智能電網調度運行面臨的關鍵技術研究

王振丹，馬小鵬，代崇輝

（1.國網平涼供電公司，甘肅 平涼 744000；2.國網甘肅省超高壓公司，甘肅 平涼 744000）

引言

近年來，隨著我國越來越重視能源的可持續發展，提升了電力輸送產業的發展步伐，在電力輸送產業中電網是決定電力輸送效果的關鍵因素，想要使其發展更好地符合可持續發展要求，需要積極創新其技術。現階段主要的技術創新方向就是信息化技術，而最顯著的成果就是智能電網，這種電網能夠實現對電能輸送情況的有效控制。但是在發展智能電網的過程中仍然有相應的技術問題存在，為了進一步提升智能電網調度運行效率，需要與現階段的實際情況相結合開展技術創新。

1 智能電網的相關概述

1.1 智能電網的定義

智能電網是現階段電網最為先進的使用形式，其能夠對電能運行狀況進行自動監視和控制，能夠保證輸電網絡擁有非常高的完整性和通暢性。智能電網以雙向性高速的通信網絡技術為依托，能夠實現電網使用的高效化和自動化，在發展智能電網的過程中主要使用的技術為控制技術、測量技術、感應技術和傳感技術等[1]。

1.2 智能電網的必要性和重要作用

隨著我國自動化技術和信息化技術的發展，導致各種關于民生方向的行業都在向自動化和信息化方向靠攏；在我國發展社會經濟的過程中，國家不斷提升對環境治理的要求，電網就是其中的重要方面；社會各界正在不斷提升對電能的需求，同時也提升了對電能輸送質量和效率的要求，這些都體現了研究智能電網的必要性。利用智能電網能夠實現資源的優化配置，更加充分、合理地利用清潔能源，不但能夠降低污染排放量，還能夠節約能源；能夠使用戶的需求得到更好的滿足，能夠在運輸的過程中減少電能的損失量。

2 智能電網調度運行的關鍵技術

2.1 實時監測和解決技術

近年來，電力企業在電力調度和運行系統方面取得了很大的進步，例如在檢測電力發電機方面，能夠實時的檢測電網的數據，通過數據清晰的展示現場的實際情況。工作人員能夠對動態數據進行實時監控，結合系統定位可以完成目標設置，通過這種動態運行模式，能夠及時了解電網運行調度存在的問題，能夠有效預防各種問題的發生，從而保證電網安全高效的運行。通過實時監測和解決技術的利用，能夠使傳統的電腦運行模式得到優化，結合時間進度完成數據的更新轉換，及時了解各發電機組的運行狀態，幫助工作人員對電力運行模式的調頻性進行更加充分的利用，還能夠使電力運行模式的使用效率得到提升。在運行電網時，借助預警系統和輔助系統完成監測工作，不但可以使工作人員的工作量降低，還能夠促進電網使用性能和智能化水平的提升[2]。以實時動態監測為前提，國內已經完成監測預警和輔助決策系統的建立，其主要存在以下功能：計算暫態和靜態電壓、實時監測動態數據、計算熱功率和熱穩定、分析靜態安全等。

2.2 距離測量和短路控制技術

隨著我國不斷創新信息化技術，也在不斷優化電力企業結構，并且取得了非常明顯的技術成果。在運行電網的過程中，工作人員必須充分重視控制短路電流的工作。若是有短路現象在電網運行中出現，將會影響電力設備和電纜結構，會影響電力系統的正常運行，所以應該借助技術措施積極預防短路問題，為正常運行電網提供保障，實現電網運行效率的提升。在現代科學技術發展過程中故障電流限制器也是一次偉大創新，這種設備擁有非常低的操作要求，并且不會對電網正常運行產生影響，能夠使電網的便利性和安全性得到提升。隨著人們擁有越來越高的生活水平，在人們生活中電力運用范圍和數量不斷提升。為了使社會的用電需求得到有效滿足，必須對電力的長距離傳輸能力進行提升。在這個過程中，不但需要保證電力傳輸安全，還需要準確地排查和定位電路傳輸線路故障。在傳統電網查找故障時，需要非常繁瑣的故障處理流程。在不斷擴展電網業務的同時，也在不斷增加線路范圍，導致相關問題擁有了越來越高的解決成本，提升了解決問題的難度，所以必須快速鎖定問題發生的具體位置，能夠使工作人員的效率得到有效提升。在故障預測中合理利用廣域網，能夠實現對故障具體走向和地點的預測，能夠使后期維修的成本和難度得到有效降低，保證電力傳輸系統的穩定運行。

2.3 電力系統元件在線參數識別技術

電力系統計算分析在很大程度上會受到其元件參數是否精確的影響。電力系統元件的參數和模型包括勵磁系統、調速器、發電機、原動機、輸電線以及負荷。1996年8月10日美國西部電網大停電，系統中有解列、震蕩的情況存在，并有30 000 MW負荷消耗，但是在事后重現電網動態數據庫時卻得到系統穩定的結果。由此可知如果電力系統的運行情況無法通過現有的參數和模型得到準確反映，將對電力系統安全性分析的可靠性和準確性產生嚴重影響，進而對電力系統調度和人員操作產生不良影響。

現階段大多是使用經典的理論參數作為穩定計算所使用的數據，但是在運行狀態、溫度、環境等因素的影響下都可能改變電力系統元件參數，尤其是能夠在較大程度上影響電力系統穩定的發電機同步電抗。相關的研究表明，與空載狀態的發電機相比，處于飽和以及滿足狀態的發電機僅擁有約3/4同步電抗，將會在較大程度上影響機組的暫態穩定運行和靜態穩定運行。借助電網動態預警和輔助決策系統PMU進行數據采集，能夠準確辨識輸電線路的在線參數、負荷建模、勵磁系統的在線參數、發電機在線參數。

2.4 電網經濟運行技術

在建設智能電網的過程中也應該充分考慮電網運行的經濟性。首先，應該明確電網系統元件經濟運行點。想要提升電力系統輸變電元件運行的經濟性，必須完成這些元件經濟運行點的確定。在分析經濟運行點的過程中，不但需要考慮設備的物理經濟運行點，還需要考慮投資和運行電網的經濟運行點和，所以需要有機統一異步電動機、輸電線路及變壓器的經濟運行指標，也就是在對這些元件進行選擇時應該結合經濟負載系數進行。其次，在線與輔助分析網損。電網的實際網損無法通過離線網損計算得出準確的結果，這是由于電網會經常改變運行狀態，例如建設電源、建設電網、檢修電氣設備都可能影響網損。與WAMS系統或EMS系統的實時數據相結合，能夠利用在線分析的方式計算實時網損，利用這種方式能夠明確導致網損的主要因素，對制定有針對性的控制措施有利，能夠使智能電網運行的經濟性得到有效提升。

2.5 電力部門一體化技術

現階段，一體化智能管理技術在很多電力公司得到了運用，這種技術能夠使電網調度工作的智能化程度得到有效提升，還可以與實際工作相結合完成數據模型的建立。另外，一體化智能管理技術包含可視化展示技術，在操作過程中工作人員通過對技術進行合理利用，能夠實現全方位的可視化，從而更加全面、直觀的反映調度范圍、目標以及內容[3]。工作人員在對參考數據充分了解后，能夠增進其對智能電網整體調度工作的了解，能夠實現監管的智能化，能夠保證電網調度問題得到及時發現和解決，及時明確故障的性質和原因，并提出有效地解決措施。同時，這種技術還具有處理電網調度信息的功能，能夠為正常運行電網調度提供有效保障，提升數據的精準性，同時還能夠完成數據的實時更新，方便工作人員對運行電網調度的情況進行及時了解。

2.6 FCL的短路電流控制技術

在不斷創新互聯網技術的社會背景下，互聯網技術明顯擁有了越來越廣的應用范圍，在一定程度上強化了電網結構，人們開始對控制短路電流越來越重視。在運行電力系統時，如果存在短路電流故障，將會對安全運行電力系統產生影響。這需要工作人員與電網設備、系統運行、電網結構的實際情況相結合來分析和處理問題，保證電力系統整體穩定性。與現階段運行電力系統的實際情況相結合，大多都是通過故障電流限制器來控制短路電流，從而有效處理短流電路，提升運行電力系統的可靠性和穩定性。否則在發生短路電流故障后，會提升故障電流控制器的電阻，會威脅電力系統運行安全，甚至會對運行電網的經濟效益產生影響。

3 運用智能電網調度技術應注意的問題

近年來，我國出臺了很多法律規范了智能電網調度技術的使用范圍，要求相關人員以安全為前提，靈活運用各種技術，從而安全、高效的開展電網調度。在技術開發方面應該與電網特點緊密結合，從而使技術流程變得更加規范，更加智能化和信息化地完成信息收集。第一，在電網調度的利用過程中，必須安全地開展各種工作，為正常運行電網提供保障。第二，應該加強科學技術的利用，從而更加深入、準確地分析數據庫數據，對自身存在問題的環節進行不斷優化，以技術創新推動電網運行質量和效率的提升。第三，應該遵循擴展和開放的原則，在平臺中不斷完成信息收集，并且不斷地加強技術開發和技術創新，為電網運行構建更好的環境。第四，應該合理開展維護和管理電網的工作，以有效滿足消費者需求為前提，不斷優化電網調度系統。在電網調度中互聯網技術屬于核心技術和基礎保障，所以在電網調度過程中，應該不斷加強網絡技術的應用程度和范圍，使相關技術擁有更高的安全性和科學性，使工作人員擁有更高的工作質量和工作效率，使電網環境變得更加安全。

4 結語

在電力行業中智能電網能夠起到有效地促進作用，本文深入的分析了智能電網調度運行需要的關鍵技術，證明相關技術能夠使電網運行的質量和效率得到有效提升，但是在實際應用的過程中仍然有一定的問題存在，需要相關工作人員樹立創新意識，不斷完成相關技術的創新。