雅礱江梯級水電站智能集控評價體系研究

聶強 繆益平

摘要：雅礱江流域清潔能源資源豐富，為了發揮雅礱江流域電站聯合調度效益，雅礱江公司集控中心按照智能集控建設思路構建了雅礱江水風光互補調度一體化平臺。如何更加安全、高效、精細地完成流域水電站水風光互補聯合調度，是雅礱江公司面臨的新挑戰。對此，公司提出了智能集控的建設目標，并相應創新性提出了“調度智能化綜合指數”。利用該指數體系對公司2022～2035年應達到的智能集控水平給出了目標分值，可有效推進智能化水平的提升。相關成果可為水電行業推進智能化調度提供統一評價模板，具有較好的指導意義。

關鍵詞：智能集控； 評價體系； 清潔能源； 水風光互補； 雅礱江

中圖法分類號： TV697

文獻標志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.S1.049

0引 言

雅礱江流域清潔能源資源稟賦優越，全流域清潔能源可開發裝機規模超1億kW。雅礱江中游兩河口水電站投產后，雅礱江梯級水電已經形成了“三庫七級”聯合調度新格局，水電裝機容量達到1 920萬kW。目前雅礱江公司正致力于打造雅礱江流域水風光一體化基地，隨著全球最大的兩河口水光互補項目——柯拉光伏電站一期100萬kW投產發電，雅礱江水風光清潔能源裝機突破2 000萬kW。雅礱江流域電站水風光互補聯合調度日趨復雜，面對大規模新能源電站投產發電，如何保障風光新能源全額消納，如何充分發揮梯級電站聯合優化調度效益，更加安全、高效、精細地完成雅礱江流域電站水風光互補聯合調度任務，是雅礱江公司面臨的新挑戰，為此，雅礱江公司集控中心提出了智能集控的建設目標。建設智能集控是主動適應電網調度智能化發展的要求，是增強公司行業競爭力的積極措施，也是打造雅礱江流域水風光互補智能調度中心，完成內需目標的技術創新方向。但如何科學地評價智能集控水平，進一步指導智能集控建設，是雅礱江公司迫切需要解決的問題，也是水電行業內對標智能化的普遍性難題。

1智能集控建設思路

2019年雅礱江公司啟動智能電站規劃，2020年10月印發《智能電站建設規劃報告》《智能電站建設規劃綱要（2021～2025年）》，明確智能化集控調度需集成流域水文、氣象以及電網、電站等運行數據，基于源、網、荷協同開展智能決策及控制，以實現流域優化調度、經濟運行。智能集控是智能電站的延伸、是擴大化的廠站。2020年4月，集控中心對接公司智能電站規劃，提出了“全面自動化、逐步智能化”的智能集控總體建設目標，2022年雅礱江公司集控中心編制《“十四五”智能集控實施方案》，智能集控按照“統籌規劃、分步實施”的原則，以“促進安全生產、提高調度效益”為導向，以“信息化、模型化、智能化”為建設路徑，推動大數據、云計算、移動互聯、人工智能、邊緣計算等新興技術與梯級調度、工作流程、生產管理中面臨的業務需求有效融合，切實解決長期困擾梯級調度生產中的一體化程度低、數據標準不統一、信息共享困難、業務協調工作量大、網源協調過程繁雜、決策能力低等問題，實現涵蓋聯合調度全業務的智能化分析決策支持。建設雅礱江水風光互補一體化調度平臺，需要從“智能預測、智能預警、智能預控、智能調度”4個方向來打造智能集控［1-2］。

2智能集控平臺架構

雅礱江公司智能集控建設的基礎是雅礱江梯級水電站水風光互補調度一體化平臺（圖1）。雅礱江公司集控中心為了滿足雅礱江中游水電站及新能源電站的接入，實現雅礱江流域電站水風光互補調度準備，2019年開始規劃設計一體化調度平臺，2022年一體化平臺正式投入運行。智能集控的發展是一個“迭代演進”的過程，從數據互通到業務互動，最終決策智能。一體化平臺的建成實現了流域電站數據和業務的互通互動，為智能集控發展提供了堅實、可擴展的基礎。

一體化平臺作為智能集控的基礎平臺，在廣義上是一個系統體系，采用分層、分區的模塊化總體架構設計，在結構上主要由基礎設施、基礎資源池、業務系統模塊、高級應用模塊以及智能模塊等5部分組成。基礎設施主要包括機房、調度大廳等設施場所；基礎資源池包括通信系統、集控數據網、調度數據網、Ⅱ/Ⅲ區云平臺、安全防護系統等物理資源；業務系統模塊包括計算機監控、水調自動化、電能量、繼電保護、故障錄波以及工業電視等專業系統；高級應用模塊包括發電計劃、檢修計劃、資源預測和電力生產數據中心等部分；智能模塊在構建一個知識庫的基礎上，打造智能化應用的集合。

如果把智能集控比作“人”的形態，那么，基礎設施、基礎資源池以及業務系統模塊是“骨骼”，一個知識庫是“大腦”，高級應用模塊和智能模塊是“手腳”，從“支撐”到“思考”，最終實現“行動”價值，形成完整的電力生產智能化效益鏈條。面對雅礱江流域電站水風光互補調度新格局，一體化平臺建設攻關了大量核心技術，應用方面取得了系列技術創新成果；實現了實時數據電站側與集控側的自動比對及同步，大大提高了工作效率和數據可靠性；實現了水情站點野外遙測數據跨區召測及維護；首次通過流程引擎技術實現了水務智能聯動計算功能，并在水電行業進行了推廣應用；特別是一體化調度平臺實現了計算機監控、水調自動化、電能量、繼電保護以及故障錄波等多個電力生產系統的模塊化融合，可在一個統一窗口中實現多電力生產系統之間的菜單式調用，實現了重要信號的智能關聯和快速定位，在多電力生產系統一體化的建設中，具有里程碑的意義。

3智能集控主要模塊

圍繞雅礱江流域電站水風光互補聯合調度業務，基于雅礱江梯級水電站水風光互補調度一體化平臺，智能集控的核心發展方向主要體現在“智能預測、智能預警、智能預控、智能調度”。

（1） 智能預測。基于數值天氣預報技術和大數據理論，持續豐富河流特性、氣象、歷史觀測等影響要素數據，采用深度學習、集成學習、知識圖譜、大數據分析等智能化技術，通過系統自學習，逐步提高氣象、水文預報精度，實現對全流域發電資源的高精度動態預測。

（2） 智能預警。從流域發電單元報警信號組合、聯合運行典型事故、送出線路典型故障、來水區間流量突變下的負荷動態分配、水庫安全運行約束條件等多個維度，由系統智能判斷運行安全邊界，實現對影響流域電力生產的各種內外部因素的智能預警。

（3） 智能預控。基于足夠豐富的內外部信息，對影響流域電力生產的各種潛在風險，進行智能推演和識別，自動決策可采取的預控手段。

（4） 智能調度。綜合預測、預警、預控的實時情況，按年、月、周、日發電目標、電網調峰模式、斷面約束等條件，智能編制發電與檢修計劃，逐步形成流域電力生產的發電與檢修計劃的優化決策、水庫調度的優化決策、發電單元實時運行的優化決策。

通過人工智能技術與聯合調度業務融合應用，智能集控能增強對關鍵生產要素的感知預測能力，能持續積累生產經驗和數據并形成知識決策庫，最終實現“自動感知、自動記憶、自動推理、自動學習、自動適應、自動決策、自動演進”的全流域發電群聯合優化調度和經濟運行的全新生產模式，從而提高流域發電群安全穩定運行水平，優化資源配置，提升全要素生產效率。

4智能集控評價體系

為量化評價關鍵業務智能化水平，雅礱江公司集控中心創新性設立“調度智能化綜合指數”，涵蓋集控中心關鍵業務，包括“智能平臺、智能測報、智能計劃、智能調度”4個分項指標，按自動化、智能化程度分解為25個具體項目，采用百分制進行評分（表1）。

集控中心調度智能化綜合指數編制基準年為2021年，適用年限覆蓋2022～2035年，重點制定“十四五”期間調度智能化綜合指數提升目標和措施，并兼顧未來15 a智能集控發展。根據智能集控“十四五”規劃，2021～2025年調度智能化綜合指數目標值分別為35，50，55，60分和75分。

2021、2022年雅礱江公司集控中心調度智能化綜合指數得分為30分和41.46分，智能集控建設已初顯成效。綜合指數得分雖然逐年提高，反映出雅礱江公司集控中心具有較好的基礎設施和較全面的數據采集，但在自動化方面迫切需要全面提升，而智能化方面剛剛起步，后續需要持續發力。調度智能化綜合指數的年度評價為集控中心明確智能化重點發展方向奠定了堅實基礎。

5結 語

雅礱江公司集控中心打造智能集控是一個循序漸進的過程，通過集控中心調度智能化綜合指數年度評價不斷補齊短板，提升智能化水平。2022年雅礱江公司集控中心明確“十四五”期末實現“全面自動化、初級智能化”所需的關鍵技術及典型業務場景，并在實際工作中推動落實，逐步提高集控業務智能化水平，2025年調度智能化綜合指數將達到60～75分；預計到2030年，智能集控建設工作將取得階段性成效，實現中級智能化，調度智能化綜合指數達到75～85分。智能集控中級階段將構建基于一體化平臺和電力生產數據中心的智能應用體系，滿足梯級調度及多能互補調度相關業務智能化需求，基本實現基于人機協同優化的智能平臺、智能測報、智能計劃、智能調度。2030～2035年智能集控進入高級階段，智能集控建設工作將取得里程碑成果，實現高級智能化，調度智能化綜合指數達到85～95分。雅礱江公司集控中心調度智能化綜合指數的建設，為水電行業推進智能化調度提供了統一評價模板，具有較好的指導意義。

參考文獻：

［1］陳意，王渤叔，花勝強.雅礱江一體化水電管控平臺實時跨區同步的設計與實現［J］.水電能源科學，2023，41（7）：209-212.

［2］唐輝，韓偉.流域電站與集控中心監控系統權限劃分與實現［J］.水電站機電技術，2017，40（7）：33-35.

（編輯：鄭 毅）