電力調(diào)度自動(dòng)化中的智能電網(wǎng)技術(shù)研究

孫娟 蔡鵬 內(nèi)蒙古電力(集團(tuán))有限責(zé)任公司烏蘭察布電業(yè)局

引言：隨著市場(chǎng)化改革的推進(jìn)、數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、氣候變化的加劇、環(huán)境監(jiān)管要求日趨嚴(yán)格與國(guó)家能源政策的最新調(diào)整,電力網(wǎng)絡(luò)與電力市場(chǎng)、用戶之間的協(xié)調(diào)和交換越來(lái)越緊密,電能質(zhì)量水平要求逐步提高,可再生能源等分布式發(fā)電資源數(shù)量不斷增加,傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)難以支撐如此多的發(fā)展要求,為此人們提出了發(fā)展智能電網(wǎng)(SmartGrid)的設(shè)想,實(shí)現(xiàn)在傳統(tǒng)電網(wǎng)基礎(chǔ)上的升級(jí)換代。

1.智能電網(wǎng)的發(fā)展歷程

在美國(guó)電力科學(xué)研究院的發(fā)展中，將智能電網(wǎng)廣泛定義為一種實(shí)際操作中的優(yōu)化管理方式，使用傳感器設(shè)備在發(fā)電，輸電和配電的過(guò)程中進(jìn)行收集整合，經(jīng)過(guò)智能電網(wǎng)的分析，實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度的優(yōu)化設(shè)置和管理。智能電網(wǎng)在發(fā)展的過(guò)程中，結(jié)合了自愈性、互動(dòng)性、兼容性和優(yōu)化型等多個(gè)方面的特征，使得智能電網(wǎng)的發(fā)展具有安全性高，品質(zhì)優(yōu)良的特點(diǎn)，在我國(guó)的電力行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，相信在未來(lái)的發(fā)展中會(huì)得到更廣闊的空間。

2.電力調(diào)度自動(dòng)化中應(yīng)用智能電網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

2.1 促使供電服務(wù)質(zhì)量得以保障

將智能電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在電力調(diào)度自動(dòng)化工作中，能夠有效減少人力資源的浪費(fèi)，提高工作效率。同時(shí)，合理應(yīng)用智能電網(wǎng)技術(shù)，能夠有效控制無(wú)功補(bǔ)償變?nèi)萜鳎嵘娏φ{(diào)度水平。另外，還可以避免調(diào)度過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題或是故障，從而影響調(diào)度工作的順利進(jìn)行。智能電網(wǎng)技術(shù)能夠及時(shí)分析有關(guān)的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行合理處理，通過(guò)這些數(shù)據(jù)，我們可以得出調(diào)度工作開(kāi)展的一些規(guī)律，從而為今后的調(diào)度工作提供依據(jù)。

2.2 交互

交互,針對(duì)電力用戶,電網(wǎng)在運(yùn)行中與用戶設(shè)備和行為進(jìn)行交互,可以促使電力用戶發(fā)揮積極作用,實(shí)現(xiàn)電力運(yùn)行和環(huán)境保護(hù)等多方面的收益,使需求側(cè)管理的功能更加完善,實(shí)現(xiàn)與用戶的交互和高效互動(dòng)。

3.智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 參數(shù)測(cè)量技術(shù)

廣域監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、保護(hù)和控制方案,將集成數(shù)字保護(hù)、先進(jìn)的通信技術(shù)以及計(jì)算機(jī)代理程序,在這樣一個(gè)集成的分布式的保護(hù)系統(tǒng)中,保護(hù)元件能夠自適應(yīng)地相互通信,極大地提高可靠性,因?yàn)榧词共糠窒到y(tǒng)出現(xiàn)了故障,其它帶有計(jì)算機(jī)代理程序的保護(hù)元件仍然能夠保護(hù)系統(tǒng)。

3.2 智能調(diào)度技術(shù)和廣域防護(hù)系統(tǒng)

智能調(diào)度的最終目標(biāo)是建立一個(gè)基于廣域同步信息的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)和緊急控制一體化的新理論與新技術(shù),協(xié)調(diào)電力系統(tǒng)元件保護(hù)和控制、區(qū)域穩(wěn)定控制系統(tǒng)、緊急控制系統(tǒng)、解列控制系統(tǒng)和恢復(fù)控制系統(tǒng)等具有多道安全防線的綜合防御體系。智能調(diào)度的核心是在線實(shí)時(shí)決策指揮,目標(biāo)是災(zāi)變防治,預(yù)防大面積連鎖故障的發(fā)生。

4.智能電網(wǎng)技術(shù)在電力調(diào)度自動(dòng)化中的應(yīng)用模式

4.1 結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，進(jìn)行電力調(diào)度配置

隨著經(jīng)濟(jì)多元化的發(fā)展，我國(guó)在智能電網(wǎng)的研發(fā)中，也結(jié)合了互聯(lián)網(wǎng)方面的應(yīng)用，智能電網(wǎng)的下一步發(fā)展模式就是推進(jìn)與互聯(lián)網(wǎng)的相互融合，智能電網(wǎng)加將和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)進(jìn)行合作，對(duì)我國(guó)的電力資源進(jìn)行最大化的利用。在電力傳輸方面，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)將會(huì)結(jié)合實(shí)際情況給予一定的支持，可以結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備對(duì)終端的用電量進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)和階段分析，避免由于過(guò)多輸電導(dǎo)致的電量浪費(fèi)。

4.2 在電力調(diào)度中進(jìn)行實(shí)施調(diào)控

在電力調(diào)度中，對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行方式進(jìn)行調(diào)度需要結(jié)合智能電網(wǎng)的調(diào)控功能，其中包含：對(duì)分布式能源的調(diào)動(dòng)，對(duì)自動(dòng)發(fā)電進(jìn)行控制，對(duì)用電負(fù)荷進(jìn)行控制，對(duì)無(wú)功電壓的控制和對(duì)二次設(shè)備的控制等方面。其管理功能的實(shí)現(xiàn)需要通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合電力系統(tǒng)的調(diào)度方式，將近年來(lái)的資料進(jìn)行整合，統(tǒng)一管理，盡量避免在電力調(diào)度上發(fā)生孤島狀況，提高相應(yīng)的管理效率，在進(jìn)行調(diào)度的時(shí)候提供全面的信息參考。

5.智能電網(wǎng)技術(shù)在電力調(diào)度自動(dòng)化中的發(fā)展前景

以先進(jìn)信息通信技術(shù)構(gòu)建通信網(wǎng)，消除系統(tǒng)之間、人與人之間、人與系統(tǒng)之間的信息壁壘，以通順的信息流通提高電力調(diào)度自動(dòng)化水平。下面就智能機(jī)器人和智能運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估簡(jiǎn)要介紹智能電網(wǎng)技術(shù)在電力調(diào)度自動(dòng)化中的應(yīng)用發(fā)展前景：第一，智能機(jī)器人。智能機(jī)器人就是說(shuō)運(yùn)用智能電網(wǎng)技術(shù)將龐大的電力系統(tǒng)打造成一個(gè)龐大的自動(dòng)控制智能機(jī)器人，這是電力調(diào)度自動(dòng)化發(fā)展的最高形式，運(yùn)用電力混成控制理論，將所有的狀態(tài)都定義為事件，然后再通過(guò)控制使系統(tǒng)回歸到無(wú)事件的狀態(tài)，使系統(tǒng)的電能質(zhì)量指標(biāo)、穩(wěn)定性指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)等處于最佳狀態(tài)。為運(yùn)用電力混成控制理論形成的電力系統(tǒng)組織架構(gòu)，也就是我們所說(shuō)的智能機(jī)器人的初步結(jié)構(gòu)。它將系統(tǒng)分成決策層、中間層和受控層。在智能機(jī)器人的組織架構(gòu)中，各個(gè)組成部分分工明確，將復(fù)雜的電力調(diào)度目標(biāo)集成到簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)中，實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度目標(biāo)的最優(yōu)化，這樣可以有效減少工作人員的工作量，提高電力調(diào)度自動(dòng)化水平。第二，智能運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。未來(lái)的電力調(diào)度自動(dòng)化要求電網(wǎng)具有更高的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性，而電網(wǎng)的運(yùn)行總是會(huì)受到自然環(huán)境、社會(huì)環(huán)境、人為等因素的干擾和影響，存在著一定的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，運(yùn)用智能電網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的高效評(píng)估，預(yù)防風(fēng)險(xiǎn)，增強(qiáng)電網(wǎng)的自我防御能力，提高運(yùn)行的安全性。運(yùn)用設(shè)備故障概率模型、設(shè)備功能模型、模糊算法、全生命周期理論等進(jìn)行電網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，提高電力調(diào)度的自動(dòng)化水平。

結(jié)語(yǔ)：綜上所述，相對(duì)于傳統(tǒng)的電力調(diào)度技術(shù)，結(jié)合智能電網(wǎng)技術(shù)對(duì)電力調(diào)動(dòng)記性優(yōu)化，不僅提升了電網(wǎng)的安全性，還可以多方面進(jìn)行電力節(jié)能，實(shí)時(shí)監(jiān)控。在智能變電站和智能風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，實(shí)現(xiàn)電力調(diào)配的實(shí)時(shí)信息共享功能和規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)功能。相信在未來(lái)的科技發(fā)展中，智能電網(wǎng)技術(shù)將會(huì)得到更多的應(yīng)用。