配電網智能調度運行面臨的關鍵技術探析

孫志恒 張浩 郝珈瑋 閻鼎

摘要：隨著社會的不斷進步國家對于電力的需求日益增大，在現代化科學技術的支持下智能化對于各行各業包括配電網系統而言已然是大勢所趨。本文首先從主要功能和系統原則兩方面入手，針對配電網智能調度運行的主要內容進行簡單概述，隨之分別從在線分析實時監測、電流控制預警輔助和態勢感知趨勢分析三方面就智能調度運行面臨的掛念技術進行分析。

關鍵詞：配電網;智能調度;關鍵技術

在配電網運行過程中調度部門可謂是神經中樞，隨著可持續發展理念的深入推行智能電網不僅極大地促進了電力行業節約能源降低能耗，而且能夠有效提升電網系統運行的可靠性，是促進電力行業核心技術得以明顯提升的關鍵因素。

一、配電網智能調度運行主要內容概述

（一）智能調度主要功能

配電網智能調度顧名思義即借助網絡科技自動化和智能化技術對電力資源結構和運行重新整合優化，以進一步提高電力系統的安全性、可靠性和規范性。比如調度計劃、運行、方式、繼電保護以及通信自動化等都是當下配電網智能調度運行不可或缺的重要功能。在配電網調度運行過程中量測信息的數量和質量都是影響智能調度工作的重要因素，傳統調度環節往往是根據經驗進行調度甚至存在“盲調”的現象，而智能調度技術能夠大大彌補以上缺點，對于多種元素的全局優化提供了重要的技術支撐。不僅能夠結合配電網實際運行場景和趨勢，還能夠對多元用戶負荷、多類型分布電源等進行全面感知和分析，隨之通過仿真計算和一定的調整進一步完成調度目標的優化過程。

（二）技術支持系統原則

在配電網智能調度運行的技術支持首先需要遵循安全可靠的基本原則，以電力二次系統安全防護的要求為例就是實現對電力系統的便捷防護的準則之一，比如以國產安全操作數據、證書技術、認證技術等標準為要求進一步加強關于信息安全和控制執行權限等方面的管理，以提升智能電網系統穩定可靠。其次是先進使用原則，在配電網智能調度總體框架、圖形界面、應用模塊以及數據庫設計等諸多方面都需要在實用性的基礎上進行先進理念和技術的吸納應用，以進一步增強電網系統的前沿性。另外還有開放與擴展、可管理易維護等原則也是智能調度運行的重要原則，綜合考慮配電網智能調度系統后期的維護、擴容和升級等要求來避免系統進行大規模調整。

二、配電網智能調度運行關鍵技術分析

（一）在線分析實時監測，提升問題解決效率

在配電網系統調度運行過程中，借助智能調度的在線分析、辨別和實時監測等技術能夠為整個電網系統的安全可靠運行提供了便利。首先就配電網智能調度系統運行形式的安排而言需要進行系統負荷估測、輸變電裝置發電方案、檢修計劃等流程，其中不免會涉及到“n-2、n-3...”等計算量非常煩瑣的裝置安全問題，而SCADA/EMS、WAMS體系的在線計算功能不僅能夠有效解決計算量問題大大減少調度工作者的工作量，而且對于電網系統運行形式的分析效率也有極大地促進作用。再比如智能調度的在線辨別技術能夠有效保證配電網發電機、調速器、輸電線等重要元件設備參數的精確性，而實時動態監測技術亦為電力系統的運行和控制操作獲取了大量準確的信息數據，監測采集、數據測量以及補充記錄等技術支持都在很大程度上提高了電力系統穩定性分析、事故預警和分析判斷能力的高校準確性。

（二）電流控制預警輔助，加強電網運行管控

在配電網系統調度運行工作中短路電流的防控工作也是必不可少的重要環節。傳統的控制方法主要從調整電網組成、改變運行方式、高阻抗裝置的使用等方面入手，在該過程中往往需要作出大動作的調整，或者回路數量大大增加使得線路布局更為復雜，甚至會增加網損進而影響配電網穩定性，不僅會對運行性質造成影響還帶來投入的增加。因此在智能調度系統運行中FCL技術的采用能夠有效解決上述問題，事故電流限制裝置在有意外事故發生的情況下會一改低阻抗或者零阻抗的狀態，進而轉變為阻抗增大狀態，如此能夠大大降低對配電網運行穩定的不良影響，是解決調度工作中短路電流防控工作的關鍵技術。另外預警和輔助決策技術也是促進電力系統正常運行的重要技術支撐，比如PMU同時性傳輸數據、測量相角的功能是綜合全面評估電力運行狀態的主要技術之一，充分融合SCADA數據為綜合評估奠定了強有力的數據支持，再比如PRONY技術對PMU傳入的動態數據進行低頻振蕩特點的在線分析技術也是電壓動態狀況的關鍵技術所在，一旦出現若阻尼情況及時標注并提醒相關調度工作者，對于作出相應的正確決策預案進行有效控制有極大地促進作用。

（三）態勢感知趨勢分析，實現資源優化配置

要素采集、多源信息融合以及態勢預測等態勢感知技術對于大范圍智能配電網的綜合預測有很好的促進作用。首先態勢要素采集主要涵蓋了分布式電源、發電用能有關氣象環境、配電設備、負荷檢測、以及用戶電量等諸多范圍，通過態勢要素采集能夠為配電網調度運行工作的預測、趨勢分析提供重要線索或元素。其次通過信息交換總線將不同的量測或控制系統所生成數據信息進行有機融合，一方面有效解決傳統調度運行過程中單種配網量測配置不足的現象，另一方面其冗余的量測數據對于實現配電網狀態估計也非常有利。最后對于配電網系統運行過程中發電、負荷和運行等綜合能量的綜合預測，可以有效彌補傳統對于獨立能量體功率預測能量過程中簡單疊加帶來的誤差累積問題，其高精度和精細化的預測技術可謂是現階段區域配電網實現能量控制必不可少的重要手段。配電網智能調度運行系統中的趨勢分析技術不僅可以從態勢感知、參數辨識、狀態分析進行設備運行狀態的趨勢分析，還能夠從斷面定義、負荷預測和越限監視對饋線斷面運行趨勢進行分析，隨后從事故預想、狀態估計、安全分析方面針對系統運行趨勢狀態作出分析，前者結果是后者進行準確分析的重要基礎，能夠為調度工作人員提供有利的決策參考。

三、總結

總之，隨之社會節能減排和能源互聯需求的不斷增加，配電網智能調度運行還需要不斷突破技術和管理問題，在未來的發展過程中進一步實現與各種非電能源的深度互聯，進而優化配電網智能調度技術體系框架，實現未來用電智能化！

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