针对智能配电网态势感知和态势利导关键技术分析贾秀超

针对智能配电网态势感知和态势利导关键技术分析贾秀超

贾秀超

（国网江苏省电力有限公司睢宁县供电分公司221200）

摘要：在目前的发展过程中，电力资源有着重要的存在意义，当前电力资源已经融入到社会发展重要阶段，其必须保证相关的稳定，所以在目前的发展过程中，可以进行智能配电网使用，所谓智能配电网络，即是通过当前的信息技术，对电力供应进行合理的保护，同时在目前的配电进行中，应合理规划态势感知和态势利导。最后,为了实现对配电网运行态势的全面准确把握,并为复杂配电网智能调度控制提供有力支撑,从态势觉察、态势理解、态势预测、态势呈现、态势利导5个方面阐述了智能配电网态势感知和态势利导的关键技术内容及其面临的挑战,

关键词：智能配电网；态势感知；态势呈现；态势预测；态势利导

引言

电力系统作为复杂的人工信息物理系统,其稳定运行离不开人们的监视和控制。近年来,世界各国在电力系统的运行控制过程中,因态势感知不足而发生的大规模停电事故日益增多,电力系统广域态势感知得到越来越多的关注。电力系统广域态势感知通过采集广域电网稳态和动态、电量和非电量信息,包括：设备状态信息、电网稳态数据信息、电网动态数据信息、电网暂态故障信息、电网运行环境信息等,采用广域动态安全监测、数据挖掘、动态参数辨识、超实时仿真、可视化等手段,进行分析、理解和评估,进而对电网发展态势进行预测。

1智能配电网态势感知和态势利导关键技术

1.1态势觉察技术

态势觉察是根据配电系统分析和控制的需求合理配置量测,以获取所需要的数据。态势觉察技术主要包括：（1）提高可观测性的量测优化配置技术；（2）PMU优化配置及数据应用技术；（3）高级量测体系构建技术。现场运行数据是智能配电网态势感知的基础,量测与控制系统主要完成多元数据的采集,为态势的理解与评估、预测作准备。但是,配电网规模大、结构复杂,数据采集和监控设备的全面覆盖难以实现,配电网相较于输电网,量测严重不足。因此,对配电网而言,如何利用有限的资金投入实现最优的量测配置,以尽可能提高系统的可观性,为配电网的状态估计打下坚实的基础,就显得尤其重要。所以配电网态势觉察技术的核心就是根据不同的实际需求,兼顾配电网实际运行情况,综合考虑状态估计精度、可观性、可靠性、经济性、鲁棒性和信息安全等多影响因素,实现量测和控制终端的优化配置和规划,通过多类设备的混合配置,实现量测的灵活配置和方便部署,建设强健有效的量测和控制系统。

1.2态势理解技术

态势理解是对配电系统的稳态运行、经济性、灵活性、生存能力、供电能力、负荷接入能力、分布式电源接纳能力等进行评估分析,获取采集数据中所蕴含的知识。态势理解技术主要包括：（1）含分布式电源的配电网三相潮流计算技术；（2）含分布式电源的配电网三相状态估计技术；（3）配电系统的生存能力与脆弱性分析技术；（4）配电系统的送电能力(或供电能力)分析技术；（5）配电系统的灵活性分析；（6）智能配电系统的大数据与云计算技术。其中,配电网潮流计算和状态估计是配电网分析如安全评估、网络重构、故障处理、无功优化的基础工具。

1.3态势呈现技术

态势呈现,也称态势可视化,是电力系统可视化发展的高级阶段,尤其是面向态势感知的高级阶段。电网态势感知的可视化是一个从底层数据到抽象信息,再到获取高层知识的过程。人眼对图形的敏感度大大高于对数据的敏感度,通过传统的文本形式,无法直观地将结果呈现给用户。可视化技术通过将大量的、抽象的数据以图形的方式表现,形成态势分析报告和综合电网态势图,以不同可视化图形表示不同电网状态,使调度员能直观了解电网安全状况和变化趋势,提高决策效率。因此,研究汇集各类信息的态势可视化技术和平台,意义十分重大。提出了态势图构成模型,形成了既可监视当前态、反演历史动态态势,又能预测未来动态态势的态势可视化框架,并针对基于负荷地理分布信息的配电网地理接线图负荷密集、线路交叉导致态势图形复杂化的问题进行了研究。与输电网相比,配电网规模的不断扩大和态势感知的迫切性,对可视化技术又提出了许多新的要求。配电网拓扑频繁变化,态势图形不再是其静态的接线图,如何借助于计算机图形理论和技术,形成基于快速拓扑识别的动态态势结构是下一步的研究方向。此外,如何将基于不同数据源数据显示方法进行有机的结合,确定态势显示的统一规范,提高显示的实时性,增大系统可显示的规模,增强人机交互的可操作性等都是可视化技术需要进一步解决的问题。

1.4态势利导技术

态势利导是在态势感知的基础上,实现对配电系统状态朝向有利方向的动态灵活调整和控制。智能配电网态势利导技术的关键是如何实现调度人员、调度系统与智能设备和多元用户的协同互动,明确各自在态势利导中的分工以及相互合作和相互支撑。智能配电网的态势利导技术主要包括智能配电系统优化调度技术、智能配电系统与用户互动技术、智能配电系统自愈技术等。

（1）智能配电系统优化调度技术

由于配电网量测信息少、信息质量不高,因此实际中难以实现智能调度,目前大多借助经验进行调度,或处于“盲调”状态。配电网的智能调度是对含分布式电源、微网、储能装置、电动汽车充放电设施等对象的复杂配电网进行调度,通过运行信息的全景化、配电网评估的定量化、调度决策的精细化、运行控制的自动化,实现配电网中网络、电源、负荷的协调运行,保证配电网持续、安全、可靠运行。配电网的优化调度模型与传统电网的优化调度相比,不论是控制变量、约束条件,还是目标函数都发生了深刻变化。配电网优化调度的控制变量不仅包括可控分布式发电单元,还有兼具充放电特性的储能系统及配电网中的联络开关；配电网优化调度策略的目标函数不再以某一时刻网损最小或发电成本最低为目标,而是应该对整个调度周期的运行成本进行优化。如图1是智能配电网大数据分类

智能配电网区别于传统配电网的一大显著特征在于所接入的分布式发电单元、储能单元及微网单元等对于配电网运行人员来说大多是可控的,这将赋予配电网调度运行更加丰富的内容。随着多种分布式电源的大量接入、用户与电网的双向互动、各种新型可控单元的广泛应用,使得配电网主动性增强、调度资源愈发丰富、运行方式日趋复杂。如图2数据关系网数据图。可控负荷将成为电网调节和消纳新能源的重要手段,电网和负荷将形成真正的互动。与电网友好的可控常规负荷及微网、储能、电动汽车、需求响应等,均成为能够适应电网调控需求的柔性负荷,从而使配电网和负荷均具备柔性特征,通过与具有良好调节和控制性能的柔性电源的协调配合,可以使之共同向可预测、可调控的方向发展。

2总结

到目前为止,态势感知大体上还处于学术界研究领域,其核心的技术包括数据融合技术、数据挖掘技术、模式识别技术等还有待于突破,尤其是对态势预测的研究尚处于起步阶段。如何将各种态势感知技术进行整合,并与态势利导相配合,实现功能一体化是有效实施的关键。

参考文献：

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