试述智能电网调度的自动化和可视化

试述智能电网调度的自动化和可视化

彭伟麦立田跃军李有亮丁超徐自力

（国网安徽省电力有限公司安徽合肥230061）

摘要：智能电网是伴随着计算机和通信技术的发展而发展。我国的智能电网承载着能源资源优化配置、降低能耗和有效利用新能源、推动新兴产业技术进步的使命，已成为我国能源战略的重要组成部分。建设坚强智能电网覆盖了发电、输变电、配电、用电、调度五个生产环节，其中调度环节的智能化程度最高，基础最好，各级智能电网调度自动化系统已成为调度指挥的主要技术手段。

关键词：智能电网调度；自动化；可视化

1智能电网调度自动化系统

1.1我国电网调度自动化系统的四代发展史

我国电网调度自动化系统的发展一直伴随着电网的发展而不断进步，大体经历了早期探索、引进消化、自主研发、全面超越四个阶段，具体如下：第一代为20世纪70年代以专用计算机以及专用的操作系统SCADA为基础，以华北网调开发的SD-176系统为代表；第二代为20世纪80年代以通用计算机的EMS系统为基础，主要引进国外技术；第三代为20世纪90年代以RISC/UNIX的开放式以及分布式EMS/DMS系统为基础，以CC-2000和OPEN-3000系统为代表；第四代为采用因特网、JAVA、面向对象等技术，吸收云计算、物联网、大数据的等先进理念，以国家电网统一组织开发的智能电网调度控制系统（D5000）系统。

1.2电网调度自动化系统构成

在智能电网建设发展的过程中，电网调度自动化系统是非常重要的，目前，电网调度自动化系统的组成主要包含三大部分：主站系统、数据通信网络系统、厂站自动化系统。在智能电网系统当中，电网调度自动化系统起着核心功能的作用，不仅可以实现对整个电网的监控，确保电网运行的安全性和可靠性，还可以通过电网调度自动化系统的实时告警信息，在短时间内准确地检测出系统的故障，并及时处理故障。电网调度自动化系统以全局为主体，通过把控所有故障信息，预判与分析电力系统的运行状况。

图1某智能电网调度自动化系统构成图

1.3电网调度自动化系统的功能

电网调度自动化系统拥有良好的可靠性，为电网的优质、安全、经济运行等提供了相当重要的技术方法和手段。就我国目前电力系统的发展而言，该系统的应用已经变成了电力系统发展的一个方向。调度自动化系统功能应包括基础平台、电网运行监测、电网运行控制、电网计算分析、电网运行计划、智能辅助决策、系统仿真及运行人员培训、电网运行管理等。系统功能可分为必选模块和可选模块。其中必选模块是支撑系统正常运行或调控中心业务正常开展所需的基本功能；可选模块是不同调控中心根据当地电网运行和管理需要选取配置的功能模块。

2智能电网调度的可视化研究

2.1可视化预警

可视化预警是实现电力调度可视化的一个重要方面。通过预警分析，我们可以将其结果运用不同的可视化小部件进行显示。而可视化的指标包含了一系列的故障预警，例如动态稳定阻尼裕度、低频振荡实时告警、预想故障电压预警等方面。不仅如此，借助可视化预警的功能，调控人员能够有效地发现系统当中较为薄弱的环节，故障的严重程度，给分析处理提供有利的参考依据。

2.2可视化分析

调控人员要想全面了解电网的电压状况，对全网电压状况有一个准确的把握，可以应用电压排序的方式来实现，如果想要在短时间内将重载设备调整完毕，或者是调整越限，可以选择灵敏度排序来实现。但是，在选择排序方式的过程中，应当注意减少人机界面不友好的情况出现，也要避免分析目标过多，避免影响调控人员及时处理系统问题与故障。

2.3可视化观测

运用可视化观测这一技术来进行电网调度数据的直观显示和观察时，我们可以选择可视化计算的手段。通过对电网分区的有效设置，对于重载设备、电压合格率、电力平衡度、电网的安全性这些方面进行有效的数据分析。同时通过对电网分区进行适当的处理，及时准确地监控分区间的断面信息。

2.4可视化控制

通过应用自动电压控制、自动发电控制，可以综合分析电网调度情况，根据其分析结果，能够设置各类直观的可视化界面，而且可以对这些界面进行相关的处理，这样可以让调控人员实现对电网的直观监控与分析，同时还能促进电网的智能化调度，有利于加快智能电网的建设步伐。电网调度可视化控制功能在很大程度上可以减轻调控相关人员的工作压力，同时还能够让调控人员对电网的实时运行状态有一个全面的把握，有利于促进电网的发展。

3可视化技术在调度领域的应用功效

3.1电力调度中地理接线图对于可视化技术的应用

电力调度中的地理接线图作为可视化应用技术的基础，其很多应用都是以电力调度系统地理接线图作为底版，然后再进行分层信息的展示。它是将地理信息系统和电力系统相结合，通过地理图真实反映出电力调度过程中的运行状况，含有线路走向、厂站位置等。

3.2实时运行状态监视的可视化

（1）电压监控方面的可视化应用技术，它又包括厂、站节点的电压可视化应用以及系统电压中的可视化应用两方面。其中，一方面是在厂、站节点电压的可视化应用中，电压方面的高低及其分布，都是衡量电网能否安全运行的重要依据；另一方面，是从系统电压的可视化应用来看，节点的电压情况只能反映出电力调度系统中电压的局部特征，但是在很多的情况下，调度员可能更加需要对全网的电压状况作一个全面详细的了解。所以，能寻找到一种可以使调度员对电力系统电压的整体状况随时获得全面了解的手段十分必要。

（2）在潮流监控的可视化应用方面，潮流监控采用可视化技术不仅可以实现潮流走向的动态展示，而且能够清晰展现潮流的限额裕度，从而帮助调度员进行快速且直观地判断，这能够极大的提高潮流监控的有效性实施。

3.3在线安全分析预警展示

在线安全稳定分析通过智能电网调度控制系统获取本地状态估计、上级调控机构下发、历史数据管理或调度计划类应用的电网运行数据，数据整合生成满足在线安全稳定分析的计算数据，并基于高性能的并行计算平台实现各类安全稳定分析、稳定裕度评估和辅助决策等应用功能，并把分析结果通过综合智能告警应用进行预警展示。

4结语

总之，随着我国社会经济的快速发展，电力行业也在快速发展。面对电网在将来的发展态势，应该有效地利用先进的信息技术、通讯技术以及控制技术，将所有覆盖着电压等级的发、输、变、配、用电，以及调度的每一个环节的资源都进行相应的优化和提升，从而全方位改革和提升电网的服务，在此基础上，实现信息流、业务流以及电力流的融合，使我国的社会经济进行协调、全面以及可持续发展的要求得到满足。这样才能够将电力系统发展得更加健全、更加完善，使电力生产的效率得到更大程度的提升，从而进一步改善电力收益，帮助电力企业在激烈的市场竞争中脱颖而出。

参考文献：

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[4]国家电网公司国家电力调度控制中心.智能电网调度控制系统总体构架[M].北京：中国电力出版社，2017.

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