電力調(diào)度自動化中智能電網(wǎng)技術運用分析

朱志淳 陳妍

國網(wǎng)江蘇省電力有限公司東臺市供電分公司 江蘇 東臺 224200

引言

在電網(wǎng)系統(tǒng)中，電力調(diào)度自動化系統(tǒng)發(fā)揮著非常重要的作用，其不僅是支撐電力系統(tǒng)運行非常關鍵的一部分，更能在很大程度上體現(xiàn)出電網(wǎng)的智能化水平。但是，就現(xiàn)實情況來看，因為電力調(diào)度自動化系統(tǒng)非常復雜、設備多，設備運行對環(huán)境的要求非常高，一旦出現(xiàn)問題，就會對整個電網(wǎng)的運行造成很大影響。在這種情況下，加大電力調(diào)度自動化工作的重視度，明確運維要點，做好運維工作是非常必要的。

1 智能電網(wǎng)技術特點

1.1 安全性

電網(wǎng)在野外環(huán)境運行過程中經(jīng)常會因為各種因素的影響而出現(xiàn)部分區(qū)域供電異常問題，甚至會發(fā)生安全事故。通過智能電網(wǎng)技術應用可以對電力系統(tǒng)供電狀態(tài)進行實時監(jiān)測，根據(jù)故障反饋信息進行定位與分析，且可以自動匹配備供電模式，繞過故障點，維持正常供電，縮小停電范圍，避免造成較大損失。并且，在智能電網(wǎng)技術的支持下，電力系統(tǒng)應對極端天氣的能力更強，可以更大程度上保證電力穩(wěn)定供應。其在信息安全方面也有著顯著優(yōu)勢，利用信息加密技術配合網(wǎng)絡防火墻來確保電力信息的安全性，為電力調(diào)度提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

1.2 自愈性

自愈性是智能電網(wǎng)的典型特征之一，也是為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行提供的重要保障。簡單來說，智能電網(wǎng)自愈性就是指當故障發(fā)生時，智能系統(tǒng)能夠快速反應，在短時間內(nèi)完成故障原因分析、故障位置定位，并且給出智能化的解決方案，快速解決問題。在這個故障處理的過程中不需要人為干預或者只涉及少量的人員。除此之外，智能電網(wǎng)還能夠定期檢測元器件，并且結合檢測所得數(shù)據(jù)判斷電網(wǎng)系統(tǒng)故障問題，從而制定最合理的解決方案，并且選擇合適的線路隔離故障問題，避免問題擴大化，在最大程度上保證電力系統(tǒng)的正常運行。

1.3 交互性

面向高級用戶，智能電網(wǎng)為其提供服務的過程中往往能夠更大程度上體現(xiàn)出智能電網(wǎng)技術交互性的優(yōu)勢。用戶可以在智能電網(wǎng)技術的支持下與電力設備進行交互，享受更高質(zhì)量的服務。例如智能電表的應用，電力企業(yè)可以根據(jù)需求隨時完成用戶用電量的精確測量，并且實時出具電費賬單。智能電表還可以對電力企業(yè)發(fā)出的最高電價及電費單等信息進行自動存儲，并向用戶發(fā)送通知，便于用戶及時處理，讓用戶在操作上具有更強的靈活性和選擇性，電力企業(yè)的服務也更具人性化。

2 電力調(diào)度自動化網(wǎng)絡中的安全問題

2.1 網(wǎng)絡系統(tǒng)管理

電力公司展開電力調(diào)度自動化管理作業(yè)時，往往會面臨復雜的電力調(diào)度環(huán)境和內(nèi)容，導致相關工作人員無法有效評估電力供應過程中出現(xiàn)的網(wǎng)絡問題，無法展開合理的解決策略，從而使其電力調(diào)度管理作業(yè)缺乏準確性和可行性。除此之外，在互聯(lián)網(wǎng)技術持續(xù)進步的同時網(wǎng)絡管理作業(yè)帶來了較大的困難，從而對電力調(diào)度平臺的穩(wěn)定和安全運轉造成了阻礙。

2.2 維修缺乏統(tǒng)一的標準

針對配電線路的分布比較廣，同時線路內(nèi)部結構復雜，對于維護人員在進行檢修的時候容易受到當?shù)貧夂颦h(huán)境以及地形環(huán)境的影響，這樣就會增加維護的難度，也會降低維護的水平[1]。同時設備在檢修和維護的時候缺乏專業(yè)統(tǒng)一的管理規(guī)范。維護人員的專業(yè)能力之間存在較大的差距，這樣會造成配電線路故障問題無法得到全面的處理，最終影響到整個配電系統(tǒng)的使用，造成各種故障問題的出現(xiàn)。作為供電企業(yè)需要制定一個完善的配電設備維護管理體系，加強對工作人員相關責任的劃分，有效地將每一個工作內(nèi)容劃分到具體的責任人，并且提高對配電設備維護工作的全面重視。有效地解決配網(wǎng)系統(tǒng)運行中的一些故障，為人們的安全用電提供良好的幫助。

2.3 電力調(diào)度工程人員的能力

對于電力公司的電力調(diào)度而言，其管理成效在很大程度上取決于調(diào)度人員是否具備專業(yè)知識和技能。然而，目前部分電力公司的調(diào)度人員并不具備相關業(yè)務能力，或者不具備符合作業(yè)要求的職業(yè)素養(yǎng)，導致這部分員工無法完成業(yè)務內(nèi)容，無法實現(xiàn)有效的電力調(diào)度。除此之外，還有部分調(diào)度人員的職業(yè)素養(yǎng)比較低，不具備崗位要求的責任觀念，存在作業(yè)敷衍的現(xiàn)象，進而增加了電力調(diào)度作業(yè)中的安全隱患。在這種情況下，電力調(diào)度中一旦發(fā)生安全問題，電力公司則無法對問題予以解決，從而對自身經(jīng)營和電力供應造成了威脅。

2.4 各項統(tǒng)計指標出現(xiàn)明顯增長

由于我國電網(wǎng)自動化系統(tǒng)制度通過解決統(tǒng)計性問題，完善考核標準等問題，實現(xiàn)自我優(yōu)化，自動化技術水平有了顯著增長與提升。我國電網(wǎng)調(diào)度制度的運行除了以上幾點改善提高外，還存在著一些不足。具體表現(xiàn)在技術發(fā)展太快，系統(tǒng)發(fā)展比較前沿，導致員工對運行管理工作的不適應，設備無法與先進的系統(tǒng)相匹配。在實際操作中表現(xiàn)為：員工的技術水平還不夠高；系統(tǒng)運行過程中程序發(fā)生混亂；信息運行監(jiān)視不夠全面等。針對以上電網(wǎng)調(diào)度制度不完善的幾處，電網(wǎng)系統(tǒng)要求系統(tǒng)主體和個體都要有完善的管理制度和有效的對應措施

3 智能電網(wǎng)技術實際應用

3.1 智能機器人開發(fā)

當前，智能電網(wǎng)技術越來越成熟，在建設智能電網(wǎng)的同時，還可以將其轉換為生產(chǎn)力輔助人工作業(yè)，減少各種失誤造成的影響。例如開發(fā)智能機器人，將其投入到電力供應工作中，可以達到更高效、高質(zhì)量的工作效果。智能機器人比普通的自動化機械裝置有著更高的智能化水平，利用 AI 技術與電力分配自動化技術，再加上內(nèi)部所嵌入的高度集成系統(tǒng)，全面收集供電系統(tǒng)運行過程中產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)信息，然后將其轉成特定程序，最后經(jīng)過自動分析來完成各項指令。雖然電力調(diào)度自動化水平在不斷提升，但是人工作業(yè)依然是主要的工作模式，在智能機器人的支持下，可以大大減少人工參與的工作量，使整個電能調(diào)配的過程更加順暢，且減少了人力成本的投入。尤其是在面對復雜度高或危險性大的事故時，由智能機器人代替人工作業(yè)，保證了工作人員的人身安全。

3.2 模式化調(diào)度指揮網(wǎng)絡交互技術

首先，要根據(jù)電網(wǎng)實際運行情況制定規(guī)范的檢修計劃操作流程，主要是電網(wǎng)中各種設備的檢修流程，具體為：設備停送電操作指令、工作票的接收、許可以及結束等。統(tǒng)一操作流程的確定能夠?qū)υO備檢修工作開展全過程的管理和控制。其次，要規(guī)范電力調(diào)度操作指令擬票步驟，具體來說就是要對每一個正式的調(diào)度操作指令開展嚴格的檢查和審批，在完成安全性分析以及指令發(fā)送預覽等一系列檢查工作之后，才正式發(fā)送網(wǎng)絡指令。再次是規(guī)范電力調(diào)度指令接發(fā)令流程，對于任何指令來說接發(fā)步驟都可以統(tǒng)一為八個：地調(diào)方發(fā)令，廠站方對指令進行復述，地調(diào)方對指令進行核實，核實完畢之后廠站方需要再次核實，之后廠站方對指令操作的結果進行報告，地調(diào)方復述結果報告，地調(diào)方收令。在這個統(tǒng)一的流程中大家要注意操作票之中的每一個操作指令都需要一項完成之后才能夠進行下面一項，不能同時進行。但如果是同一種邏輯方式多項并行的話，這些操作指令就能夠統(tǒng)一進行。最后要規(guī)范電力調(diào)度操作指令的存儲，完成記檔。電力調(diào)度指令的發(fā)送直接影響著電網(wǎng)系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行，所以必須完整記錄每一個調(diào)度指令的信相關信息，再由現(xiàn)代化信息技術根據(jù)這些信息自動完成度操作票的填寫。

3.3 人工智能技術應用

在電力調(diào)度自動化工作中進一步引入人工智能技術（簡稱為AI技術），綜合數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)與可視化技術聯(lián)合應用，使得電能調(diào)度自動化水平進一步提高。AI技術中所包含的專家系統(tǒng)，針對所有類型的電力系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)均可以做到有效存儲，然后在執(zhí)行電能調(diào)配工作的過程中對各類數(shù)據(jù)信息進行分析處理，再通過問題分析技術等給予工作人員支持與幫助，提高電能調(diào)度工作的整體效果[2]。其中，AI技術的應用離不開數(shù)據(jù)信息支持，包括供電系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)精度等。由AI技術來對各種運行數(shù)據(jù)進行分析時，如果無法通過現(xiàn)有數(shù)據(jù)找到最佳處理方案，則整個系統(tǒng)會在此環(huán)節(jié)停留，不再繼續(xù)下一步操作。因此必須要及時對各種運營數(shù)據(jù)進行更新，同時搭配專業(yè)手段不斷提升數(shù)據(jù)精度，為AI數(shù)據(jù)分析及決策提供支持。

3.4 DOS系統(tǒng)運行模型

過去的電網(wǎng)運行模式比較簡單，甚至必要的安全防護都沒有。為了解決這一問題，提升電網(wǎng)運行的安全性，結合現(xiàn)實的電網(wǎng)情況設計出DOS系統(tǒng)運行模型。這一模型又被稱為獨立設備管理層分布式操作系統(tǒng)模型，最大的特點就是能夠有效增強電網(wǎng)的安全防護能力，并且提升電網(wǎng)運行的智能化水平。DOS系統(tǒng)運行模型的設計主要是針對電網(wǎng)中的輸電站與功能運行，因為DOS系統(tǒng)在數(shù)據(jù)搬運方面具有顯著優(yōu)勢，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的快速搬運，還能夠保證整個搬運過程的安全性。通過數(shù)據(jù)搬運統(tǒng)一集中控制書店站設備，完成電網(wǎng)功能設備的模塊化管理，從而提升整個電網(wǎng)運行的安全性。DOS系統(tǒng)運行模型在實際的工作中，能夠?qū)﹄娋W(wǎng)故障進行預警，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)電力運輸線路的模擬，從而提升電力調(diào)度工作的質(zhì)量。該模塊在實際應用過程中還會結合實際情況設計功能運行線路，應用強制解調(diào)裝置解調(diào)變電站的信號，并且將解調(diào)后的電流信號傳輸至中心控制機，完成電流信號的具體分別。

3.5 電網(wǎng)調(diào)度

在實際作業(yè)環(huán)節(jié)，電力用戶的用電需要一直處于實時變化狀態(tài)，這要求電力調(diào)度方案必須具有極強的靈活性、高效性、針對性和前瞻性，否則發(fā)生失誤或事故的概率將會大大增加。通常來說，電力調(diào)度的重點在于保障用電高峰穩(wěn)定供電、保證用電低谷高效配電，并且實現(xiàn)提前規(guī)劃、迅速反應和靈活調(diào)整；隨著電力用戶增加和供電復雜性提升，單純依靠人力已經(jīng)無法滿足電網(wǎng)調(diào)度需求，適時引入自動化、信息化技術十分必要[3]。從現(xiàn)實角度來看，配電自動化技術的應用，可以充分滿足電網(wǎng)調(diào)度需求，可有效提升電網(wǎng)調(diào)度的自動化水平和綜合效益。依托于配電自動化技術，可以24h不間斷地進行配網(wǎng)調(diào)度管理；而且，在這種技術支持下，配網(wǎng)調(diào)度可實現(xiàn)無人值守，將會讓調(diào)度成本大幅下降。利用配電自動化技術的配網(wǎng)調(diào)度，實質(zhì)上就是利用數(shù)據(jù)采集、運維監(jiān)控、大數(shù)據(jù)分析和自動化決策控制，實現(xiàn)用電量預測、用電方案統(tǒng)籌規(guī)劃的過程；由于信息采集的全面性、真實性和針對性較強，所以能結合實際提出最佳調(diào)度方案，也可以依托于自動化控制迅速執(zhí)行，進而讓各區(qū)域都實現(xiàn)充足供電和安全用電。

3.6 不間斷電源系統(tǒng)的運維

不間斷電源系統(tǒng)作為確保電力調(diào)度系統(tǒng)持續(xù)運行的關鍵設備，也是電力調(diào)度自動化運維過程中的重點。因此，在平常運行管理中，運維人員一定要做好此環(huán)節(jié)的系統(tǒng)檢查和識別工作，實時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運行中的異常問題，發(fā)出報警信號，以便在故障發(fā)生后最短時間內(nèi)進行有效處理。不僅如此，運維人員還要定期進行系統(tǒng)電源的切換，觀察系統(tǒng)電源的逆變情況，并且還要不定時地對蓄電池的運行進行檢查，展開內(nèi)阻測試和核對性的充放電實驗，有效識別蓄電池的故障問題，一旦發(fā)現(xiàn)問題，必須立即更換蓄電池。只有將電源系統(tǒng)的運行維護高度重視起來，才能為電力調(diào)度自動化的穩(wěn)定運行提供有力支撐。

4 結束語

電力調(diào)度自動化運維工作的有效進行，是確保電網(wǎng)穩(wěn)定運行的必要條件，其不僅在很大程度上決定著電網(wǎng)的安全性和可靠性，甚至還決定著電力企業(yè)的最終效益。因此，電力企業(yè)運維管理人員一定要把握好電力調(diào)度自動化運維的要點，尤其要關注系統(tǒng)軟硬件、空調(diào)系統(tǒng)以及不間斷電源系統(tǒng)等關鍵部分的穩(wěn)定運行，加大日常檢測和安全防護，提升設備的抗干擾能力，并且還要有意識地重視相關工程人員的業(yè)務能力和專業(yè)水平，避免不良故障和問題的發(fā)生，提升電力調(diào)度自動化運維的整體水平。