智能電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行面臨的關(guān)鍵技術(shù)研究

許濤+張洲

[摘 要]智能電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)是電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)智能化的最關(guān)鍵與基礎(chǔ)的內(nèi)容，對(duì)于電力企業(yè)來說，智能電網(wǎng)系統(tǒng)工作的建立與使用還是一項(xiàng)新事物，需要不斷的完善，在實(shí)踐中不斷摸索與總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，適時(shí)對(duì)智能電網(wǎng)系統(tǒng)情況進(jìn)行分析，提出改時(shí)建議，并加強(qiáng)對(duì)智能電網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)的研究，對(duì)于智能電網(wǎng)的持續(xù)發(fā)展有重要意義。本文對(duì)智能電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行面臨的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了探討。

[關(guān)鍵詞]智能電網(wǎng) 調(diào)度運(yùn)行 關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號(hào)：TM734 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）15-0333-01

智能電網(wǎng)調(diào)度利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，從電網(wǎng)預(yù)測(cè)、計(jì)劃、建模、控制、分析、決策、展現(xiàn)等多個(gè)方面，確保了電網(wǎng)穩(wěn)定、安全、靈活、高效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。智能電網(wǎng)調(diào)度還是一個(gè)比較新的概念，還需要不斷的改進(jìn)和完善，需要在實(shí)踐中進(jìn)行修正，要想做好智能電網(wǎng)建設(shè)工作，就必須將一次電網(wǎng)的堅(jiān)強(qiáng)與二次電網(wǎng)調(diào)度的智能相結(jié)合。

一、智能調(diào)度技術(shù)的主要目標(biāo)

1、開放并且可擴(kuò)展

智能電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)該是開放性的，要能夠滿足系統(tǒng)各個(gè)方面的要求，比如系統(tǒng)的升級(jí)和維護(hù)等。要能夠支持第三方插件，具備自由擴(kuò)展的功能，有應(yīng)用和軟件需要升級(jí)可以迅速地完成。

2、先進(jìn)實(shí)用

智能電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)和應(yīng)用等方面的設(shè)計(jì)都要借鑒一些國內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)成果，采用實(shí)用的體系架構(gòu)，進(jìn)行安全的分區(qū)，采用標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的可視化界面國際比較前沿的技術(shù)，使系統(tǒng)在國際上處于相對(duì)比較領(lǐng)先的位置。

3、安全可靠

智能電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)在技術(shù)方面要將系統(tǒng)安全方面的要求充分地考慮到，要遵循電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)的相關(guān)原則，在邊界的安全防護(hù)基礎(chǔ)上，采用國產(chǎn)的安全操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫，通過證書技術(shù)的應(yīng)用加強(qiáng)信息安全，在權(quán)限的管理方面設(shè)置認(rèn)證控制。

4、便于管理和維護(hù)

智能電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)該對(duì)應(yīng)用進(jìn)行靈活的配置和管理，從而實(shí)現(xiàn)靈活的裁剪。要支持工程實(shí)施環(huán)境的參數(shù)化使用和可配置性，對(duì)于客戶調(diào)整和平臺(tái)功能都能夠方便使用，注重用戶的感受，對(duì)于日常的運(yùn)行、升級(jí)和維護(hù)等都應(yīng)該方便快捷。

二、智能電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)

1、電網(wǎng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)與輔助決策技術(shù)

電網(wǎng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)為電力系統(tǒng)的控制以及電網(wǎng)運(yùn)行提供了新的方法和途徑，利用該技術(shù)能夠?qū)Πl(fā)電機(jī)功角進(jìn)行直接測(cè)量，為調(diào)度總站提供電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，并且利用GPS 為動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)設(shè)定時(shí)標(biāo)，自動(dòng)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)的運(yùn)行情況，保證電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行。由于是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，克服了傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)無法采集動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的缺陷，而且還能準(zhǔn)確獲取發(fā)電機(jī)組當(dāng)?shù)仡l率，根據(jù)這一結(jié)果評(píng)估機(jī)組的調(diào)頻性能，提高了調(diào)度總站對(duì)機(jī)組調(diào)頻性能的有效控制和考核，加強(qiáng)了調(diào)度總站對(duì)電力系統(tǒng)的控制。在實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)上，國內(nèi)已經(jīng)建成了監(jiān)測(cè)預(yù)警和輔助決策系統(tǒng)，這一系統(tǒng)的功能主要有以下幾點(diǎn)：在線狀態(tài)估計(jì)、靜態(tài)安全分析、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、熱穩(wěn)定和功角穩(wěn)定計(jì)算、靜態(tài)和暫態(tài)的電壓穩(wěn)定計(jì)算、控制輔助決策等。借助該系統(tǒng)不僅可以增強(qiáng)調(diào)度人員對(duì)智能輸電網(wǎng)的駕馭能力，也在很大程度上提高了電網(wǎng)的輸送能力。

2、電網(wǎng)運(yùn)行方式和電力系統(tǒng)元件在線分析技術(shù)

在調(diào)度工作中，電網(wǎng)運(yùn)行方式的合理選擇和有效安排，對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行起到了基礎(chǔ)性作用，對(duì)運(yùn)行方式的選擇和安排是建立在負(fù)荷預(yù)測(cè)基礎(chǔ)上的，進(jìn)而制定發(fā)電計(jì)劃和設(shè)備檢修計(jì)劃。在以往檢修方式下，調(diào)度人員要花費(fèi)大量的時(shí)間對(duì)離線數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算工作量非常龐大，這種離線穩(wěn)定計(jì)算已經(jīng)難以滿足電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行的需要，而利用在線分析技術(shù)，則可以最大限度地提高工作效率，減少調(diào)度人員的工作量，甚至無需再進(jìn)行離線計(jì)算。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)和輔助決策技術(shù)一樣，在線分析技術(shù)的工作要點(diǎn)就是要將離線提升至在線，在實(shí)際運(yùn)行中，在線穩(wěn)定計(jì)算能夠完全實(shí)現(xiàn)離線計(jì)算無法完成的多重故障產(chǎn)生的計(jì)算。為了提高計(jì)算分析的精確性，有必要建立電力系統(tǒng)元件的仿真模型，根據(jù)元件的參數(shù)反映系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。原有模型的建立普遍采用經(jīng)典理論參數(shù)，然而運(yùn)行狀態(tài)的變化會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)元件參數(shù)的變化，經(jīng)典參數(shù)對(duì)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)難以實(shí)現(xiàn)有效的辨識(shí)，這時(shí)就需要借助動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)和輔助決策技術(shù)，對(duì)在線參數(shù)進(jìn)行測(cè)量和辨識(shí)。

3、 短路電流控制與輸電線路測(cè)距技術(shù)

隨著電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化以及互聯(lián)的加強(qiáng)，短路電流控制越來越受到調(diào)度部門的重視，現(xiàn)階段采用的故障電流限制技術(shù)是從系統(tǒng)運(yùn)行方式、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及設(shè)備性能等方面去解決短路電流控制問題，這種方法雖然起到了應(yīng)有的作用，但是卻有著降低電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的負(fù)面效果，以此來調(diào)整電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，費(fèi)用也非常高，這勢(shì)必會(huì)增加投資，也難以達(dá)到電網(wǎng)高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目標(biāo)。基于故障電流限制器的短路電流控制技術(shù)是目前控制短路電流采用的一種新的方法，該技術(shù)在應(yīng)用過程中幾乎不會(huì)對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行產(chǎn)生影響。目前，長距離、超高壓輸電線路也越來越多，對(duì)線路故障點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確定位和快速排查也顯得越來越重要，以往通過分析故障錄波的方式來找出故障點(diǎn)，這種方式存在一定的缺陷，如測(cè)距精度無法得到有效保障，國家規(guī)定的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)是3%，但是在高阻接地狀況下，錄波器的該項(xiàng)指標(biāo)是很難實(shí)現(xiàn)的。基于廣域網(wǎng)的輸電線路測(cè)距技術(shù)不但能夠?qū)€路故障進(jìn)行快速定位，而且還能克服原理上的缺陷，根據(jù)行波原理，利用小波變換技術(shù)對(duì)線路發(fā)生故障時(shí)產(chǎn)生的行波信號(hào)進(jìn)行分析，從而準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)距離。

4、一體化智能應(yīng)用支撐關(guān)鍵技術(shù)

首先一體化模型管理技術(shù)在智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)中的應(yīng)用主要是為智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型，幫助智能電網(wǎng)更好的分析電網(wǎng)調(diào)度過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)，更好的查看智能電網(wǎng)中的相應(yīng)需要；其次可視化展示技術(shù)在智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)中的應(yīng)用主要是通過對(duì)智能可視化支撐平臺(tái)的構(gòu)建來完成對(duì)智能電網(wǎng)調(diào)度過程中調(diào)度內(nèi)容、調(diào)度目標(biāo)、調(diào)度范圍乃至調(diào)度技術(shù)的全方位可視化工作，更加有效的完成智能電網(wǎng)調(diào)度過程中相應(yīng)的智能監(jiān)測(cè)、智能預(yù)警以及智能決策和分析工作；最后，大容量信息處理技術(shù)則是針對(duì)只能智能電網(wǎng)調(diào)度過程中超多容量的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行提取分析的技術(shù)內(nèi)容，其能夠有效的保證智能電網(wǎng)調(diào)度過程中相應(yīng)數(shù)據(jù)信息采集以及分析過程中的完整性、及時(shí)性以及準(zhǔn)確性，對(duì)不同空間、不同規(guī)格、不同內(nèi)容的大容量信息實(shí)現(xiàn)更加全面細(xì)致的處理工作。

5、在線預(yù)警以及安全防御技術(shù)

在線預(yù)警以及安全防御技術(shù)是智能電網(wǎng)組件以及運(yùn)行過程中具備的重要技術(shù)類型，其能夠?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)提供自動(dòng)感知、自動(dòng)診斷、自動(dòng)預(yù)防以及自動(dòng)愈合等多項(xiàng)電網(wǎng)運(yùn)行功能，有效的提高了智能電網(wǎng)運(yùn)行過程中的智能監(jiān)控能力和在線預(yù)警能力，對(duì)于提高智能電網(wǎng)運(yùn)行過程中的安全性以及可靠性發(fā)揮了非常重要的作用，同時(shí)，這種智能電網(wǎng)的在線預(yù)警以及安全防御技術(shù)還能夠有效的應(yīng)用在智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)內(nèi)容中，有效的提升智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)應(yīng)用過程中面對(duì)特大性或者緊急性電網(wǎng)安全事故情況下的安全穩(wěn)定能力，減少智能電網(wǎng)在惡劣情況下的運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)，有效的提升了智能電網(wǎng)的運(yùn)行抵抗能力以及運(yùn)行穩(wěn)定能力。

綜上所述，智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)對(duì)電網(wǎng)至關(guān)重要，對(duì)其開發(fā)與利用必須要合理，只有這樣才能確保電網(wǎng)運(yùn)行更加安全，才能促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展。掌握并運(yùn)用智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)，能為社會(huì)帶來巨大的效益，因此要加大對(duì)其資金和人員投入力度。

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