配電網(wǎng)智能調(diào)度運(yùn)行面臨的關(guān)鍵技術(shù)分析

陳磊

摘要：隨著社會(huì)的快速發(fā)展，對(duì)電能的需求也越來(lái)越大，電能需求的增長(zhǎng)使得能源的消耗也在與日劇增，我國(guó)面臨的能源問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重，在這種背景下，實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)發(fā)展具有緊迫性和重要性。而在智能電網(wǎng)中，電網(wǎng)調(diào)度是關(guān)鍵，只有做好電網(wǎng)調(diào)度工作，才能有效地實(shí)現(xiàn)電能的智能分配，提高電能的利用效率。在電網(wǎng)調(diào)度工作中，電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)是智能電網(wǎng)中電網(wǎng)調(diào)度工作有效性的保障，加大電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)的應(yīng)用可以保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

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

0前言

在科技飛速發(fā)展的當(dāng)下，智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)也取得了較快的發(fā)展，為智能電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行提供了技術(shù)保證。在智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)的依托下，能夠提高電能的使用率，減少電能的損失。現(xiàn)代社會(huì)里，智能電網(wǎng)的發(fā)展越來(lái)越快，而智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)的使用促使電網(wǎng)體系愈加自動(dòng)化、信息化和一致化，在這種布景下，就要求在智能電網(wǎng)的建造過(guò)程中必需要建立健全智能電網(wǎng)調(diào)度體系，然后增強(qiáng)智能電網(wǎng)調(diào)度特大電網(wǎng)的能力，而智能電網(wǎng)的一體化智能使用及管理也推進(jìn)電網(wǎng)能夠愈加安全可靠、清潔環(huán)保、高效經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。

1當(dāng)前配電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)存在問(wèn)題

1.1調(diào)度系統(tǒng)不夠靈活

智能電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)不夠靈活主要表現(xiàn)在沒(méi)有一體化架構(gòu)設(shè)計(jì)，不能覆蓋多級(jí)調(diào)度和多專業(yè)，對(duì)于調(diào)度部門提出的橫向協(xié)同、縱向貫通這樣的需求更是無(wú)法滿足。這也是由于各級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)和廠站在建設(shè)各種技術(shù)支持系統(tǒng)時(shí)沒(méi)有做到整體規(guī)劃和協(xié)調(diào)，絕大多數(shù)是獨(dú)立建設(shè)，定制發(fā)展，設(shè)計(jì)的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化不足，在各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)間數(shù)據(jù)共享困難，系統(tǒng)改動(dòng)相互影響較大，導(dǎo)致目前的系統(tǒng)架構(gòu)不靈活。

1.2調(diào)度系統(tǒng)業(yè)務(wù)導(dǎo)向不明確，功能實(shí)用性欠缺

專業(yè)業(yè)務(wù)職業(yè)劃分應(yīng)當(dāng)是人為地將交融的電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)進(jìn)行有效地分拆，使得不同的業(yè)務(wù)部門進(jìn)行分批建設(shè)，以達(dá)到調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)業(yè)務(wù)導(dǎo)向明確的目的。但事實(shí)上，調(diào)度系統(tǒng)建設(shè)初期就沒(méi)有進(jìn)行整體的規(guī)劃和應(yīng)用統(tǒng)一基礎(chǔ)技術(shù)支撐體系，使得調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)不能滿足調(diào)度計(jì)劃、監(jiān)視、預(yù)警、校正控制和調(diào)度管理等全方位的技術(shù)支持，無(wú)法使業(yè)務(wù)導(dǎo)向明確。與此同時(shí)，隨著電力行業(yè)的飛速發(fā)展，信息技術(shù)的應(yīng)用，也導(dǎo)致了前期開(kāi)發(fā)的調(diào)度系統(tǒng)部分功能實(shí)用性不強(qiáng)，如部分傳統(tǒng)應(yīng)用已不再具備實(shí)際應(yīng)用的迫切性;一些應(yīng)用需要投入大量的人力物力去維護(hù)才能正常運(yùn)行;新業(yè)務(wù)無(wú)功能支持等等。

1.3標(biāo)準(zhǔn)化推廣欠缺，實(shí)時(shí)仿真能力不強(qiáng)

電力系統(tǒng)經(jīng)過(guò)多年的自動(dòng)化改造，電網(wǎng)數(shù)據(jù)和模型都應(yīng)用多種版本，標(biāo)準(zhǔn)化管理發(fā)展一直跟不上技術(shù)發(fā)展的步伐，導(dǎo)致模型數(shù)據(jù)不統(tǒng)一、各獨(dú)立模型既不能單獨(dú)滿足調(diào)度整體業(yè)務(wù)需求，也難以實(shí)現(xiàn)相互整合，標(biāo)準(zhǔn)化推廣率低制約著智能電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的靈活性。隨著電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，逐漸變得更加復(fù)雜，傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)型為主的調(diào)度方式也難以適應(yīng)新形勢(shì)的需要，電網(wǎng)實(shí)時(shí)仿真需要凸顯，但當(dāng)前調(diào)度系統(tǒng)硬件資源缺乏整合，先進(jìn)的大規(guī)模高性能計(jì)算能力研究和應(yīng)用嚴(yán)重不足，難以對(duì)大規(guī)模復(fù)雜電網(wǎng)暫態(tài)、動(dòng)態(tài)、交直流混合進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真。

2配電網(wǎng)智能調(diào)度模式分析

2.1 調(diào)度目標(biāo)

在傳統(tǒng)供電模式下逐漸有更多新型技術(shù)被應(yīng)用，提高了配電網(wǎng)智能化水平，現(xiàn)在調(diào)度工作已經(jīng)對(duì)電源、負(fù)荷以及網(wǎng)絡(luò)三個(gè)方面進(jìn)行了高效融合，提高了相互之間的協(xié)調(diào)性。配電網(wǎng)調(diào)度基本要求是為負(fù)荷提供充足電力需求，基于調(diào)度周期負(fù)荷水平以及檢修要求，確?？梢詽M足實(shí)際生產(chǎn)生活對(duì)電力負(fù)荷的需求。同時(shí)，為提高供電質(zhì)量，應(yīng)保證配電網(wǎng)可以將運(yùn)行全程維持在額定電壓附近，不會(huì)出現(xiàn)即超出電壓上下限問(wèn)題，能夠?qū)⒐β室驍?shù)控制在規(guī)定范圍內(nèi)。并且，還要兼顧電網(wǎng)運(yùn)行成本要求，在不影響電量與質(zhì)量前提下，降低電網(wǎng)調(diào)度成本，綜合分析各時(shí)間段電力負(fù)荷運(yùn)行需求，最大程度上來(lái)降低設(shè)備動(dòng)作次數(shù)。并且配電網(wǎng)運(yùn)行會(huì)受到其他因素干擾，這樣就需要對(duì)調(diào)度周期內(nèi)不同時(shí)段供電安全裕度進(jìn)行計(jì)算。建立配電網(wǎng)、電源與負(fù)荷三類對(duì)象的智能調(diào)度模式，在空間尺度上，對(duì)儲(chǔ)能裝置、DG、微電網(wǎng)以及可控負(fù)荷等調(diào)度對(duì)象進(jìn)行分析，確定科學(xué)合理的分布形式，最終形成局部平衡-分區(qū)協(xié)調(diào)-整體吸納調(diào)度運(yùn)行方案。

2.2 調(diào)度模式

對(duì)配電網(wǎng)智能調(diào)度模式進(jìn)行優(yōu)化分析，需要確定多類型分布式電源、配電網(wǎng)全面態(tài)勢(shì)感知以及多元用戶負(fù)荷為手段，應(yīng)用配電網(wǎng)運(yùn)行分析技術(shù)、綜合能量預(yù)測(cè)技術(shù)等來(lái)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估預(yù)測(cè)，以此來(lái)獲得可靠的配電網(wǎng)運(yùn)行軌跡信息。然后基于所得信息來(lái)生成調(diào)度策略，經(jīng)過(guò)仿真來(lái)對(duì)電網(wǎng)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，以滿足調(diào)度目標(biāo)為基礎(chǔ)，將各項(xiàng)命令下發(fā)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)并落實(shí)協(xié)調(diào)優(yōu)化控制，實(shí)現(xiàn)調(diào)度策略庫(kù)的優(yōu)化更新。對(duì)于經(jīng)過(guò)多次調(diào)整仍然無(wú)法實(shí)現(xiàn)調(diào)度目標(biāo)的情況，則需要采取人工策略進(jìn)行處理。

3 配電網(wǎng)智能調(diào)度運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1 多階段一體化決策技術(shù)應(yīng)用

通常來(lái)說(shuō)，配電網(wǎng)智能調(diào)度在時(shí)間方面跨度都比較大，在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，關(guān)于實(shí)際負(fù)荷需要考慮多種因素，例如負(fù)荷本身的性質(zhì)、變化、實(shí)際社會(huì)生產(chǎn)生活用電需求等，因此在進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)需要留出一定的余度，自然最終得到的設(shè)計(jì)值與實(shí)際負(fù)荷存在很大出入，另一方面，由于處于高峰時(shí)期的負(fù)荷一般持續(xù)時(shí)間較短，因此會(huì)造成大量資源浪費(fèi)，再加上網(wǎng)絡(luò)接線模式的限制，因此很難確定出最佳的調(diào)度方案。針對(duì)這些靈活性不足問(wèn)題，隨著DG（分布式發(fā)電， distributed generation）、微電網(wǎng)、儲(chǔ)能裝置等設(shè)施的出現(xiàn)，從而得到了有效的解決。通過(guò)運(yùn)用多階段一體化決策技術(shù)，可以有效的調(diào)整配電網(wǎng)絡(luò)、電源、負(fù)荷之間的多階段能量，使其更加趨于平衡狀態(tài)，通過(guò)利用該技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多階段能量平衡的一體化優(yōu)化調(diào)度模型與算法的建立，能夠促使供電方式和運(yùn)行方式自動(dòng)化得以有效實(shí)現(xiàn)，使得傳統(tǒng)智能配電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)靈活性不足、標(biāo)準(zhǔn)化缺乏等問(wèn)題得到有效的解決。

3.2 運(yùn)行評(píng)估技術(shù)應(yīng)用

不同階段的調(diào)度方案將會(huì)對(duì)配電網(wǎng)高效運(yùn)行產(chǎn)生直接的影響，而配電網(wǎng)智能調(diào)度的最終目標(biāo)即是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化、互動(dòng)化、信息化。因此，實(shí)現(xiàn)智能調(diào)度目標(biāo)的關(guān)鍵即是采用科學(xué)合理的配電網(wǎng)運(yùn)行評(píng)估技術(shù)。首先，在進(jìn)行配電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行各個(gè)指標(biāo)評(píng)估時(shí)，需要對(duì)各個(gè)運(yùn)行指標(biāo)加以明確，使得評(píng)估更加具有方向性，指標(biāo)包含多種，例如配電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性、兼容性等，不同指標(biāo)之間互相影響，存在著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，因此需要對(duì)影響配電網(wǎng)運(yùn)行特性的指標(biāo)進(jìn)行深入研究，通過(guò)實(shí)現(xiàn)不同指標(biāo)與配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的及其變化趨勢(shì)之間函數(shù)關(guān)系的構(gòu)建，并最終建立一個(gè)指標(biāo)評(píng)估模型，該模型具有多目標(biāo)、多層次、多屬性等特點(diǎn)，通過(guò)利用該模型，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行的有效評(píng)估。對(duì)于配電網(wǎng)調(diào)度來(lái)說(shuō)，由于不同階段相互作用也有所不同，因此需要采用建立的模型，分別去建立評(píng)估與后評(píng)價(jià)方法，使得調(diào)度系統(tǒng)業(yè)務(wù)導(dǎo)向更加明確，對(duì)于調(diào)度方案制定與高效運(yùn)行產(chǎn)生積極意義的影響。

3.3 運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)技術(shù)應(yīng)用

國(guó)家“十三五”規(guī)劃明確指出，在我國(guó)能源建設(shè)發(fā)展過(guò)程中，應(yīng)積極開(kāi)展推廣新能源的發(fā)展與應(yīng)用。然而就當(dāng)前主流的清潔能源發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，例如水利發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等，受自然因素影響較大，發(fā)電具有一定的不確定性。雖然小容量DG能夠通過(guò)微電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，但穩(wěn)定性較差，受不可控因素影響較多，致使配電網(wǎng)負(fù)荷不確定性增大，正式由于上述這些不確定因素影響，從而使得配電網(wǎng)潮流分布也帶有一定的不可預(yù)見(jiàn)性，不可預(yù)見(jiàn)性即意味著無(wú)法對(duì)其進(jìn)行良好的控制，自然會(huì)對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性等各項(xiàng)指標(biāo)造成不利影響，使得配電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步加大，最終對(duì)供電質(zhì)量造成一定程度的影響?；诖耍ㄟ^(guò)研究并建立基于DG、微電網(wǎng)、儲(chǔ)能裝置等設(shè)施等與新能源電源相關(guān)運(yùn)行模糊的隨機(jī)模型，在尊重概率特性與運(yùn)行模糊特性的前提之下，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)配電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警方案的制定，對(duì)于智能調(diào)度的抗風(fēng)險(xiǎn)能力提升具有重要的影響意義。

結(jié)束語(yǔ)：配電網(wǎng)智能調(diào)度模式的研究，對(duì)提高配電網(wǎng)運(yùn)行安全性和可靠性具有重要意義，應(yīng)基于智能調(diào)度要求，以滿足各項(xiàng)調(diào)度目標(biāo)為目的，積極采取各項(xiàng)新型技術(shù)，做好技術(shù)控制，在滿足供電需求的同時(shí)，達(dá)到節(jié)能降耗效果。

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