電網調度的智能化監控分析

馬悅皎

（南瑞集團有限公司【國網電力科學研究院】，江蘇 南京 210000）

0 引言

當前是社會經濟與科技可持續發展的時代，電力能源作為人類發展的強大推力，最終將電力形式轉換為各種社會服務，推動社會各方面健康穩步發展。自改革開放以來，電力能源需求量呈現逐漸增長的趨勢，促進供配電技術不斷創新升級。在整個供電環節中，電網調度發揮著極其重要的作用，如果存在任何的電網運輸問題，都會造成電力資源大量浪費，甚至帶來嚴重的經濟損失以及人身傷害。對此，加強電網調度智能化監控具有現實意義，借助智能化技術的應用優勢，完成對電網調度全過程的數據采集以及遠程控制等，可以更好的維護電網運行安全性和可靠性（見圖1）。目前智能化監控已經成為電網調度的關鍵點，有助于電網整體運行效益的提升[1]。

圖1 傳統電網與智能電網的比對分析圖例

1 智能電網調度監控的基本內容

1.1 智能電網調控一體化模式

綜合考慮我國電網企業的部署規劃，做好電網調度方面的資源配置是必要的，以大電網格局和思維為指導，實現輸電設備運行與調度業務一體化發展，采用智能監控手段，比如互聯網技術、人工智能技術等對電網運行狀態進行綜合性調整，這也是我國電網建設與發展的重要方向。從實踐來看，智能電網建設的主要內容有：將變電所監控業務與運行維護形成一個整體，為實現監控和運維合二為一做好鋪墊，讓工作人員既掌握監控運行維護工作，又能從事電網運維，促進兩者同步運轉。通過這樣的方式可以提升電網調度和監控工作的緊密性，使工作人員的綜合能力更強，具備緊急事件處理能力，遇到電網運行突發狀況后做出正確的決策，確保整個電網系統穩定運行[2]。

1.2 智能調度中心預測

智能調度與監控是兩個關鍵性功能，良好的運用智能調度技術，結合電網實際運行情況進行智能化調整，能夠節省更多的成本投入，使整個電網處于最佳運行狀態。而智能監控主要負責監控輸電系統和配網的運行情況，通過分析獲取的各項數據，準確判斷整個電力系統的運行指標是否處于正常范圍內。

1.3 對電網動態過程的預測

電網的運行處于動態變化過程，電網調度監控的核心功能也是對電網動態情況進行分析，如果電網受到不可預測的干擾或影響，比如雷擊、暴風雨等自然災害的影響，利用動態分析系統獲得準確的故障區域，及時與電力維修人員取得聯系，在短時間內達到維修地點，大大節省了故障排查時間，進一步提高維修效率。目前，在我國電網運行過程的狀態預測主要通過EKF算法實現，算法不精確是實踐應用的突出問題，直接影響著整個電網的運行穩定系數，更容易出現更多運行偏差。對此，需不斷優化和改進動態分析系統，通過對測算和實驗結果的分析，基于等效模型的動態分析技術，可以獲得精確的動態分析結果，對提高電網系統運行穩定性有著積極意義。通過運用電網等效模型，給電路增加一個虛擬的發機內節點，從而完成對電網受干擾前的靜態預估，精確判斷電網運行狀態，若想成功的建立等效模型，其最終條件則把電網受擾動前的發電機與節點負荷模型搭建起來[3]。

2 當前電網調度中的智能化監控現狀

整個電力系統實際運行過程中，電網調度作為一個極為重要的環節，對電力系統運行穩定和安全有著直接影響，隨著自動化、智能化技術的發展，與電網調度的融合應用，促進電網調度進入到全新發展模式中，運用智能化監控進行電網調度的實質目標則是維護整個電力系統安全穩定的運行，從智能化技術的應用成效來看，自動化調度的發展仍然存在諸多問題，比如，在自動化電網調度階段需要耗費大量人力資源，無形中增加了電力企業的自動化成本投入，需要維護人員加強日常巡視力度，花費更多的時間和精力，由于電網調度工作的復雜特性所決定，對工作人員的綜合能力要求較高，相對來講工作強度大，難以保證電網調度自動化的發展。

3 智能電網調度系統的組成和調度方案關鍵點

3.1 系統組成

電網調度智能化監控主要采用實時監控方式，確保各系統模塊處于良好運行狀態，監控分析可以從多個角度將其功能充分發揮出來，通過完善的功能分析維護電網運行安全。采取多維度的監控方法監控電網運行狀態，有助于及時發現監控調度中的故障問題或潛在隱患，將電網系統實際運行情況以信號形式發出，把電網系統中的各類故障問題進行匯總，實現整個網絡系統電網調度監控的集成化管理。

從智能電網的應用來看，其組成內容包括網絡系統、報警監控系統以及監測決策支持，其中網絡系統可視為智能電網調度系統的基礎，采用相關的網絡軟件分析整個運行數據，為電網調度提供良好的平臺，實現智能化分析；報警監控系統則是用于收集電網運行階段的所有數據，掌握電網運行的實際情況，將其涵蓋的功能充分發揮出來，減少電網運行的風險隱患，一旦發現運行風險及時報警，采取這樣全過程、全方面的監控方式，可以規避運行故障問題的產生；給予監測和決策支持，綜合考慮、分析電網調度系統應用現狀，給后續電網運行提供信息和數據支撐，保證決策的正確性。在智能電網調度監控過程，也可積極引入太陽能、水情分析等多種輔助手段，達到節能減排的發展目標[4]。

3.2 調度方案關鍵點

電網調度系統的規劃與計劃是電網運行系統管理的重要依據，確保電網資源和功能合理配置，調度計劃是否合理影響著電網建設發展形勢，有利于電網運行效益的提升。目前來看，智能電網調度系統的調度計劃的關鍵點主要體現在規劃預測和維護這兩方面，系統預測是對系統相關因素以及有關信息的定量分析，為預測對象提供推理依據。同時，系統預測具有較強的功能性，可以從報警監測系統中采集完整的水文信息以及環境條件，并且在管理、調度和系統中掌握電網模型相關信息等；維護計劃作為電力供給和平衡的衡量指標，依據電網運行情況進行動態化調整。檢修計劃的制定充分結合了報警監控系統，依據調度獲取信息有針對性的調整，保證電網運行狀態調整的時效性[5]。

4 綜合監控優化策略分析

對于綜合監控優化來講，是智能電網調度發展的必然方向，實現電網運行參數、網絡數據以及命令指令的智能化分析，做出科學化、合理化的調度管理，以便實時掌握監控電網的實際運行情況，針對電網運行過程的故障問題，及時發出警報，經由工作人員及時采取有效措施及時處理故障情況。進行綜合監控系統優化時，需著重考慮以下方面：

（1）功能部件優化，合理優化和運用電網調度自動化綜合監控，在獲得電網實際運行情況的同時，對系統故障報警有著是更高的敏感度，發現絲毫問題后即可發出報警，使故障解決和處理效率顯著提升。另一方面，這一系統還可以實現對整個電網的監督與管理，全面監控自動化室、配電室以及UPS室等，給電網調度工作創造有利條件，從根本上減少安全問題的產生。

（2）網絡環境優化，在電網調度運行階段，需更多先進技術比如計算機技術、信息技術等支持下完成，推進電網調度各項工作順利進行。在整個電網調度自動化綜合監控系統中，通常會將綜合監控系統放置在安全區域，維護整個運行體系安全。比如，在線備份系統、防病毒系統等的應用，有效防止病毒入侵。在電網調度自動化綜合監控系統中，可具體劃分為多個區域，生產管理區域、信息管理區域、控制與非控制區域，將這一系統放于信息管理系統中，可以實現對控制區域和非控制區域的實時監控和管理，利用數據采集服務器完成對這一工作環節信息數據的采集和匯總，保證數據信息的準確性和真實性，高效開展監控工作。

（3）智能電網系統建設，智能電網能夠精確獲得整個電網的耗電情況，具體統計出每個用戶用電情況，將這方面數據反饋給工作人員，通過系統分析找到最佳的執行方案，實現科學配置電力資源。同時，對智能電網涉及的各類設備進行實時監控，把電網運行數據進行采集和分析，針對電網運行過程可能產生的故障制定對應的解決方案，全面落實安全防范措施，促進整個電網設備運行的安穩性。另外，智能電網系統的應用，有助于節省更多的資金成本，眾所周知，科技是第一生產力，智能電網的應用使各方面資金成本投入明顯減少，充分突顯智能電網的應用價值[6]。

5 結語

綜上所述，電網調度中合理運用智能監控系統可以實現電力電子資源合理配置，借助高新技術應用優勢和特點實現控制功能科學化的運轉，保證整個電網系統良好運行。如果系統存在異常運行，在短時間內發現故障問題，給出相應的問題解決措施，進一步提升電力資源的運行的安全性、高效性和穩定性，帶動整個電力行業可持續發展。此外，若想實現對電網運行情況進行全面監控，獲得準確、完整的監控數據，需要積極引入智能化的監控方式，通過遠程控制、實時數據采集等功能，保障電網安全運行，減少這方面的人力成本投入，有利于電力事業綜合效益目標的實現。