智能配電網優化調度技術

曾心怡 國網四川省電力公司天府新區供電公司

電力能源作為國民經濟發展中的重要的能源之一，在促進科學技術發展、推動社會進步、確保人們用電安全等方面具有不可替代的作用。近年來隨著社會對于電力的需求越來越大，對電力配電等方面也提出了更高的要求，傳統的配電模式已經不適應當前日益增長的電力需求。隨著人工智能技術的發展，配電網的建設也實現了快速的發展。為更好發揮智能配電網在電力系統中的作用，更好推動電力市場的發展，需要結合智能配電網的發展特點，探討其發展應用的策略，更好促進電力行業的發展。

一、智能配電網的概念及特征

從技術層面講，智能配電網是利用計算機技術、人工智能技術等現代科學技術構建的自動化的供電網絡，利用分布式智能以及自動控制系統來實時監控每個用戶以及節點，確保從發電廠到用戶端每個節點上的電流以及信息能夠雙向互動。國家電網公司對智能配電網的定義是在堅固的網架的基礎上，利用信息平臺，通過智能控制手段，在輸電、變電、配電等環節，實現自動一體化，構建高效、可靠、清潔、互動的現代電力網絡。智能配電網承擔著電力能源的傳輸等重任，是整個電力系統中的重要的組成部分。智能配電網不僅滿足了用戶的用電需求，還確保電力系統的運行安全穩定，在當前綠色環保發展理念下，智能配電網還有效降低了電力傳輸過程中能源消耗問題的發生率。

智能配電網的主要特征是：

第一，可靠性強。由于電力網絡覆蓋多在自然環境下，受外界環境因素影響比較大，在電力系統運行過程中，一些不可控因素很容易導致電力系統發生故障，傳統電網運營模式下，就會發生大面積的停電狀況影響用戶的用電。智能配電網供電能力強，即使發生電網故障，也不會導致大面積停電，在自然災害或者是人為破壞的情況下，依然可以保證電網的安全運行。而且，智能配電網運用了現代計算機技術，保證信息安全的能力比較高。

第二，自我評估及自我恢復能力強。智能配電網可以對電網的運行狀態進行持續的評估，根據系統的運行參數來及時發現故障、診斷故障，并消除故障隱患。當出現故障時，即使沒有人為干預，分布式電源設備也可以實現自我恢復，能夠快速將故障隔離，避免一處故障發生，導致大面積停電的情況發生。

第三，具有很強的互動性。智能配電網的系統運行和電力市場可以實現有效的對接，促進電力市場交易開展，實現資源的優化配置。通過市場交易又可以激勵市場主體參與電網管理，讓電力系統的運行水平得到提高。

第四，具有很強的兼容性。可以很好實現與負荷側的交互，同時也支持一些可再生能源的接入，讓系統運行的調節范圍擴大，實現了綠色發展模式。而且，可以將新能源發電以及其他分散式的電源連接起來，使用便捷，操作簡單。

二、配電網調度系統存在的不足

近年來，廣域測量、能量管理、在線預決策、調度生產等系統從監控方面增強了配電網的調度效果，降低了調度員對復雜配電網的掌控難度。然而，當前的調度系統仍然存在如下主要改進方向：

（一）系統靈活性

智能化配電網的調度管理需要滿足縱向貫通、橫向協調的基本需求，在系統架構上需要包含覆蓋各級調度、各類專業。以往，為了保證配電網的安全、穩定運行，調度機構、變電站及電廠各自建設了大量獨立且單一的定值系統。這些定值系統具有兼容性差、無法快速并入智能配電網整體調度規劃、未考慮后續靈活應用、缺乏標準化設計結構等缺點，存在定值系統改動和數據共享困難、集成性和安全性不足等問題，對配電網的運維和調度管理工作帶來不利影響。

（二）功能實用性

在保證配電網安全運行的前提下，電網企業也在不斷地通過創新及技術升級來提升調度工作的效率和質量。然而，受資金限制，與調度系統優化相關的新業務常常缺乏充分的資金支持。

（三）標準化推廣

近二十多年以來，我國大力開展對電力系統的自動化改造。在此期間，對電力系統的認知以及各專業職能的劃分發生了數次較大的變化，導致多個不同版本電網模型的產生。由于缺乏標準化，調度中心甚至同時存在多套電網模型，不同的調度業務依靠不同的模型支持，而且各模型之間難以兼容使用，使得模型整合困難。此外，廠站和主站所應用的調度模型也未能統一，在電網信息共享及監控的過程中需要聯合多方資源。部分500kV 及以上的廠站未配備支持RTU 數據格式的PMU 測量單元，導致難以實時、準確地獲取關鍵運行數據。

（四）系統業務導向

在電力行業發展過程中，雖然調度系統結合專業職能對業務類型進行了劃分，然而該劃分并未進行整體規劃，而是分階段分批次進行。不同部門之間缺乏統一的基礎技術體系，不能為監控預警、調度計劃、調度管理、校正控制等提供充分的技術支持。

（五）實時仿真能力

實時仿真及調整控制是配電網調度的難點，日趨復雜的電網結構給傳統的調度模式帶來困難。依靠經驗調度已不能適應大型配電網的調度管理，調度系統亟待提高實時仿真性能、完善調控功能。該項工作需要成規模的高水平計算機軟、硬件支持。

三、智能配電網優化調度技術

智能配電網優化調度的關鍵在于選取科學、合理的指標體系，該體系在態勢感知、趨勢分析、策略制定等環節占據重要地位。在對配電網進行全面感知分析的基礎上，可以結合配電網的實際運行環境，對調度策略進行優化創新。改進后的調度策略需要對配電網的眾多因素進行綜合分析，并考慮配電網元件間的互補、互動特性，確保調度方案的解耦并行。

（一）智能自動化技術

對配電網運行的整體過程進行分析，使用智能自動化技術是目前大力使用并取得良好效果的技術，通過有效的信息處理，可以使相關工作人員將工作信息進行有效整理傳輸，創立自動化的子站和主站。在當前階段，對于自動化功能仍處于不斷的完善和升級中，在智能預警技術的應用上，自動化功能可以有效起到保障作用，并在配電作業時，將相應信息進行準確核對整理，如果在運行中出現運行故障，自動化處理系統會發出相應預警，工作人員根據智能系統給出的信息可以展開有效的排查，并將對應問題解決。此外，智能系統還有其余的一些輔助功能，可以大幅度的減少工作中出現的不必要損失。

（二）高精度數字化量測技術

應用高精度數字化量測技術能實現電網運行狀況的實時反饋，及時發現不同時段的電力和電量變化情況，為分析用電需求提供數據，有效提升電網調度管理效果。同時，該技術還有助于發現偷漏電行為，輔助電量計費。例如，采用智能電表替代電磁式電表，可以大大降低電量計量難度。

在執行配電網的規劃時，需要合理應用參數測量技術，來確保所得到的數據可靠有效，并在這一基礎上構建成直觀的數據信息。這類技術的應用，可以科學合理的對某地某時間段內的用電情況作出有效準確的分析判斷，查找出其中異常處，使管理工作簡捷高效。同時，這類技術的應用還能準確對用電量和費用進行計算分析，及時與用電用戶進行溝通解決用電費用問題。

（三）分布式能源發電技術

分布式能源發電技術的應用在配電網規劃中，分布式能源發電技術有著較為廣泛的應用，其具體意義是通過對用戶所在地進行確認，并以其為中心，在周圍范圍內設置可以自發自用的發電設施，或者通過能源轉化的形式將其他能源轉化成電能，從而使用戶能夠結合自身需求對電能使用進行合理調節，達到自給自足的效果。在能源利用上，太陽能、風能以及地熱能等能源都屬于分布式發電技術，通過有效的手段可以將這一系列能源和城市整體能源進行良好結合。與傳統發電方式相比較，新型發電技術的應用在降低環境污染的情況下，保障了電能的損失，同時還有著良好的靈活性。但目前分布式發電技術還存在一定缺陷，需要不斷進行改進。

四、結束語

隨著時代的發展我國科技水平不斷提升，電力企業也保持了良好的發展勢態，在當前環境中，對配電網運行管理工作提出了更高的要求。為了提高電網調度運行效率和安全可靠性，電網企業需要構建智能配電網并應用優化調度技術，提高電力調度的節能環保效果，促進智能配電網的持續發展。