調度運行關鍵技術在智能電網中的應用研究

郭中宏

摘要：電力資源和國計民生的發展息息相關，電網平穩運行是國民開展生活、生產活動的重要基礎，而電力調度是電網平穩運行的重要保障。智能電網系繞為各個領域中的電力工作都帶來了翻天覆地的變化，而智能電網的有效運轉是建立在智能化的電力調度控制中心的基礎上，智能化的電網調度，能夠有效滿足智能電網的應用要求，提升智能電網系統的可靠性。

關鍵詞：智能電網;電力調度運行;關鍵技術

1智能電網概述

智能電網通過先進的傳感和測量技術、先進的設備技術、先進的控制方法以及先進的決策支持系統技術的應用，可以實現電網運行的可靠、安全、經濟、高效、環境友好和使用安全的目標。智能電網具有自愈性、兼容性以及調度高效優質性等特點。智能電網如果在運行過程中受到某些因素的影響，工作人員不需要進行過多干預，只需要隔離存在問題的元件，防止影響到整體的運行。

2智能電網調度目前存在的問題

2.1 缺乏完善的電網測量基礎數據

電網測量的數據對于智能電網的運行來說是重要的基礎，但是當前的測量過程中，測量所得數據的準確度往往不足。在傳統調度模式下，電網的運行與維護都需要依靠專業技術人員的現場操作去完成，但是依靠技術人員的手工檢驗，往往會因人為因素影響數據的精準性，不但無法提升測量的效率，而且會增加成本的耗費。

2.2 缺乏實用性與靈活性

隨著電力行業的不斷發展，智能電網調度系統中開始使用先進的信息技術，這樣就導致以前的系統功能落后。以前一些系統中的傳統功能缺乏實際應用的迫切性，已經被先進的應用所取代。由于傳統應用的技術落后，其在維護過程中往往需要耗費大量的人力、物力，才能夠保證系統的正常運行。當前的智能電網還無法實現一體化的架構設計，無法全面覆蓋多專業以及多級協調，這樣就無法滿足智能電網調度的縱向貫通、橫向協調需求。

2.3與電力用戶無法達成有效的互動

電力用戶是電力機構服務的主要對象，但是我國的電力市場依然處于發展中階段，諸多方面還存在不足之處，各地區電網的服務質量參差不齊，管理體系并不統一。只有改進服務質量，才能夠保證電力用戶的利益得到保障。需要結合當前基本國情，改進原有的供電服務體系，以實現可持續發展。

3智能電網調度運行關鍵技術

3.1 監測技術

監測技術具備三個特征∶第一，可獲得更加準確的發動機數據;第二，信息獲取能力強大，每 40ms 可收到一次前端的動態信息;第三，數據的時間連續性。通過 CPS 監測每一類型的數據情況且做好標記，使相同區域內的各項數據處于連續性狀態。同時，獲取和檢測電力網絡信息，便于對危險進行預警。該系統基于 SCADA/EMS 系統，不僅彌補了原有系統的不足，還創造性地引入 WAMS系統。這種創造性技術的發展可更好地提升電力系統調度、預警等能力，加速電力系統的變革。

3.2 電網調度短路電流控制技術

隨著社會經濟的不斷發展，人們生產生活對電網調度情況以及電網運行策劃提出了更高的要求，對智能電網正常運行有著重要影響的一個技術為智能電網調度短路電流控制技術。在傳統的電網調度系統中，控制短路技術包括系統運行方式、電網結構、電網設備性能等方面，并且在應用過程中還需要考慮相關因素的影響，避免降低電網的穩定性和安全性。目前，比較先進的智能電網調度控制技術是利用故障電流限制器來控制短路電流。故障電流限制器是可以有效限制故障電流及其第一峰值，并且串聯于電氣回路中的阻抗變換元件，具有限流功能的快速開斷設備。當智能電網正常運行時，故障電流限制器的狀態表現為低阻抗，或者零阻抗。但是當智能電網存在故障時，故障電流限制器的阻抗會快速增加，并且不會影響和限制智能電網正常運行的相關特征。

3.3 電網系統運行形式的在線分析技術

在電網系統運行時，人們一般考慮的均為 n-1 準則下的安全性情況，主要指系統擾動在遭受單一的擾動之后，開關、重合閘和保護裝置的動作正確定要采取穩定控制對策，需維持電網的平穩運行與電力穩定供應，其它元器件不超出限定的過負荷性能，不引起連鎖跳閘反應。電力體系 n-1 準則下的安全性是《電力系統安全穩定導則》要求的穩定安全首級準則，是電網體系平穩運行應嚴格遵守的要求，因此，電網調度運行單位應基于此制定運行穩定相關規定，包含正常運行形式與檢修形式等。檢修形式下 n-1事故即電網在全保護、全接線條件下的n-2 平穩運行等級，此也為離線平穩分析所需考慮的形式，計算量較大，電網運行調度單位的有關工作人員需要花大量時間實施離線分析。針對電網體系運行中的n-3、n-4、…、nm-1裝置檢修狀況安全平穩問題，此刻的計算量是n·（n-1）·（n-2）（n-m）次，計算量十分巨大，離線平穩核算將難以達到具體的運行要求。而通過WAMS體系、SCADA/EMS 體系可在線完成對電網運行形式的計算，從而可極大的縮減電網運行調度工作者的工作量，使分析效率得以明顯提升。

3.4 預警和輔助決策技術

實時監測技術能夠為工作人員提供電網運行的相關數據信息，而預警和輔助決策技術在在此基礎上能夠進一步完善電網運行狀況的分析信息，并提出相應的決策預案，以協助工作人員對電網運行進行有效的控制，同時也使相關人員能夠準確順利的管控電網的運行工作。預警和輔助決策技術的典型優勢主要表現在以下幾方面∶（1）具有較高的精確度。該技術充分利用了PMU 同時性傳輸數據和測量相角等方面的功能，并將 SCADA 數據充分地融合進去以對混合性的狀態進行全面評估，這樣能夠提升狀態估計的精確性。（2）該技術針對 PMU傳入的動態數據，通過 PRONY 的相關算法進行低頻振蕩特點在線分析，這樣能夠連續追蹤和觀察電壓的相角、功率、頻率等動態特征。一旦系統中存在 0.2～2.5Hz 內的弱阻尼，就會將這個異常區域標注出來，并提醒相關人員出現異常情況。（3）目前中國對于事故發生時數據的記錄主要采用 PMU 來實現，以加強對系統動態的預警。

3.5 電力用戶智能服務

電力用戶的用電需求是多樣化的，在智能電網環境中，配電網絡的實際配電要根據用戶需求規劃，才能滿足不同用戶的不同用電需求。一般來說，電力用戶的用電需求與實際建筑規模、建筑性質和運行情況等多方面信息都有著密切關聯。例如商務樓宇的用電高峰期一般是在工作日，用電量大且對于穩定性的要求往往很高，住宅小區的用電時長則較為分散，用電量相對較少，并且往往并不會因一時的停電現象而受到嚴重影響。為此可以借助智能電表去監測掌握電力用戶的用電情況，并且將通過智能電表收集的信息上傳至上一級配電自動化系統，生成相應的指令，針對性指揮供電。

結語

在電力行業中，由于智能電網技術的不斷成熟，當前已掀起了重大的技術變革，在智能電網系統中采取先進監控技術，對提升能源利用率以及提升電網體系運行經濟性與穩定性等十分有利。文中通過分析智能電網運行調度中的關鍵性技術，建立起智能電網的調度控制體系，可以有效確保智能電網的運行調度工作，這對提升電網的運行可靠性和改進資源配置等意義重大。因此，還應不斷加強對智能電網運行調度技術的探索與運用，以促進我國電力事業的不斷發展。

參考文獻

[1]馬懷剛.智能電網調度運行關鍵技術分析[J].環球市場，2019（23）; 117.