電力系統調度運行管理優化措施研究

周景明

引言：電力系統調度運行管理是電網發展的重要環節，電網技術的不斷發展也呼喚電力系統調度運行管理的優化。本文介紹了電力系統調度運行管理的作用，分析了智能電網發展對調度運行管理的要求，并結合工作實踐對電力系統調度運行管理優化措施展開研究。

引言

隨著智能電網的發展不斷深入，電網運行電壓等級不斷提高、電網容量不斷增加、電網發展技術不斷革新，對電力調度的運行管理提出了更高的要求。面對新的發展形勢，有必要優化電力系統運行管理，構建強大的調度運行管理系統，以保障電網的安全穩定運行，為未來的智能電網發展提供有力支撐。

一、電力系統調度運行管理

根據我國建設智能電網的規劃，在調度技術支持系統建設方面，將構建國調、網調、省調、地調、縣調的五級技術支持系統，并實施標準化建設，不斷提升電力系統調度運行管理的自動化、信息化、智能化水平。

要實現電網調度運行管理優化，必須理清電網調度的基本功能。電力系統調度主要通過調度管理，確保發電與用電平衡，最終實現電力系統的安全、穩定、經濟運行。

（一）運行管理

實時監測系統中的發電廠、變電站及其電氣設備的運行狀態，包括頻率、電壓、穩定限額等參數，并根據監測到的狀態來決定調度措施，進行電網生產管理，避免事故擴大。

（二）調度管理

根據對電網運行狀態的判斷和負荷預測結果，來控制電網潮流方向，安排發電機的開機方式，對系統內的負荷進行總體調節，實現電網的電量平衡。

（三）決策支持

根據電網狀態來安排停電檢修，并為電網公司提供對電網運行、規劃、需求等方面的決策支持。

（四）繼電保護

對電網中的繼電保護裝置和安全自動裝置的整定計算進行管理，通過對電網內所有的二次設備進行管理來支撐電網穩定。

（五）調度自動化

通過調度自動化系統采集電網中的運行數據，并進行數據傳送和可視化界面顯示，上送調度機構后，為相應的操作提供支撐，是進行二次設備調度的依據。

二、電力系統調度運行管理優化措施研究

基于對電力系統調度運行管理的主要職能分析，針對調度的監測、控制、管理等方面，提出如下優化措施：

（一）發展電網實時動態監測技術

電網實時動態監測技術集中體現為廣域動態策略技術（WAMS）的應用上，通過WAMS實現廣域網的動態監控，基于同一個時間參考軸來獲取海量的電力系統實時動態信息，從而為調度運行管理提供新思路。

通過發展電網實時動態監測技術能夠實現電網數據在40ms及以內的高速同步測量和數據分析，并可以直接測量發電機的功角，實現全網動態數據的實時監測和記錄，并進行擾動分析和低頻振蕩告警。實時動態監測的實現，能夠有效彌補傳統的SCADA/EMS系統在電網動態數據采集方面的不足，有效促進電力系統的分析、預警、調度、參數辨識、在線決策。此外，基于WAMS技術，還可以優化電力系統調度的一些輔助功能，例如對電廠一次調頻指標的考核等，通過PMU精確測量發電機組的一次調頻性能，并以當地電網頻率為基準值進行監測，有效彌補傳統調度時標不統一、傳輸延時不精確等問題，準確反映機組的一次調頻性能。

（二）發展電網動態監測預警與輔助決策技術

基于電力系統調度的預警和決策支持作用，發展電網動態監測預警和輔助決策作用，基于動態監測技術為調度運行人員提供科學決策支持。2008年，國家調度通信中心下發了《在線安全穩定預警系統功能規范》等相關文件，目前，我國也有一些省網公司已經建成使用了電網動態監測預警與輔助決策系統。

與傳統的EMS/SCADA在線系統相比，電網動態監測預警與輔助決策系統的優點主要表現在：

1.提高了狀態估計精度

電網動態監測預警與輔助決策技術通過PMU（相量測量單元）技術實現了混合狀態估計，提升了狀態估計的精度，并糾正了SCADA數據傳輸的不精確等問題。

2.進行低頻振蕩實時預警

隨著我國電網規模的不斷擴大，系統架構日益復雜，近年來屢屢出現低頻振蕩現象，電網動態監測預警與輔助決策技術通過PMU上傳的實時數據，根據PRONY算法，實現了對電網的電壓、頻率、功率的實時跟蹤和動態曲線分析，并可以根據動態曲線的頻譜判斷出弱阻尼振蕩分量，當超出限值時給出告警信息，并觸發實時數據。目前，有些網省公司已經將其與EMS和保護故障錄波系統技術結合，對電網穩定運行進行在線分析和計算。

此外，通過基于廣域動態策略技術（WAMS）的動態預警和輔助決策技術還能夠進行在線穩定計算，并提升電網的斷面極限輸送功率，根據實時負荷水平來調整發電機極限功率，實現電網的最優輸送能力。

3.發展電力系統元件在線參數辨識技術

電力系統的元件在線參數對與系統仿真技術有重要影響，目前，電力系統中重要的元件包括輸電線路、發電機、變壓器、勵磁系統、原動機、負荷等，元件的在線參數辨識技術直接影響系統仿真的結果。1996年8月，美加大停電導致系統振蕩和解列，30000MW負荷停電，系統陷入癱瘓。但事后使用仿真技術進行事故重現時，系統仿真的結果確實穩定的，現有的模型和參數未能精確的反映系統的真實情況，因而也未能得到精確的結果。

在電網調度管理工作中，目前穩定計算都是采用經典的理論參數，然而，實際的環境、溫度、運行狀態、環境因素等，都可能引起電力系統元件參數的變化。因此，應發展電力系統元件在線參數辨識技術，通過PMU采集數據進行在線參數辨識，及時更新電網的動態預警和輔助系統以及電網運行方式在線技術支持系統的計算數據庫，提升穩定計算的精度。

4.發展電網經濟運行與優化技術

電網的經濟運行與優化技術包括：保持輸電線路和變壓器等元件運行在物理經濟運行點，結合電網實際運行的投資和管理費用的經濟運行點，實現元件的經濟運行；采用經濟負載系數來進行元件的經濟運行判斷；進行實時的網損在線計算和輔助分析，通過基于SCADA/EMS系統或WAMS系統，來進行網損的在線計算和分析，尋找網損出現的原因并做出控制措施；根據發電機的特性來進行AGC的經濟調控，以電網分層分區的無功流動最小為目標函數，選擇優先上網電價低的發電機組；通過自動電壓控制（AVC）實現電壓的有效管理，進行電網經濟運行評估分析，實現點電壓合格約束等。

結語

本文結合電力系統調度運行的職能，從發展電網實時動態監測技術、電網動態監測預警與輔助決策技術、電力系統元件在線參數辨識技術、發展電網經濟運行與優化技術等方面，對電力系統調度運行管理優化措施展開研究，以期為電網的安全、穩定、經濟運行提供支撐。

參考文獻

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（作者單位：國網福建順昌縣供電有限公司）