智能電網調度運行面臨的關鍵技術研究

劉炳

摘 要：在我國社會經濟發展過程中，智能電網調度工作發揮著非常重要的作用。傳統的電網調度工作已經不能滿足目前電網發展的需求，對電網進行改革是發揮智能電網調度作用，促進電力發展的重要工作內容。同時，在智能電網調度過程中，還涉及許多先進的科學技術，因此，在電網調度工作過程中存在許多技術上和運行上的難題。本文通過對智能電網調度運行面臨的關鍵技術進行分析研究，并且提出一定的解決意見，以期為智能電網調度運行發展提供參考。

關鍵詞：智能電網;調度運行;關鍵技術

中圖分類號：TM732 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）34-0122-03

Research on the Key Technologies of Smart Grid Dispatching Operation

LIU Bing

（Yulin Power Supply Bureau，Yulin Shaanxi 719000）

Abstract： In the process of China's social and economic development， smart grid scheduling plays a very important role. The traditional power grid dispatching can not meet the needs of the current power grid development. The reform of the power grid is an important work to play the role of smart grid dispatching and promote the development of power. At the same time， in the process of smart grid scheduling， there are many advanced science and technology， so there are many technical and operational problems in the process of grid scheduling. This paper analyzed the key technologies faced by the dispatching operation of smart grid， and put forward some solutions， in order to provide reference for the development of the dispatching operation of smart grid.

Keywords： smart grid;dispatching operation;key technology

進入21世紀后，社會經濟快速發展，而能源大量消耗使節約能源、降低損耗、低碳排放等可持續性理念成為各國發展應堅持的重要原則。如何利用可再生資源和綠色能源代替傳統的化石能源？如何改造目前的能源體系，開發更加智能高效的電網體系和結構？這都是目前各國關注的重點內容，也是發展過程中遇到的主要難題。目前，國內外對智能電網還沒有提出明確的定義，都是根據自身發展需求，對智能電網給出了具有局限性的定義。筆者認為，智能電網實際上就是利用綠色資源、可再生能源，通過先進的科學技術和控制方式來提高電網的工作效率，保證電網工作的穩定性，滿足人們的用電需求。對電力工業來說，智能電網是電力工業發展歷程上重要的變革內容，會直接使電力工業的各領域得到發展和創新。本文主要對智能電網調度運行面臨的關鍵技術進行分析研究，以期為電力工業的發展提供重要參考。

1 電網調度的功能

電網調度系統實際上只對電網的發電和用電工作進行控制，從而保障整體的穩定運行，主要包括以下幾點功能。①調度運行功能。該功能主要是對電力系統中電廠及各種電氣設備的運行情況進行協調運作，保證電力系統發電的穩定性。在實際調度過程中，主要是利用調度倒閘進行相關操作。同時，在實際操作過程中，一旦發生問題要及時解決，防止問題擴大對整個系統造成影響，保證系統的穩定運行。②調度計劃功能。在電網運行前，要對電網運行負荷進行預測，并對預測結果進行分析，選擇更加適合發電機工作的開機方式，以滿足系統安全校核的需求，并進一步保證整體系統的穩定運行。③運行方式。運行方式是整個電力系統的重要組成部分，通過對設備和電網的各項數據進行分析研究，能為電力系統的運行提供數據和技術上的支持。④繼電保護功能。該功能主要針對電網中的繼電保護和安全自動裝置進行計算。⑤通信自動化功能。通過對電網運行過程中的各項數據進行自動采集、傳送和顯示，能為指揮者提供更準確的數據，也是保證電網其他設備正常運行的基礎[1-5]。

2 智能電網調度技術支持系統建設的目標

對于智能電網調度，我國相關文件對智能電網技術支持系統建設的目標有明確的要求：在利用智能電網調度技術進行電網運行過程中，要將安全可靠、協調靈活、優質高效等要求作為基本原則。同時，在電網調度技術研發過程中，要遵循電網本身的運行特點，以提高電網調度技術的規范化、流程化、信息化、自動化、智能化和互動化的水平。除此之外，對智能電網調度技術還提出了以下幾點要求。①在利用智能電網調度技術過程中，要堅持安全可靠的原則。在利用該技術的過程中，要對電網發電的安全性進行分析研究，并且遵循發電安全防護要求，不斷地對防護工作進行完善，這樣才能提高電網運行的穩定性和安全性。②在利用智能電網調度技術過程中，要堅持使用先進的技術。對于電力系統，應用智能電網調度技術，必須在系統的整體結構、數據庫的設計等內容上，借鑒國外先進的技術和成果，不斷提高自身電網的設計水平，這樣才能促使我國電力行業不斷發展。③在利用智能電網調度技術過程中，要堅持開放與可擴展原則。電網平臺在發展過程中需要不斷對系統進行擴容和升級等，因此，利用智能電網調度技術需要根據系統要求，對系統進行完善和升級，這樣才能不斷促進電網系統的發展。④在利用電網調度系統的過程中，要堅持可管理、易維護的原則，以更好地滿足客戶的需要，對系統進行不斷優化和調整。

3 智能電網調度運行過程中涉及的關鍵技術

3.1 電網實時動態監測技術

我國科學技術的快速發展為電網實時動態監測提供了相應的科學技術。在20世紀90年代初，通過利用GPS進行電網實時動態監測的技術的成功研發，標志著在我國電網工程運行過程中能利用廣域網動態測量技術對整體運行進行實時的動態監測，獲取實時的信息。這對電網的運行和整體控制來說具有非常重要的意義。該技術在實際工作中主要有以下幾項特點。①利用該技術能直接測量發電機的功角。②該技術每隔40ms就能向主機發送一次動態數據。③利用該技術，能對每一次發送的動態數據進行時間標定，同時，通過對數據進行分析研究，還能了解電網運行的實時狀態，保證電網運行的安全穩定。

該系統能在40ms時間內完成數據記錄和傳輸工作，這為電網的狀態分析提供了準確的數據支持。通過使用該技術，不僅能滿足電網調度系統的相關需求，還能為電網調度系統提供更多的輔助功能。與傳統技術手段相比，利用該技術能得到更加準確的一次性數據，幫助相關部門對電網調度系統進行更加精確的控制和管理。

3.2 電網動態監測預警與輔助決策技術

在進行電網動態監測過程中，通過將計算機技術融入監測管理工作中，能進行電網監測的預警和輔助決策。通過利用電網動態監測預警與輔助決策技術能及時收集相關數據信息，也能夠使操作人員對電網具有更高效的控制和管理。另外，在2008年，我國也制定了關于電力網絡系統的《在線安全穩定預警系統功能規范》等文件，為我國電力網絡運行的管理與控制工作提供了規范參考。

電網動態監測預警與輔助決策技術主要包括電網實時動態監測、在線狀態評估、在線靜態安全分析等多種功能。通過對數據進行實時分析，能為決策人員提供意見。與傳統技術相比，該技術具有以下幾點特點。①能有效提高評估結果的精確度，為操作人員提供更加合理的決策方案。②能夠進行在線低頻振蕩計算。目前，電網系統常常會出現電網低頻振蕩問題。為了解決該問題，通過利用電網動態監測預警與輔助決策技術，能準確地對異常區域進行計算和標定，同時能實時將數據發送給控制人員。③能記錄和存儲低頻振蕩的相關數據。利用該技術能對電網的狀態進行實時監控，且能記錄和存儲發生低頻振蕩的相關數據，為后續的分析提供準確的數據支持。

3.3 電網運行方式的在線分析技術

電網運行方式的合理性是保證電網整體穩定運行、安全運行的關鍵。在進行電網運行方式的安排之前，要對整體電網進行負荷預測，然后再制訂電網運行安排計劃、相應的設備檢修計劃和整體發電計劃，這樣才能促使整體網絡的安全穩定運行。

在實際電力系統運行過程中，對影響電力系統正常運行的因素進行分析和研究，尋找解決問題的方式，能保障電力系統在工作過程中不會出現故障問題，能使電力系統穩定運行。利用傳統計算方式進行故障問題和運行情況計算，大量的計算數據不僅給工程計算帶來了極大困難，也使工作人員的工作量成倍增加。為了提高測算結果的準確性，通過利用在線分析技術，不僅能準確地對運行方式和運行狀態進行分析，也能提高工作人員的工作效率和工作質量。

實際上，無論是利用在線分析技術，還是利用傳統的分析技術，都是為了進一步提高電網系統的運行穩定性，使整體的狀態由原來的離線變到現在的在線。

3.4 電力系統元件在線參數識別技術

對于電力系統的計算，元件的在線參數識別會直接影響計算結果的精確度和準確度。元件的參數識別內容主要包括輸電線、發電機、勵磁系統、原動機等內容。通過對元件的在線參數進行識別，不僅能對電力系統的實際運行情況進行準確判斷，也能提高電力系統安全性分析的準確性。另外，通過這種方式也能為操作人員提供更準確的數據，使操作人員能針對電力系統存在的問題進行針對性處理。

3.5 基于FCL的短路電流控制技術

隨著我國互聯網技術的快速發展，電網結構不斷加強，短路電流控制已經成為目前發展過程中人們重點關注和亟待解決的問題。電力系統一旦出現短路電流故障，需要從電網結構、系統運行方式及設備本身的性能來考慮產生問題的原因。一旦這三方面出現問題，不僅會出現短路電流故障，還會使電力系統整體穩定性下降，使企業資金投入量加大，影響電力系統的正常運行。在當前的電力系統中，通過利用故障電流限制器來進行短路電流控制，不僅能解決短路電流問題，同時也能提高電力系統的穩定性。這是由于一旦發生電力系統短路電流故障，故障電流限制器會增大內阻，不會影響電力系統的正常運行。

3.6 電網經濟運行與優化技術

提高電網運行的經濟效益，不僅是管理者較為關心的問題，也是電網在未來發展過程中必須要解決的問題。①電力系統包含各種各樣的設備和電元件，為了使其經濟運行達到預期標準，首先要了解電元件的經濟運行特點，這樣才能從電元件方面對電力系統的經濟運行進行優化。②通過對網損情況進行在線計算和輔助分析，能對實際網損進行統計，從而找出解決對策，促進電網系統的經濟運行。③通過AHC經濟調控提高電網運行的經濟效益。④通過AVC經濟調控提高電網運行的經濟效益。⑤對電網的經濟運行進行評估分析。通過對這些內容的有效控制，能不斷對電網進行優化，從而提高電網運行的經濟性。

3.7 基于廣域網的輸電線路測距技術

隨著電力系統的不斷發展，在實際電力網絡系統中，電網線的長度不斷加長，一旦發生故障問題，故障解決就存在較大難度。因此，確定電路中故障點的位置就顯得至關重要。通過確定故障點位置，不僅能提高故障維修效率，也能降低故障發生次數。在電路中，一般利用基于廣域網的輸電線路測距技術來確定故障點的位置。另外，通過記錄維修數據，能在日后工作中快速確定線路中的故障，一旦出現問題，也能及時進行問題排查，快速找到故障點、解決故障[6]。

4 結語

智能電網調度運行是電力行業發展過程中重要的變革內容。本文通過對智能電網調度運行過程中涉及的關鍵技術進行分析研究發現，雖然智能電網調度運行能改變傳統的電力行業運行方式，提高電力行業的工作效率，但在目前應用過程中仍存在一定的問題。因此，研究人員應針對已存在的問題及時提出解決對策，防止類似問題再次發生。

參考文獻：

[1]牛宏運.智能電網調度運行面臨的關鍵技術分析[J].科學技術創新，2018（35）：70-71.

[2]丁明耀，陳勇.智能電網調度運行面臨的關鍵技術分析[J].電子世界，2017（23）：167-168.

[3]余劍鋒.配電網智能調度運行面臨的關鍵技術分析[J].電子世界，2018（1）：183-184.

[4]鄭芙蓉.智能電網調度運行面臨的關鍵技術分析[J].通訊世界，2017（9）：173-174.

[5]黃諭文.智能電網調度運行面臨的關鍵技術淺析[J].中國新技術新產品，2017（20）：11-12.

[6]TANG Y， TEN C-W， WANG C， et al. Extraction of energy information from analog meters using image processing [J]. IEEE Transactions on Smart Grid， 2015， 4（6）：2032-2040.