及其安全穩(wěn)定模式演變趨勢和潛在風(fēng)險(xiǎn)。

同時(shí)當(dāng)電力系統(tǒng)由于故障進(jìn)入緊急運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，通過綜合智能告警觸發(fā)事故后分析，自動(dòng)匹配電子化預(yù)案，快速模擬預(yù)案控制策略的執(zhí)行情況，校核預(yù)案控制措施，并根據(jù)電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行方式變化提出輔助決策和調(diào)整具體故障處置策略，實(shí)現(xiàn)事故后電網(wǎng)運(yùn)行方式調(diào)整由經(jīng)驗(yàn)型調(diào)度向電網(wǎng)安全分析決策的科學(xué)智能型調(diào)度轉(zhuǎn)變[20]。

2.6 基于故障綜合智能告警和調(diào)控一體化的電網(wǎng)故障協(xié)同處置

電網(wǎng)發(fā)生事故時(shí)，傳統(tǒng)處置流程首先是變電站或監(jiān)控人員通過電話向調(diào)度員口頭匯報(bào)設(shè)備故障情況，然后調(diào)度員根據(jù)預(yù)案及當(dāng)前潮流計(jì)算分析對電網(wǎng)和設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)快速做出評(píng)估，制定事故處置策略，最后再電話發(fā)令進(jìn)行倒閘操作及機(jī)組出力調(diào)整，以及上下級(jí)調(diào)度之間的聯(lián)系配合。

現(xiàn)有技術(shù)手段具備自動(dòng)獲得故障信息，自動(dòng)匹配電子化預(yù)案，及網(wǎng)絡(luò)化發(fā)令及程序化批量遙控操作等條件，但這些獨(dú)立的功能需要組合起來作為整體發(fā)揮作用，才能實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)故障的自動(dòng)處置。

首先通過綜合智能分析與告警應(yīng)用得到設(shè)備故障信息，再將故障與設(shè)備跳閘預(yù)案匹配調(diào)用，自動(dòng)執(zhí)行預(yù)案中的批量開關(guān)操作，機(jī)組出力加減，并通過網(wǎng)絡(luò)化發(fā)布形式實(shí)現(xiàn)上下級(jí)協(xié)同。

對于N-1 風(fēng)險(xiǎn)、檢修方式風(fēng)險(xiǎn)，或者特高壓直流閉鎖以及在線分析預(yù)警預(yù)判風(fēng)險(xiǎn)會(huì)有離線生成的電子預(yù)案，在線校核后即可執(zhí)行。但對突發(fā)的多重故障，還要生成在線的控制策略。文獻(xiàn)[21]提出了一種事故后優(yōu)化調(diào)節(jié)機(jī)組出力的方法，利用實(shí)時(shí)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測信息發(fā)現(xiàn)處于緊急甚至是危險(xiǎn)狀態(tài)的設(shè)備，如阻塞的線路、過載的變壓器等，辨識(shí)出高危險(xiǎn)設(shè)備后，采用RBOPF（基于風(fēng)險(xiǎn)的最優(yōu)潮流）對機(jī)組實(shí)時(shí)出力進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，控制風(fēng)險(xiǎn)水平。

文獻(xiàn)[22]提出了事故后進(jìn)行在線穩(wěn)定分析的方法，基于D5000 系統(tǒng)的圖形化操作和事故觸發(fā)計(jì)算模塊，當(dāng)綜合智能告警應(yīng)用監(jiān)測到系統(tǒng)中發(fā)生滿足觸發(fā)條件的事件后，轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用啟動(dòng)狀態(tài)估計(jì)，對事故后電網(wǎng)潮流進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果發(fā)給在線分析應(yīng)用，繼續(xù)進(jìn)行過流、短路電流超標(biāo)和穩(wěn)定問題等6 大類基態(tài)安全穩(wěn)定分析計(jì)算。對電網(wǎng)故障后的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，及時(shí)給出預(yù)警信息。

在事故后機(jī)組出力優(yōu)化調(diào)整和在線穩(wěn)定分析預(yù)警基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步結(jié)合圖形拓?fù)溥M(jìn)行系統(tǒng)可靠性分析，進(jìn)行接線補(bǔ)強(qiáng)、負(fù)荷批量轉(zhuǎn)供和切除等措施減輕過載設(shè)備潮流，或提高接線可靠性。這方面的研究工作已經(jīng)有所推進(jìn)。

目前電網(wǎng)在線安全分析系統(tǒng)只能進(jìn)行機(jī)電-電磁暫態(tài)混合仿真，尚不具備分析高壓直流輸電與柔性交直流系統(tǒng)設(shè)備內(nèi)部故障能力。中國電力科學(xué)研究院開發(fā)的ADPSS 是世界上首套可模擬大規(guī)模電力系統(tǒng)（1 000 臺(tái)機(jī)、10 000 個(gè)節(jié)點(diǎn)）的全數(shù)字實(shí)時(shí)仿真裝置。該裝置可與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)相連接，取得在線數(shù)據(jù)進(jìn)行繼電保護(hù)、安全自動(dòng)裝置、FACTS 控制裝置和直流輸電控制裝置的閉環(huán)仿真試驗(yàn)[23]。

3 前沿技術(shù)在電網(wǎng)實(shí)時(shí)全自動(dòng)運(yùn)行的應(yīng)用前景

3.1 大數(shù)據(jù)分析

在年復(fù)一年的電網(wǎng)運(yùn)行過程中，積累了海量信息數(shù)據(jù)，在調(diào)度和監(jiān)控端都可對相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析和價(jià)值挖掘，應(yīng)用于電網(wǎng)實(shí)時(shí)調(diào)控運(yùn)行。

在調(diào)度端，開展基于調(diào)控云平臺(tái)的信息綜合分析研究，對電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控信息、檢修信息、調(diào)控日志、設(shè)備臺(tái)賬、氣象環(huán)境、在線監(jiān)測等異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，利用決策樹和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，進(jìn)行深入挖掘[24]。一是研究各級(jí)調(diào)控協(xié)同處置，實(shí)現(xiàn)故障前快速預(yù)警，故障中信息整合、輔助決策，故障后分析評(píng)估；二是利用智能分析技術(shù)和可視化技術(shù)，為調(diào)控人員提供全面、及時(shí)、準(zhǔn)確的全網(wǎng)生產(chǎn)計(jì)劃管控和信息展示；三是研究操作票系統(tǒng)智能成票、防誤校核、模擬演示等智能化功能。

在監(jiān)控端，基于實(shí)時(shí)和歷史監(jiān)控告警信號(hào)進(jìn)行大數(shù)據(jù)挖掘，建立處置決策專家?guī)靵磔o助監(jiān)控員進(jìn)行信號(hào)處置，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排查輸變電設(shè)備潛在安全隱患的目標(biāo)[25]。首先通過對大量歷史告警數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析，實(shí)現(xiàn)對告警信號(hào)的有效整合與分類，不斷擴(kuò)展專家知識(shí)庫內(nèi)容，為實(shí)時(shí)在線診斷提供更為準(zhǔn)確的模板。然后，根據(jù)持續(xù)累積的歷史數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)挖掘的算法方案進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，以優(yōu)化模板的準(zhǔn)確性。最后，挖掘出海量信號(hào)間的潛在關(guān)聯(lián)特性，以及隱藏在這些信號(hào)后面的很多模糊的和不完備的重要信息，并將可能存在的設(shè)備安全隱患推送給監(jiān)控員，由監(jiān)控員通知現(xiàn)場運(yùn)維人員進(jìn)行重點(diǎn)排查。

3.2 調(diào)控云平臺(tái)

近年來，隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，以及電網(wǎng)智能化程度不斷增強(qiáng)，電網(wǎng)各類分析功能變得越來越復(fù)雜，對計(jì)算機(jī)硬件的需求也越來越大。在建設(shè)新一代電力系統(tǒng)過程中，為各類智能化調(diào)度控制輔助系統(tǒng)分配傳統(tǒng)計(jì)算資源占用了大量的資金和人力成本，而且這些計(jì)算資源在大多數(shù)時(shí)間段是處于閑置狀態(tài)，造成較大資源浪費(fèi)。而云計(jì)算的發(fā)展為電網(wǎng)調(diào)度控制輔助系統(tǒng)建設(shè)提供了新的模式，“調(diào)控云”也成為了新一代調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)[26]。

調(diào)控云通過IaaS 提供軟硬件計(jì)算資源，PaaS提供公共平臺(tái)及電網(wǎng)模型云平臺(tái)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)云平臺(tái)、運(yùn)行數(shù)據(jù)云平臺(tái)，SaaS 層開放支持各廠家的應(yīng)用，并采用App Gallery（云展示窗）管理，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行不同開發(fā)單位提供的應(yīng)用商品。其中，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)云平臺(tái)是調(diào)控云平臺(tái)運(yùn)行的核心交互平臺(tái)。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)云平臺(tái)主要包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)計(jì)算、運(yùn)行環(huán)境及數(shù)據(jù)服務(wù)等模塊，支持的數(shù)據(jù)包括電網(wǎng)設(shè)備模型、節(jié)點(diǎn)支路模型、實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)、狀態(tài)估計(jì)數(shù)據(jù)，如圖3 所示。調(diào)控云平臺(tái)的建成，可以為調(diào)控運(yùn)行業(yè)務(wù)帶來新的模式，包括：

（1）全電壓等級(jí)電網(wǎng)分析。采用全電壓等級(jí)電網(wǎng)模型平臺(tái)，不同電壓等級(jí)電網(wǎng)分界面不再進(jìn)行等值處理，配合強(qiáng)大的計(jì)算能力，電網(wǎng)各類分析結(jié)果會(huì)更加準(zhǔn)確。

（2）全面的電網(wǎng)外部數(shù)據(jù)接入。方便調(diào)用其他專業(yè)云平臺(tái)共享的應(yīng)用，快捷獲取電網(wǎng)外部數(shù)據(jù)，例如天氣數(shù)據(jù)、地理數(shù)據(jù)、人為活動(dòng)數(shù)據(jù)，大大提高負(fù)荷與新能源出力預(yù)測、電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等分析的準(zhǔn)確度。

圖3 調(diào)控云實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)云平臺(tái)軟件功能模塊

（3）各級(jí)調(diào)控機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)共享與協(xié)同處置更加高效。各級(jí)調(diào)控機(jī)構(gòu)在開展協(xié)同處置業(yè)務(wù)時(shí)不再需要傳統(tǒng)的電話和電子郵件模式，而通過調(diào)控云平臺(tái)實(shí)時(shí)同步進(jìn)行，大大提高嚴(yán)重故障處置、信息報(bào)送與發(fā)布以及應(yīng)急響應(yīng)的效率。

（4）為電網(wǎng)調(diào)控新技術(shù)的應(yīng)用提供便捷的環(huán)境。大數(shù)據(jù)分析、人工智能等前沿技術(shù)在很多領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，但目前在電力系統(tǒng)領(lǐng)域還應(yīng)用甚少，主要原因還是運(yùn)行環(huán)境的不統(tǒng)一，不能方便地移植程序；而在調(diào)控云平臺(tái)上，程序運(yùn)行環(huán)境與其他云平臺(tái)完全相同，無論是新開發(fā)技術(shù)還是移植最新的技術(shù)都會(huì)變得十分便捷。

當(dāng)然，調(diào)控云平臺(tái)相對現(xiàn)有調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)還是存在數(shù)據(jù)傳輸速度慢、數(shù)據(jù)安全性較差的不足[27]，短期內(nèi)還無法完全取代現(xiàn)有的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。

3.3 人工智能

AI（人工智能）是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門技術(shù)科學(xué)，具體來說是使機(jī)器能夠勝任一些通常需要人類智能才能完成的復(fù)雜工作。目前調(diào)度控制仍以經(jīng)驗(yàn)和人工分析為主，需要調(diào)控人員利用自身的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)關(guān)聯(lián)電網(wǎng)運(yùn)行的海量數(shù)據(jù)，重復(fù)性“人腦勞動(dòng)”較多，自動(dòng)化和智能化程度相對較低[28]，可通過人工智能和調(diào)控實(shí)時(shí)運(yùn)行結(jié)合，利用語音識(shí)別控制、調(diào)控操作決策輔助分析、電網(wǎng)停電風(fēng)險(xiǎn)管控來輔助調(diào)控人員開展日常業(yè)務(wù)工作。一是研究采用人工智能的語音識(shí)別技術(shù)和文字語義數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，改進(jìn)各級(jí)調(diào)度員之間以及與現(xiàn)場運(yùn)維人員的交互方式，自動(dòng)根據(jù)錄音內(nèi)容記錄操作發(fā)令、工作許可和匯報(bào)內(nèi)容，同步更新填寫操作票、檢修單執(zhí)行信息，調(diào)度日志記錄信息。二是依托人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)，檢修申請單和電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行信息，按照操作票編寫規(guī)范和安全校核規(guī)則，自行完成任務(wù)編排、操作票擬寫和預(yù)令下發(fā)。三是在調(diào)控員人工審核操作票和操作方案并確認(rèn)授權(quán)后，根據(jù)下令規(guī)范要求，代理調(diào)控員逐步進(jìn)行下令倒閘操作。人工智能引擎從I 區(qū)主站獲取電網(wǎng)拓?fù)浜蛯?shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，從電話交換機(jī)系統(tǒng)實(shí)時(shí)了解現(xiàn)場作業(yè)進(jìn)度，從OMS系統(tǒng)獲取操作票和停役申請單，根據(jù)所掌握的信息和標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)度規(guī)程，經(jīng)過自主仿真模擬并確認(rèn)無誤后，下達(dá)調(diào)度指令，操作支持自動(dòng)調(diào)用D5000進(jìn)行遙控操作，并通過圖像識(shí)別輔助判斷刀閘到位情況；若操作需要運(yùn)維現(xiàn)場操作，則調(diào)用通信系統(tǒng)，智能語音指揮現(xiàn)場完成操作。

3.4 調(diào)度機(jī)器人

隨著電網(wǎng)日益復(fù)雜，調(diào)控人員需要掌握的技能、人員水平要求越來越高。未來的調(diào)度控制，人只需要起到指導(dǎo)、監(jiān)督和校正作用，機(jī)械性的勞動(dòng)都可以交給調(diào)度機(jī)器人去完成，能夠把更多的精力花在電網(wǎng)特性掌握和總體控制之上。調(diào)度機(jī)器人通過完善提升或融合吸納業(yè)務(wù)系統(tǒng)功能，利用機(jī)器學(xué)習(xí)擴(kuò)充知識(shí)庫，主動(dòng)感知分析電網(wǎng)運(yùn)行事件進(jìn)行輔助決策或自主處置，實(shí)現(xiàn)態(tài)勢感知、智能決策和精準(zhǔn)控制三方面功能。其中態(tài)勢感知是指通過調(diào)度機(jī)器人監(jiān)視電網(wǎng)運(yùn)行信息、監(jiān)視信號(hào)信息、電網(wǎng)故障告警、故障錄波信息、保護(hù)信息、外部環(huán)境信息、調(diào)度電話、檢修時(shí)序信息、視頻信息等，對電網(wǎng)事件進(jìn)行全景感知，自動(dòng)生成運(yùn)行報(bào)表，并分析電網(wǎng)故障模式，實(shí)現(xiàn)故障原因自動(dòng)辨識(shí)；智能決策是通過歷史事故和調(diào)度處置規(guī)程的機(jī)器學(xué)習(xí)，在電網(wǎng)事故發(fā)生后機(jī)器人基于知識(shí)庫和實(shí)時(shí)電網(wǎng)運(yùn)行方式提供調(diào)度員負(fù)荷調(diào)整、倒閘操作、故障處置、設(shè)備異常處置等智能輔助決策，實(shí)現(xiàn)人與調(diào)度機(jī)器人的協(xié)同決策。精確控制是指調(diào)控將該處置策略通過智能交互傳遞給調(diào)控員確認(rèn)后，自動(dòng)啟動(dòng)事故處置流程通過AGC 控制、AVC 控制、遙控操作等閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)常規(guī)故障自動(dòng)處理、特殊故障智能預(yù)警和人為干預(yù)校正決策。

4 結(jié)語

現(xiàn)有綜合智能分析與告警、在線安全分析、動(dòng)態(tài)特性分析、調(diào)控一體化等現(xiàn)有電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行框架技術(shù)在當(dāng)前各省級(jí)電網(wǎng)已有不同程度應(yīng)用，但大多處于某個(gè)方面試點(diǎn)和實(shí)用化推廣階段，尚未形成全方位的推廣應(yīng)用。本文對這些技術(shù)做了全面綜述，指出了這些技術(shù)可經(jīng)深化應(yīng)用和整合，通過SCADA，AGC，AVC，遙控倒閘操作等底層技術(shù)手段，進(jìn)行負(fù)荷平衡、電壓控制、限額控制、倒閘操作、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估預(yù)警、故障協(xié)同處置等電網(wǎng)調(diào)控實(shí)時(shí)運(yùn)行絕大部分業(yè)務(wù)，同時(shí)滿足特高壓交直流混聯(lián)省級(jí)電網(wǎng)在頻率、電壓、安全性等多個(gè)方面的目標(biāo)要求。大數(shù)據(jù)分析、調(diào)控云平臺(tái)、調(diào)度機(jī)器人、人工智能等新技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)控實(shí)時(shí)運(yùn)行的應(yīng)用的研究已經(jīng)開展，可以進(jìn)一步輔助人工加強(qiáng)感知和決策、執(zhí)行能力，不斷提高電網(wǎng)運(yùn)行安全和調(diào)控效率。