胡遠康

摘 要 智能電網(wǎng)通過各類傳感器實現(xiàn)對發(fā)電、輸電、配電、用電等環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)采集，并進行整理、分析獲取相應(yīng)的有效信息?？梢暬夹g(shù)能夠?qū)⒅悄艽髷?shù)據(jù)中挖掘的預(yù)警、故障信息以生動的形象進行展示，為電網(wǎng)調(diào)度智能化提供技術(shù)支持。借助這些信息的職能調(diào)度與收集，能夠?qū)崿F(xiàn)對電網(wǎng)的實時監(jiān)控，以便調(diào)度人員能夠及時發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)風險，作出科學準確的決策。

關(guān)鍵詞 智能電網(wǎng) 調(diào)度技術(shù) 電網(wǎng)調(diào)度

中圖分類號：V242.3;TM76;TM736 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）06-0009-02

大數(shù)據(jù)時代下，全球各個數(shù)據(jù)密集型產(chǎn)業(yè)越發(fā)重視數(shù)據(jù)價值的挖掘，以此提升企業(yè)整體水平與行業(yè)競爭力，在電力領(lǐng)域中，隨著智能化水平提升，電力行業(yè)也進入大數(shù)據(jù)時代，如何在海量電力數(shù)據(jù)中挖掘有用數(shù)據(jù)，豐富電網(wǎng)運行與反饋環(huán)節(jié)，及時、準確地發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)運行中的異常并解決，提高電力調(diào)度智能化，增強電力運行可靠性，成為電力行業(yè)發(fā)展重點。

1 智能調(diào)度的概念和功能

智能調(diào)度，主要將調(diào)度中心各項業(yè)務(wù)、各個環(huán)節(jié)智能化與精益化，實現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘、量測采集、系統(tǒng)分析、建模、計劃制定等智能化分析、智能化預(yù)警以及自動化控制。高度集成、一體化的智能調(diào)度系統(tǒng)是必然趨勢，為達成該目標，智能調(diào)度不僅要擁有傳統(tǒng)調(diào)度系統(tǒng)的功能，還要通過智能化方式協(xié)助自動化系統(tǒng)運維，具體擁有如下功能：（1）風險分析功能。實現(xiàn)了由整體到局部對電網(wǎng)運行中各項風險的完全掌控，其中電網(wǎng)運行的趨勢分析、在線風險評估、安全運行指標的計算等，為電網(wǎng)運行提供了預(yù)警信息，輔助電網(wǎng)調(diào)度人員及時發(fā)現(xiàn)潛在風險，提前做好風險管控，提升電網(wǎng)運行可靠性、安全性;（2）全景監(jiān)控。大數(shù)據(jù)時代，電力調(diào)度實現(xiàn)了對電網(wǎng)運行狀態(tài)、運行數(shù)據(jù)的全面感知與監(jiān)控，在對海量電力數(shù)據(jù)處理與挖掘時，為電力調(diào)度的高級應(yīng)用、潮流計算提供信息支持，先進可視化技術(shù)的應(yīng)用，將電網(wǎng)運行狀態(tài)、異常信息實時展現(xiàn);（3）輔助決策功能。在電網(wǎng)運行出現(xiàn)故障后，電力調(diào)度能夠自動判斷故障所在位置并給出恢復(fù)策略，當自動化控制方式無法將潛在危險消除時，能夠主動通過人機交互界面，提出操作建議，協(xié)助工作人員決策;（4）自動控制功能。智能調(diào)度以現(xiàn)有電壓自動控制、自動發(fā)現(xiàn)控制、電網(wǎng)實時緊急控制等控制手段作為基礎(chǔ)，根據(jù)電網(wǎng)監(jiān)控信息，實現(xiàn)有功無功、主配網(wǎng)、在線優(yōu)化調(diào)度等的控制工作;（5）可視化功能。智能調(diào)度通過人機交互方式與可視化技術(shù)，實現(xiàn)了調(diào)度工作流程的動態(tài)可視化，不同監(jiān)控場景能夠自由切換，業(yè)務(wù)監(jiān)控畫面自動導(dǎo)航，為調(diào)度人員提供更清晰、更直觀地認知，當電網(wǎng)發(fā)生故障，能夠迅速對故障點定位，并全程跟蹤故障修復(fù)情況，增強電力調(diào)度水平[1]。

2 智能電網(wǎng)調(diào)度自動化關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 應(yīng)用服務(wù)技術(shù)

電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)具有多種多樣的功能，但存在一定的重復(fù)和冗余，如何對這些分散的功能進行集成融合是當前的一大難題。在智能電網(wǎng)中，調(diào)度自動化系統(tǒng)采用面向服務(wù)架構(gòu)（Service Oriented Architecture，SOA）。SOA體系下的調(diào)度自動化系統(tǒng)可將多種系統(tǒng)應(yīng)用封裝，電力調(diào)度部門可根據(jù)實際需要靈活調(diào)用。同時還可配置其他調(diào)度功能模塊，滿足智能電網(wǎng)發(fā)展各階段對調(diào)度業(yè)務(wù)的需求。此外，SOA體系下的調(diào)度自動化系統(tǒng)可將傳統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的電網(wǎng)分析、培訓(xùn)仿真等模塊劃分出來，比如狀態(tài)估計、靈敏度計算、調(diào)度員潮流等。同時這些模塊可根據(jù)需求進一步完善優(yōu)化，這是智能電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的另一顯著優(yōu)勢。目前智能電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)已在許多地區(qū)電網(wǎng)中得到應(yīng)用，并在優(yōu)化電網(wǎng)系統(tǒng)、實現(xiàn)節(jié)點計算機與主控計算機間的數(shù)據(jù)共享等方面發(fā)揮著重要作用。通過對電網(wǎng)進行實時監(jiān)視控制，在事故發(fā)生前生成告警，調(diào)度監(jiān)控人員可及時通知運維人員消除缺陷，有效減少故障造成的損失。

2.2 數(shù)據(jù)服務(wù)技術(shù)

傳統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)存在數(shù)據(jù)變換復(fù)雜、效率不高、可靠性低等問題。智能電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)以SOA體系為基礎(chǔ)完成數(shù)據(jù)服務(wù)，并借助標準接口和數(shù)據(jù)注冊中心完成電網(wǎng)信息的展示與融合。此外該技術(shù)可對電網(wǎng)設(shè)備實施全生命周期管理，提高調(diào)度自動化系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的準確性。同時還可應(yīng)用虛擬服務(wù)技術(shù)屏蔽數(shù)據(jù)的物理層信息，為調(diào)度系統(tǒng)內(nèi)的無差別訪問帶來極大便利。[2]

2.3 節(jié)能發(fā)電調(diào)度技術(shù)

電力系統(tǒng)的發(fā)電調(diào)度環(huán)節(jié)通常會存在大量能源浪費，加之我國能源本身不夠充足，因此節(jié)能發(fā)電調(diào)度技術(shù)的研究與應(yīng)用具有重要意義。電網(wǎng)調(diào)度管理部門應(yīng)充分認識節(jié)能發(fā)電的重要性和緊迫性，投入脫硫檢測、水調(diào)自動化等關(guān)鍵性技術(shù)，有效避免資源浪費。在節(jié)能發(fā)電調(diào)度技術(shù)中，一方面要整合、優(yōu)化傳統(tǒng)發(fā)電工程，通過技術(shù)創(chuàng)新減少發(fā)電中的能源損失，同時要加強對發(fā)電過程的集中管理和控制;另一方面利用節(jié)能電力調(diào)度技術(shù)有效消納各類可再生能源，減少化石能源比例，推動電網(wǎng)清潔化、低碳化。

2.4 電網(wǎng)實時動態(tài)監(jiān)測技術(shù)

電力系統(tǒng)是典型的超高維、強非線性系統(tǒng)，具有動態(tài)不確定性，傳統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)基于局部信息的監(jiān)測控制方法，難以滿足電網(wǎng)發(fā)展過程中諸如振蕩抑制與控制、動態(tài)安全防御等方面的要求。因此，基于廣域測量系統(tǒng)（Wide Area Measurement System，WAMS）的電網(wǎng)實時動態(tài)監(jiān)測技術(shù)是智能電網(wǎng)調(diào)度自動化中的重要組成部分，可為大電網(wǎng)的實時監(jiān)測和控制提供技術(shù)保障。一方面調(diào)度人員可在動態(tài)監(jiān)控屏上對電力使用情況進行監(jiān)測，有效掌握各類電能使用數(shù)據(jù);另一方面可通過分析監(jiān)測數(shù)據(jù)實現(xiàn)對目前電網(wǎng)運行狀況的有效評價，為下一階段的調(diào)度決策提供依據(jù)，極大地加強調(diào)度人員對電網(wǎng)運行的管理和控制能力。

2.5 一體化調(diào)度管理技術(shù)

我國電網(wǎng)運行遵循“統(tǒng)一調(diào)度，分級管理”原則，上下級調(diào)度自動化系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)庫、圖模資源等信息如何進行異地和層級共享是一個重要課題，一體化調(diào)度管理技術(shù)是解決該問題的重要手段。利用模型拼接技術(shù)實現(xiàn)電網(wǎng)圖模的“源端維護，全網(wǎng)共享”，提升數(shù)據(jù)庫維護效率，減少自動化運維人員的工作量，保證數(shù)據(jù)系統(tǒng)的一致和穩(wěn)定。通過一體化調(diào)度平臺，以節(jié)能減排為目標函數(shù)進行優(yōu)化調(diào)度，實現(xiàn)電網(wǎng)和所有并網(wǎng)機組的經(jīng)濟運行，優(yōu)化電能資源配置。此外還可整合擴展其他應(yīng)用模塊，滿足智能電網(wǎng)調(diào)度縱向貫通的新型業(yè)務(wù)需求。

2.6 電力系統(tǒng)地理圖形的可視化應(yīng)用

在智能調(diào)度大數(shù)據(jù)可視技術(shù)應(yīng)用于地理圖形可視化中時，可通過引進地圖圖形，實現(xiàn)地理圖形和區(qū)域電力系統(tǒng)的有機結(jié)合，根據(jù)所得電力系統(tǒng)可視化地圖，動態(tài)展現(xiàn)電力系統(tǒng)的運行狀況。在電力調(diào)度時，若電力線路、電力設(shè)備等出現(xiàn)故障，可直接通過地圖展現(xiàn)，通過大數(shù)據(jù)快速定位，及時發(fā)現(xiàn)并解決故障，促進電力系統(tǒng)可持續(xù)運轉(zhuǎn)。

2.7 互動負荷大范圍的優(yōu)化調(diào)度

通過全面調(diào)查了解發(fā)現(xiàn)，以往的電網(wǎng)調(diào)控主要是利用發(fā)電機組的調(diào)節(jié)功能，以此達到用電平衡的狀態(tài)。然而，在整個風電間歇性的能源中，會擴大電網(wǎng)的容量，因此，如果工作人員只是借助常規(guī)性的發(fā)電機組來開展電網(wǎng)調(diào)度工作，無法將整個電網(wǎng)的調(diào)控能力充分地凸顯出來，難以真正提升電網(wǎng)的智能調(diào)度效率。為了讓傳統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)度缺點得到有效的解決，切實增強電網(wǎng)智能調(diào)度的效率，需要相關(guān)的電網(wǎng)智能調(diào)度工作人員充分借助大數(shù)據(jù)技術(shù)，綜合分析全網(wǎng)的負荷信息，嚴格按照大范圍資源優(yōu)化配置的原則，逐步優(yōu)化不同時間內(nèi)電網(wǎng)調(diào)控的決策信息。這樣便能夠真正強化電網(wǎng)的動態(tài)感知，讓整個電網(wǎng)系統(tǒng)安全運行，真正達到優(yōu)化資源配置的目的。

2.8 智能電網(wǎng)云計算控制中心

在電網(wǎng)智能調(diào)度的大數(shù)據(jù)應(yīng)用過程中，智能電網(wǎng)的云計算控制中心，主要是為了解決智能電網(wǎng)互動式的節(jié)能優(yōu)化調(diào)度計算過程中存在的開停狀態(tài)不明確的問題，并就開停狀態(tài)中存在的問題進行積極優(yōu)化。其中，云計算在應(yīng)用的過程中主要是統(tǒng)籌分析調(diào)度工作人員的實際需求，并合理地將這些電網(wǎng)智能調(diào)度的計算任務(wù)分解成為多個子任務(wù)，所以借助Internet將動態(tài)分配的形式融入到虛擬化的計算設(shè)備中。在計算任務(wù)完成的情況下，可以采取結(jié)果拼接的形式，合理地將結(jié)果反饋到云計算控制中心，再如實地提交給調(diào)度工作人員。通過充分利用云計算方式所得出的精確數(shù)據(jù)信息，能夠真正成為智能電網(wǎng)在調(diào)度、運行和監(jiān)控中的重要數(shù)據(jù)依據(jù)，以此保證智能電網(wǎng)在運行過程中的安全性、穩(wěn)定性。同時，當云計算控制中心平臺在運行的過程中接收到計算任務(wù)時，便能借助網(wǎng)絡(luò)了解各項數(shù)據(jù)的云采集，并綜合利用數(shù)據(jù)模型和相關(guān)的算法全面分解計算任務(wù)，這時便能夠充分凸顯出數(shù)據(jù)動態(tài)分配管理平臺的功能，合理地安排各個子任務(wù)的計算設(shè)備。當計算設(shè)備完成了計算任務(wù)時，可以將結(jié)果返回給動態(tài)管理平臺，保證調(diào)度人員能夠獲取真正精確的數(shù)據(jù)信息[3]。

3 結(jié)語

總之，在建設(shè)智能電網(wǎng)的過程中，調(diào)度自動化技術(shù)是不可缺少的一個重要組成部分。隨著電網(wǎng)規(guī)模持續(xù)擴大、新能源并網(wǎng)比例增加，大型交直流混聯(lián)電網(wǎng)形成，許多新問題、新挑戰(zhàn)將不斷涌現(xiàn)，調(diào)度人員在對電網(wǎng)進行管理時，須充分重視智能電網(wǎng)調(diào)度自動化關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，保障人們的用電需求，促進智能電網(wǎng)的發(fā)展，為經(jīng)濟社會的不斷前進奠定堅實的電力能源基礎(chǔ)。

參考文獻：

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[2] 馮磊，黃其兵.基于智能的配電網(wǎng)電力大數(shù)據(jù)三維場景可視化分析[J].自動化與儀器儀表，2020（01）：189-192.

[3] 王婷，衛(wèi)少鵬，周彤.智能調(diào)度的研究現(xiàn)狀及前沿[J].物流科技，2019，42（11）：5-9.