智能電網調度關鍵技術的研究

馬宇

摘 要：文章首先介紹了智能電網的概念及其成為新時代下電網發展的總趨勢的深遠意義，接著詳細分析目前智能電網調度系統運行的幾項關鍵技術，最后依據國家的政策領域方向，提出智能電網調度技術的研發趨勢。

關鍵詞：智能電網；調度；關鍵技術

1 智能電網的概念與意義

智能電網體現出電力流、信息流和業務流高度融合的顯著特點，它的主要技術優勢與行業意義還在于可以提高電力設備的使用效率，顯著降低電能損耗，促進電網高效運行。由于其強大的資源優化配置能力與安全穩定的運行環境，智能電網調度時會有效提升區域間電力交換能力與供電可靠性，減少停電損失。在促進清潔能源使用，實現電力用戶與電網之間的便捷互動以及促進電網相關產業鏈快速增長方面，智能電網調度也將發揮重要作用。

智能電網當前已是世界電網的發展趨勢，而智能電網的建設是一項長期的、復雜的系統工程，它涵蓋政府、裝備和服務供應商、科研機構等多個方面。其中，標準化是支撐智能電網建設的重要手段，標準化可以有效規范智能電網的規劃、設計、建設、運行及設備制造，促進技術的產業化和商業化，避免資源浪費和重復投入。因此許多國家和相關利益集團都制定了相應的發展戰略以進行標準之爭，試圖通過掌握標準制定的主導權以保持市場領域的優勢與領先地位。

因此，綜合以上分析，智能電網是電網技術發展的必然趨勢，也是社會經濟發展的必然選擇，進行智能電網調度關鍵技術的深入研究具有重大產業意義，推進智能電網調度技術的研發與應用，是中國電網現代化的核心工作之一。

2 智能電網調度系統運行的關鍵技術

2.1 通信系統與參數量測技術

智能電網實現高效調度依托于雙向集成的通信系統，在建立開放的通信架構，采用統一的技術標準后，智能電子設備、控制中心、傳感器、應用系統將會被高效連接實現信息高速傳輸以及監測與校正。參數量測技術則是將所獲取數據轉化為數據信息進而提供給智能電網其他部門使用。參數量測技術要開發出新型多功能的表計與軟件系統，如智能固態表計取代電磁表計，不僅對電量電費做統計，還進行電力高峰及費率的運算，或開發新的程序與軟件系統對相位關系、設備運行參數、線路負荷、線路設備故障等數據進行更為全面的綜合分析，推動電力調度工作的高效化、精確化。

2.2 一體化智能應用與模型管理技術

一體化智能應用是智能分析與決策應用的基礎，其功能包括實時監控與預警、動態監視、電網分析、負荷預測、綜合智能告警、在線安全穩定分析、調度計劃和安全校核等調度一體化和調控一體化功能，還可以實現自動發電控制、自動電壓控制、日前和實時調度計劃等電網運行控制功能，其中一體化模型管理技術與智能可視化技術對這些功能的實現具有決定性意義，模型、圖像、數據庫等信息資料是進行智能電網調度一體化應用建設與模型管理的基礎。穩態動態等數據的存儲、讀取、分析，可視化對象的信息傳遞，能源接入以及意外情況的防御調度等都需要先進的一體化模型管理技術來進行調控。

2.3 電網實時動態監測與預警技術

電網實時動態監測是在全球定位系統的相量測量單元（PMU）的成功研制基礎上進行拓展研究的，在電力系統運行工作時應用廣域網的動態測量技術可以在特定的時間坐標軸收集到大量電力系統準確的動態與穩態數據信息，通過對這些信息與數據有效地整理與記錄再將其傳輸到下一級數據系統或分析模型中，進行參數辨識、電網擾動分析或低頻震蕩分析，從而對電網運行狀況作出判斷。

實現了動態監測，可以再在此基礎上運用預警與輔助決策系統將運行狀況信息系統發送給相關調度決策人員，完成預警工作，緊急情況下完成控制輔助決策工作。例如在發生嚴重外部災害時，可通過研究外部災害信息，采用調度防御技術進行有效預測與調整，減輕外部災害對電網運行的影響。2013年1月浙江智能電網電力調度技術就曾經保護浙江電網應對冰雪災害，智能分析與實時告警推送功能為調度運行人員快速處理電網故障發揮了重要作用。

2.4 電網經濟運行與智能優化技術

實現電網經濟運行是智能電網調度技術的目標與要求。要實現這一目標，在在線分析技術應用以及電力系統輸變電原件選取上就要充分考慮各自的特點以及組合時如何發揮出最大功效。要積極運用經濟負載參數計算選擇運行指標統一的書店線路與變壓器，并運用在線電網的網損計算系統進行實施信息流分析以進行降低網損的調控，無論是自動發電量控制（Automatic Generation Control簡稱AGC）系統的調控還是智能電網電壓無功自動控制AVC系統的經濟調控，都是依據電網與機械的特性，實現功率或電壓的有效管理。關于智能優化，則可以通過以上系統的運行對電網經濟狀況做出判斷，并運用電網調度自動化系統進行電網運行與結構的優化調整，有效促進電網的經濟運行。

3 智能電網調度技術的研發趨勢

近幾年來我國智能電網調度技術的研究工作已經受到行業領域的廣泛關注并不斷取得新的進展，未來的研發趨勢仍將圍繞幾個特定的層面、領域與應用上。

智能電網標準體系近幾年研究的重點是制定可行標準、計劃以及技術路線圖，推進標準國際化戰略，推進配用電、電動汽車和用戶側等重點方向的研究，以及間歇性電源接入電網的技術標準研究。同時還包括云計算產業的研究，包括技術層面、標準層面、產業層面、法律層面和安全層面的幾項問題。在智能電網調度技術的信息化研究方面主要專注于物理網絡和覆蓋網絡的網絡特征、信息物理系統（CPS）、智能電網的軟件生產線技術、智能電網信息安全技術四個領域。

除此之外，智能電網調度技術還需要開發新型應用以支撐其發展，目前我國的六個應用研究方向分別為：云資源管理平臺，電動汽車智能運營管理系統，基于物聯網物流配送線路優化管理系統，智能電網業務系統開發平臺，智能電網與用戶雙向互動實現需求響應的理論與方法，面向億級在線用戶的高安全、高可靠性智能用電信息互動服務系統的結構、協議及實現方法。在我國制定的智能電網調度體系中，電網基礎體系，技術支撐體系，智能應用體系以及標準規范體系這四個體系的建設不僅在2009～2010年為規劃試點階段的規劃試點階段發揮了重要作用，在2011～2015年的全面建設階段以及2016～2020年的引領提升階段甚至更為深遠的時期都需要通過持續的調度技術更新研發以獲得長足生命力。

中國電力科學研究院副總工程師、首席專家，博導白曉民就曾表示，智能電網調度工作涉及復雜的工程建設，這些建設工作未來將給傳感設備、智能表計、充電設備建設以及智能運營管理系統等帶來了新的發展機遇，同時企業也面臨著商業模式創新、轉型升級等各個方面的挑戰，其社會經濟意義不言而喻，因此未來關于智能電網調度技術的投資可能集中在終端傳輸和配電系統中。

4 結束語

智能電網的建設與關鍵技術應用對我國電力系統建設、提升人民生活品質、促進資源分配與新型能源發展、推動節能減排工作開展都具有重要意義。智能電網調度的通信系統、量測技術、設備技術、控制技術、決策支持技術等關鍵技術的研發工作也要持續推進，這樣我國智能電網調動技術系統才能通過驗收投入使用，真正造福于人民與社會。

參考文獻

[1]王正風，高濤.智能電網調度運行面臨的關鍵技術研究[J].安徽電氣工程職業技術學院學報，2011（6）.

[2]韓章志.關于電網調度的自動化系統設計研究[J].動力與電氣工程，2013（15）.