智能電網調度一體化設計與研究

羅飏 國網重慶市電力公司酉陽分公司

一、智能電網的概念以及特點

當供電網絡處于一個自動化的完備狀態時，可以對每一個節點與用戶進行實時監控，而且充分保障電流在從發電廠直到用戶端的電器之間的雙向流動以及二者之間各個點的信息，這便是智能電網。通過廣泛應用的自動控制系統、分布式智能以及寬帶通信的集成，電網上的成員與智能電網市場就能夠實現實時互動和無縫連接了。由于世界上不同國家的國情是不相同的，所以對于建設智能電網的目標和重點也就各不相同了，然后在建立環境、安全、市場與電能質量等等因素基礎之上，才能驅動建設智能電網。因此，智能電網有著集成、自愈、交互、高效、協調和兼容的特點。

二、智能電網調度的必要性

智能電網調度是一項非常關鍵的技術。首先，它遵循電力二次系統安全防護的要求，通過證書的認證，給重要信息加上了一層防護墻，擁有權限才可以控制和執行，這種模式非常安全可靠。其次，先進實用，它滿足智能電網企業對可持續發展的需求，這就需要電網調度向全方位、多層次發展。一體化模式的推出可以有效地處理海量信息，實現可視化技術等。經濟性和靈活性是一體化技術的主要特征，能夠實現節能減排，促進調度中心安全、高效、有序的運轉。

三、智能電網調度的現狀

要實現智能電網調度的一體化，首先要分析中國電網的發展狀況，以實際情況為依據，才能提出更為可靠的設計方案。中國電網正處在一個高速發展的階段，其重點主要在電網系統的建設和發電系統等工程建設方面，然而隨著中國電網規模的迅速擴張，導致在電網運行和管理上出現了一些問題，這些問題的解決可以借鑒西方發達國家的經驗，利用電網的智能化進行解決。以現在的視角觀察，智能電網是電網系統建設的革命性變革，將會引起電力行業發展方向的轉變和發展速度的增大，研究智能電網是一項極具創新的科學研究。智能電網的建設，提高了資源優化配置的能力，增加了安全服務的水平，同時也實現了電網中能源的高效利用，因此研究智能電網的一體化有著重要的實踐意義。

四、電網調度的集控一體化的系統設計

（一）對協議的選擇設計

一般在進行協議選擇的時候，會有開放最短路徑的優先協議和選路的信息協議這兩種可供選擇。不過在具體使用的過程中，通常都是應用后者在大型網絡中，追根溯源還是因為這項協議沒有跳數的限制，而且還可以支持可變的長子掩碼，使得寬帶使用率更加高，同時收斂的速度會比前者快很多，除此之外，許多用戶選擇后者的一個重要原因就是它有認證的功能。

（二）對系統選擇的網絡結構的設計

一般來說，只要網絡交換的設備數目超過了二十，其在進行網絡的系統建構之后，就要選擇三層結構模式。如果選擇了二層結構，信息在流經到兩個交換機的時候，就非常容易出現不停的惡性循環從而使得廣播出現，如果廣播風暴嚴重點，可能還會引起系統的癱瘓，不能正常的運作。而對于大城市來說，調度集控的系統是非常龐大的，它們在布局電網時，常常要引入分布廣泛、數目眾多的集控工作站還有交換機。而這是在使用過程中，二層交換所不能克服的自身缺點，比如安全性控制、廣播風暴和異種的網絡互連等問題都非常難解決，所以應該選擇三層網架結構。

五、智能電網調度的設計與應用

（一）數據平臺一體化

依據相關要求，智能電網中的基礎數據平臺必須要全面的支持電網實時監控、電網安全校對、電網調度等功能。為了實現平臺的一體化，首先需要就要實現數據庫的一體化，因此從某種意義上來說，數據平臺的一體化就是數據庫的一體化。由于SCADA/EMS系統采集的數據量較少，SCADA/EMS系統現在主要使用ORACLE的關系數據庫來儲存現在電網中的相關數據。但是隨著PMU的不斷應用，單純的使用ORACLE來存儲大量的數據已經變得越來越困難。PI數據庫和eDNA數據庫開始得到越來越多的應用。這兩個數據庫可以按照時間序列存放實時的動態的數據，這正是PMU系統所需要的。因此為了實現數據庫平臺的一體化，可以綜合利用ORACLE數據庫、PI數據庫和eDNA數據庫，根據子系統的特點采用合適的數據庫，主要方案有兩種：ORACLE數據庫和PI數據庫混合使用、O－RACLE數據庫和DNA數據庫混合應用。

（二）靜態、動態數據的一體化

調度人員若想準確地了解電網的運行情況，就需要對動態數據進行及時有效的分析。SCADA/EMS是電力系統運行的支持系統。調度人員雖然能用這種系統直接獲取電網數據，但是所獲得的數據卻是靜態的，無法滿足需求。PMU系統可以采集到動態數據，且具有保護錄波儀器的功能，當電網發生輕微擾動，可以保護錄波儀，但是，當電網發生大的擾動時，電網保存的暫存數據達不到精準度的要求，存在一定的局限性，另外，這種設備不具備遙調和遙控的功能，非常不方便。最主要的一點是，PMU的上傳速度為50幀每秒，數據網上由于動態數據的傳輸容易發生堵塞，還會浪費磁盤的存儲。因此，應該想辦法使PMU系統更加完善，如果能夠同時具備靜態和動態數據采集和傳輸功能，就可以替代SCADA和有故障的錄波儀，提高工作人員的工作效率。

（三）功能一體化

功能的一體化是指電網系統中的多項功能（例如在線靜態或動態的分析計算）可以集成在同一個系統中實現。在功能一體化過程中，面臨的最大問題是SCADA/EMS系統的狀態估計精度較低，隨著PMU代替SCADA/EMS系統，這樣就可以將EMS、FWRS系統、預警系統以及WAMS系統等功能一體化。然而功能的一體化現在是一個設想，主要是因為現在電網系統中SCADA/EMS系統應用很多，當然，隨著PMU的不斷深入的應用，電網調度功能的一體化也將會實現。

六、結束語

在網絡技術與信息技術的推動之下，我國電網運行會越來越穩定高效，并且向著系統化、智能化和自動化的方向發展，最終實現我國電網的發展和改革，并且充分保障其綜合實力與競爭力的大幅提高。