電網調度智能化運行的關鍵技術

張孝芳

摘 要：在電網智能化運行中，電網調度是保證電網正常運行的有效手段。隨著科學技術水平的提升，電網智能化程度逐漸加深，有效提高了電網調度運行效率。基于此，本文對電網調度智能化運行的關鍵技術進行了探究。先闡述了電網調度的功能作用，然后說明了電網調度智能化技術支持原則，最后分析了電網調度智能化運行過程中所設計的關鍵技術。以此為我國電力企業提供有效的意見或建議，促進其更好的發展建設。

關鍵詞：電網調度;智能化;監測

中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）19-0133-02

0 引言

信息技術的廣泛應用，使得我國各行各業都開始向智能化方向發展。在電力供應領域，電網調度工作的作用十分重要，其需要在各個部門相互協調配合下完成電力供應工作。若是電網調度出現問題，那么電力供應質量會大大降低，電力用戶滿意度下降。因而有關部門要運用現有高新技術來提高電網調度運行水平，使其朝著智能化方向發展，進而確保我國社會能夠可持續發展。

1 電網調度的功能作用

電網調度可以說是智能電網的重要組成部分，科學的電網調度能夠實現發電與用電之間的平衡，以此使電力系統運行更加安全、穩定。其具體功能作用如下：

第一，調度運行。通過進行電網調度作業，能夠對發電廠及變電站等內部的電氣設備運行狀況予以實時監測，以此確保設備的頻率、電壓等數值保持在正常值域內;通對電網調度進行倒閘操作，可以確保發出的操作指令是正確的;同時在調度運行過程中，還能夠針對電力系統存在的問題采取合理的舉措進行修整，以免擴大事故發生范圍，使電力系統能夠安全、有效的運行。由此可見，其還屬于電網生產的指揮系統。

第二，調度計劃。主要依照電網運行質量及其負荷預測結果，合理設置發電機組的啟動運行方式，并對其啟動運行方式予以安全校核，以此實現電網的電量平衡與電力平衡。

第三，調度方式。按照電力系統中的電氣設備停電檢修模式來分析電網運行狀態，同時為調度部門的智慧決策提供良好的技術支持，屬于調度系統的決策部門。另外，其也能夠對電力企業其他部門提供與電網運行相關的一些技術支持，以此提升電網運行的安全性與穩定性。

第四，繼電保護。電力系統中的繼電保護及其安全自動化裝置可以有效確保電網安全運行，對此些裝置進行整定計算與技術管理，能夠為電網安全調度提供技術上的支持與幫助。

第五，通信自動化。此部分功能主要是采集電網中的數據信息，并將其傳輸至數據庫中，以此為調度機構做出正確操作指令提供技術，確保電力系統中的二次設備可以有效運行，進而提升系統運行的安全性。

2 電網調度智能化技術支持原則

2.1 安全可靠原則

電網調度智能化發展需要對系統整體的安全性能予以充分考量，遵守繼電保護裝置的防護要求，從而在完善邊界防護的同時，綜合運用現有高新技術構建安全操作系統與安全數據庫，并利用證書技術對系統與數據庫進行加密，以此確保電力信息的安全[1]。同時還要應有認證技術來控制系統及數據庫的操作管理權限。

2.2 先進實用原則

在電網調度總體結構、中間件以及數據庫等不同應用模塊的設計問題上，我國應當充分吸收并借鑒國外一些先進的技術及其研究成果，采取SOA架構、安全分區結構以及標準模型及可視化界面等技術，按照國際與國家的先進技術標準進行設計，以此確保我國電網系統向國際化水平靠攏，并趕超國際水平。

2.3 開放擴展原則

對于電網調度的基礎平臺要設計為開放性系統，以此滿足系統維護、升級以及擴大容量等要求，同時還需要支持第三方插件與新應用安裝，以此加快其內部軟件的升級速度，改善電網運行性能。

2.4 管理維護原則

電力系統要具備快速配置應用、安全管理應用的功能，從而做到靈活裁剪。還要支持不同環境下使用可配置服務與參數化服務，以便于支持平臺向客戶化方向調整。另外，還要對用戶的需要予以考慮，以便于提升電網運行管理效率與升級改造效率。

3 電網調度智能化運行的關鍵技術

當前，我國科技水平逐漸提升，在電網調度智能化運行問題上，若想提升其智能化效果，就要利用高新技術作為依托。當前電網調度所應用的高新技術，使得電網運行更加安全、可靠，因而研究其技術十分必要，其關鍵技術內容如下：

3.1 在線分析技術

從某種程度上看，電網運行方式的合理性決定了電網是否能夠安全、有效的運行。當前，電網運行的主要安排方式為建立負荷預測，并制定電氣建設計劃與發電計劃，以此使電網能夠順序運行[2]。另外，電力人員所說的在n-1故障狀態下保護電網運行安全，是指電網在發生故障問題時，有關部門需要全力確保整個電力系統處在穩定狀態下運行，同時電網能夠安全、正常的供電，系統內部的元件所承受的負荷要低于電網事故承受能力，避免出現連鎖跳閘問題。而在檢修狀態下，n-1主要指發生的故障與電力系統在全方面保護下產生的n-2運行水平相一致。但若是電力系統在檢修時出現n-3、n-4…n-m-1等安全問題時，電網調度的運行工作量為n*（n-1）*（n-2）*（n-3）*（n-m）次，計算量之大，若是進行離線計算，那么電網調度運行需求無法得到滿足。因而在電網調度智能化運行過程中，電力部門應當依靠EMS系統或是WANS等系統對電網調度運行數據予以在線分析，以此降低相關人員的工作壓力，提高電網運行效率，實現智能化發展。

3.2 實時監測技術

隨著現代科技的不斷發展，廣域網中的動態監測技術發展良好，并且在電網調度智能化運行中發揮著重要的作用。廣域網動態監測技術被稱為WAMS，能夠在較短時間內獲取到眾多電力系統信息，以此為電力系統的有效運行提供合理的措施意見。并且WAMS系統可以在40ms內快速進行同時段測量數據，同時具備數據補充功能，可以有效對電網調度中的數據信息予以精準分析，準確找出電力數據庫系統中的故障數據，并對其作出科學處理，所以又被稱作實施動態監測系統。而上述所提及的EMS系統或SCADA系統無法有效采集電網運行時的動態數據，只有利用動態監測系統才能夠彌補此缺憾，在電力系統穩定分析、事故語境分析以及參數辨析等多個方面都發揮著其應有效用。

3.3 在線參數辨識技術

在電網調度智能化運行過程中，精準的系統元件參數可以有效提升其計算精度，提高電網運行質量。對于電力系統而言，其包含的元件有輸電線、原動機、調速器以及勵磁系統等。通過對以往電網事故中的數據分析可知，電力仿真系統和電網的實際運行狀況存在偏差。由于仿真系統是由特定計算方式演化而來的，真實電力系統具備偶然性，所以即使當前的電力模擬模型所設計的參數與真實系統之間存在較高的相似度，但依舊無法反映出實際電網運行水平，會使電網調度人員作出錯誤的處理操作，不利于電網安全有效的運行。依照有關數據試驗分析可知，當發電機為飽和或滿載情況時，其同步電抗一般為空載狀態的3/4，所以電網靜態和暫態穩定的運行都會受到影響。因此需要借助在內線參數辨識技術來降低此影響，提高電網調度智能化水平。

3.4 現場總線技術

現場總線技術就是使儀表控制設備和智能化裝置相連接，建立起多點、線、面的信息化智能網絡，同時此網絡要具備一體化與數字化等特征，以此將計算機通信與智能電網的信息交換、控制相結合，展現出綜合性特征。在實際應用過程中，有關人員可以利用現場總線技術對電網調度過程中的數據予以分析，從而深入了解目標電網的運作現狀及其信息指數。同時利用光互聯技術導出關聯通信網絡數據，使總線能夠與變電站連接后，及時處理電力系統中的故障問題，并統一電網調度任務，以此做到利用現場儀表對電網進行有效控制與管理[3]。

3.5 預警及輔助決策技術

在動態監測電網調度運行情況的同時，為了加強有關調度人員對電網運行情況的深入了解，依靠其所掌握的信息合理制定決策預案，以此加強電力調度人員對電網的有效控制，確保電網能夠正常、平穩的運行，提升其智能化水平。從某種程度上看，預警與輔助決策技術和EMS系統、SCADA系統之間有著共通之處與較為顯著的差異性特征。具體表現為以下幾個方面：

第一，在電網系統檢測過程中，相較于EMS系統與SCADA系統而言，預警輔助決策技術具有較高的精準度，并且此技術可以有效利用PMU測量裝置的同時性數據傳輸功能，可以有效糾正SDADA系統傳輸數據時存在的非正確性。另外，預警輔助決策技術還能夠利用PMU測量裝置中的測量相角功能，同時借助SCADA數據，估計二者在混合狀態下的運行變化，進而精準的做出狀態估計，提高在線計算的穩定性與決策精度。

第二，低頻路震蕩線上計算存有差異[4]。在電網調度智能化運行過程中，利用預警輔助決策技術進行檢測電網運行狀態時，可以對PRONY算法予以充分利用。同時將PMU測量裝置內部的動態數據予以在線分析，并展現出分析算法的低頻震蕩特征。另外，在使用預警輔助決策技術檢測電網運行狀態時，還能夠跟蹤并觀察電網的電壓功率及頻率，計算分析其頻譜。若是其存在0.2-2.5HZ的若阻尼，會向有關管理人員發出警示，同時在區域地圖中顯示出異常區域并標注。相關管理人員需要在數據平臺中實時記錄數據的變化情況。

第三，數據存儲具有差異性特征。隨著智能互聯電網的不斷發展，全國范圍內的電網開始發生低頻振蕩問題，但是我國并未采取有效的辦法記錄此些數據，控制低頻震蕩現象不再擴大，致使電力供應質量下降。

3.6 短路電流控制技術

在當前科技水平不斷提升的條件下，在電網規劃調度方面，有關部門越來越重視短路電流的控制問題。通常情況下，電力部門控制電流故障會從電網結構、電力系統運行方式以及電氣設備性能三個方面予以考量，但是此種方式具有一星的局限性，有時會對電網運行的穩定性造成較大的影響，有時還會增加較多的運行投入。因而在電網調度智能化運行中，調度人員應當利用FCL設備對電網的內部的短路電流進行控制。FCL全稱是故障電流限制器，屬于當前較為流行的一種短路電流控制方式。

4 結語

綜上所述，當前我國在電網調度運行過程中，依舊存在較多問題，因而有關調度人員應當借助現有高新技術提升其運行水平，比如：在線分析技術、實時監測技術、現場總線技術以及短路電流控制技術等，進而向智能化方向發展，做好基礎建設工作，解決電網安全調度問題，實現資源合理分配，以此促進電力企業更好的發展建設，提升電力供應質量。

參考文獻

[1] 黃宜林.實時數據庫設計在電網調度系統中的應用[J].集成電路應用，2019（09）：78-79.

[2] 牛曉玲.基于大電網的智能調度控制系統的智能告警設計[J].微型電腦應用，2019，35（07）：118-120.

[3] 侯欽鳳.試論電力調度運行中的安全防范措施[J].科學技術創新，2019（23）：161-162.

[4] 李俊艷.基于多智能體一致性與網損的智能電網調度[J].通訊世界，2019，26（07）：230-231.