智能电网调度运行面临的关键技术研究

智能电网调度运行面临的关键技术研究

武志强

武志强

（国网山西省电力公司清徐县供电公司山西清徐030400）

摘要：在智能电网越来越普及的今天，智能电网调度作为输电网络中的核心部分，承担着维持电力正常运输和平稳运行的重要任务。为了保证智能电网调度的顺利进行，必须采取一系列的智能调度技术支持相应的系统目标，进而有效提升输电网络的配置能力和防御能力。电力调度通信中心作为电网运行的直接生产单位，其智能化的运行就显得尤为重要。也只有实现智能化才能够安全、稳定、有效地运转，才能够满足智能电网的要求。本文分析了智能电网调度运行面临的关键技术。

关键词：智能电网；调度运行；关键技术；

随着可再生能源的快速发展，大量随机性、间歇式的风电和光伏接入电网，电网运行方式的不确定性显著增加;受外部环境和电力设备健康状态的影响，电网故障的情况难以避免，对电力系统安全稳定运行造成冲击。因此，迫切需要通过提升实时在线分析工具的技术水平，有效防控电网运行安全风险。

一、智能电网调度技术对系统建设目标的原则

1.遵循安全可靠原则。在智能电网调度技术支持系统建设目标的过程中，要遵循安全可靠原则，将安全性的要求充分考虑进来。另外，还要严格遵循电力二次系统安全防护所提出的要求，在顺利完善电网边界防护基础之上，应用国产安全操作系统等，提高信息安全性能，同时，还要通过对一些程序的认证，去实现控制与权限管理的工作。

2.遵循开放与可扩展性的原则。智能电网的系统集成平台要遵循开放性的体系结构原则，从各个方面去满足系统的有效维护、扩展以及升级等方面的要求。严格遵循开放与可扩展性的原则，以促进各个应用软件快速升级与扩展新功能等。

3.遵循可管理易维护的原则。系统设置过程中，要严格遵循可管理易维护的原则，保证系统能够在方便的情况下对所支撑应用进行合理的配置、管理以及灵活的裁剪。另外，还要对工程的设施环境可配置性以及服务的参数化使用给予大力的支持，以方便进行客户化的调整。

二、智能电网调度运行面临的关键技术

1.特大电网智能运行控制技术。为了保障特大电网智能系统的运行安全，提供可靠的供电系统保障，建立完善的智能电网安全防御系统是十分必要的，特大电网智能运行控制技术能够进行精准的测量感知系统数据，并能做出正确的决策，指挥整个系统的安全运行，此控制系统技术能够形成电网的自我保护、自我诊断、自我疗愈的全过程控制系统，有利于提高电网的安全性与稳定性，降低电网的运行成本，同时实现电网运行经济性的目标。此项运行技术的应用，有利于工作人员及时发现运行中的问题，及时改进，以降低安全风险。

2.一体化智能应用支撑技术。一是海量信息存储管理与应用技术。此项技术主要用来存储和读取大量数据信息，有利于提高海量信息的读取速度，及时处理相关的问题，研究动态、暂态和稳态的海量信息使用方法，信息的读取和使用方法，对智能电网调度工作信息数据的采集提供技术支持。二是一体化数据与模型管理技术。此项技术主要是为智能电网调度系统提供准确的、完整的、可靠的一体化数据，为数据分析的下步工作提供基础保障。三是地理信息接入技术。此项技术主要是输入各区域的地理信息，当发生地震等自然灾害时，智能电网系统可以提供根据准确的地理信息启动电网防御系统，提高抗风险能力，降低损失。四是智能可视化展示技术。这里的可视化展示技术主要体现的是智能电网调度的人机展示方式，提供智能电网调度系统的人机操作界面，而不再只局限于对传统电网信息的可视化管理。

3.预警决策技术。在对智能电网实行了动态负荷采集技术的基础上能够实现在线计算，这可以为调度运行方面的人员提供电网实时的运行信息，并且为运行人员提供预决策的依据，这样能够有效地提高调度运行人员对电网的控制，在一定程度上提高了调度运行人员对电网运行的驾驭能力，这一点是进行电网动态监测预警和决策的基础，目前，国内已经有一些网省公司建成了电网动态监测预警决策系统。电网动态监测预警决策系统的功能有很多，除去低频振荡分析和实时动态监测之外，还有一些比较高端的计算和应用的功能都可以实现，其计算的主要方法也相对一致。动态监测预警决策系统和一些EMS/SCADA的在线系统还是有一定的区别的，主要有以下几方面的区别。电网动态监测预警决策系统在计算方面和EMS/SCADA的在线系统中稳定计算是有所不同的，电网动态监测预警决策系统的估计精度要稍高一些，利用的PMU进行数据的传输，有效改善了SCADA在数据传输方面不准确的缺点，并利用PMU测量的相角实现和SCADA的数据的混合状态估计，这样也能够在一定的程度上提高状态估计的精准度。现在电网都已经相互联结，并且在系统的规模上也相应扩大，所以经常会出现电网的低频振荡。电网动态预警决策系统能够根据PMU上传的数据进行计算，并对低频振荡进行在线分析。电网动态监测预警决策系统能够对电网的相应参数进行连续的跟踪，并且在线对动态曲线的频谱进行计算和分析，在出现危险信息的时候及时向调度运行人员发出警告，并且将异常的区域在电网的区域图上标注出来，与此同时将数据平台上的实时数据触发出来。PMU能够通过三大功能对同一时间断面上的数据进行获取，并且能够有效地解决低频振荡事故发生时的数据记录问题，所以国家加大了对实时动态监测系统建设的力度，实现了电网的实时动态监测预警决策，并构建了强大的系统体系，在很大程度上将电网调度运行人员对电网的驾驭能力提高上来。

4.电网运行安全风险在线控制辅助技术。实现电网运行安全风险在线控制辅助决策功能需要的输入数据有:电网运行安全风险在线评估功能的输入数据，风险在线评估结果，预防控制可选措施和代价数据。该功能的输出结果数据主要有:风险控制措施及控制代价，控制措施实施后的风险情况，风险变化控制代价的灵敏度信息，风险变化对控制措施的灵敏度信息。基于智能电网调度技术支持系统实现电网运行安全风险在线控制辅助决策功能，在建模方面，控制优化的目标是控制代价最小，这与在线预防控制辅助决策相同;约束条件包括潮流方程、可调控制对象及空间和风险可接受范围，其中前2项与在线预防控制辅助决策相同，最后一项与在线预防控制辅助决策有关键性差异，在线预防控制辅助决策相应的约束条件是预想故障下安全稳定裕度满足要求。风险在线控制辅助决策与在线预防控制辅助决策约束条件的差异引起策略优化搜索的方法有区别，前者的搜索方向是风险降低的梯度最大化，而后者的搜索方向是安全稳定裕度提高梯度最大化。

如今的智能电网调度运行在国内还没有形成明确的定义，还面临着很多关键性的技术问题，但是智能电网调度在用电安全、用电稳定以及用电量的平衡方面提供了极大的保障与支持，其功能更是不可小视的。与此同时，对智能电网调度运行技术研究工作还需要相关人士进一步的探索，确保智能电网的运行能够随着时代与科学的发展变化而变化。

参考文献

[1]吴文传，宁辽逸，张伯明，等．电力系统在线运行风险评估与决策[J].电力科学与技术学报，2015，24(2):28-34．

[2]朱全胜，孙怡，李卫东．智能电网控制中心显示平台的展望[J]．电力科学与技术学报，2015，（4）．

[3]子坤，梁俊斌．智能电网中基于网格的可视化调度系统[J]．广东电力，2015，(3)．