智能電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)的發(fā)展研究

金現(xiàn)孔，李松澤

（珠海供電局，廣東珠海519000）

智能電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)的發(fā)展研究

金現(xiàn)孔，李松澤

（珠海供電局，廣東珠海519000）

隨著社會的不斷發(fā)展和用電需求的提高，構建智能化電網(wǎng)已經(jīng)成為一種必然的發(fā)展趨勢，國家也將電網(wǎng)的智能化發(fā)展列為戰(zhàn)略性發(fā)展目標。主要對電網(wǎng)的智能調度實踐進行了分析，并結合電網(wǎng)調度系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，探究了智能電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)的構建要點，研究了系統(tǒng)的中心層次結構，以期加深對智能電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)的了解，把握發(fā)展趨勢，進一步促進系統(tǒng)的發(fā)展和進步。

電網(wǎng)；智能調度；自動化系統(tǒng)；發(fā)展

0　引言

電網(wǎng)能夠持續(xù)、穩(wěn)定運行的關鍵在于調度系統(tǒng)的正常工作，處在智能化的社會中，為了提高電網(wǎng)的質量，實現(xiàn)向科技自動化的轉變，就必須要研制出高效的調度自動化系統(tǒng)。電網(wǎng)故障具有較高的發(fā)生幾率，而傳統(tǒng)的處理方式已經(jīng)無法滿足需求，這就迫切需要構建智能化電網(wǎng)自動調度系統(tǒng)。

1　電網(wǎng)的智能調度實踐分析

廣義層次上的電網(wǎng)智能調度實踐包括以下內(nèi)容。

（1）美國PJM有限責任公司的先進調度控制中心。該調度控制中心集資源、資產(chǎn)于一體，表示為AC2，大大提升了業(yè)務操作的連續(xù)性，增強了業(yè)務間的聯(lián)系，具有很強的安全性，其內(nèi)部的軟件結構為模塊化形式，可以根據(jù)需求進行延伸和拓展。

（2）智能電網(wǎng)調度支持系統(tǒng)。2008年我國電力調度研究機構加大了對調度支持系統(tǒng)的研發(fā)力度，構建出由高級應用功能、一體化調度技術支持系統(tǒng)共同組成的調度系統(tǒng)，這兩部分則分別由不同的功能模塊、應用構成，滿足了多樣化的業(yè)務操作需求［1］。

（3）美國電力科研院的智能控制中心。研制的智能電網(wǎng)可以劃分為三個不同的部分，即一次輸電網(wǎng)、變電站及智能控制中心。在三者的作用下，系統(tǒng)的控制能力明顯提升，可以進行實時性的交互，能夠在可視化的環(huán)境下進行調度，還自帶評估分析功能。

（4）南方電網(wǎng)綜合防御結構。兼容交流電和直流電是智能電網(wǎng)最顯著的特征，在南方電網(wǎng)綜合防御結構的作用下，能夠將整個調度控制系統(tǒng)劃分成廣域綜合信息平臺、下屬功能系統(tǒng)兩部分，且后者涵蓋7個不同的功能系統(tǒng)，不同的系統(tǒng)所發(fā)揮的作用各不相同，為電網(wǎng)的可靠運行提供了堅實的保障。

此外，還包括國網(wǎng)電力科研院研制的時空協(xié)調大停電防御架構、電網(wǎng)EMS。研究院所建立的大停電防御架構能夠在處于工作狀態(tài)下的配電調度自動化系統(tǒng)中添入數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)、網(wǎng)元管理系統(tǒng)，從而實現(xiàn)對不同類型信息的高效處理。系統(tǒng)可以借助擴展等面積準則，實現(xiàn)對電網(wǎng)調度的量化研究，實現(xiàn)預算和決策的在線化，保證匹配的準確性，優(yōu)化電網(wǎng)的調度協(xié)調性，達到最佳的適應和調度狀態(tài)。三維協(xié)調是電網(wǎng)EMS系統(tǒng)的優(yōu)勢所在，控制方式為實時閉環(huán)控制，協(xié)調能力較強，可以從目標、空間和時間三個層面進行相應的調控，大大改善了智能電網(wǎng)的布局［2］。

而在狹義角度上看，電網(wǎng)智能調度實踐既要滿足輔助調度員進行決策分析的作用，同時還應達到開發(fā)實踐的要求。電網(wǎng)運行過程比較復雜，調度人員需要對大量的數(shù)據(jù)進行操作管理，工作量極大，容易出現(xiàn)決策制定不夠科學的現(xiàn)象，影響了電網(wǎng)調度系統(tǒng)功能的發(fā)揮［3］。所以智能化調度必須要起到輔助性的決策作用，為調度人員提供方便，調度員壓力與反應速度、干預能力和系統(tǒng)復雜性之間的關系詳見圖1、圖2。

圖1　調度員壓力和反應速度的關系

圖2　人工干預能力和系統(tǒng)復雜性的關系

2　智能電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)的構建要點

（1）智能電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)的調度需求

確保電網(wǎng)系統(tǒng)的高效運行是智能化調度研究的根本目標，同時也是一項根本的需求。所以在進行構建研究時，應將電網(wǎng)系統(tǒng)的持續(xù)、穩(wěn)定運行作為設計的根本指標，使系統(tǒng)內(nèi)部的各個功能都能高效地實現(xiàn)，一方面可以對相關的調度工作人員進行培訓，開展監(jiān)督評審工作；另一方面還需要對相關設備進行實時性的監(jiān)測，應用調度系統(tǒng)的評估和計算功能，提前發(fā)現(xiàn)故障問題，為電網(wǎng)的正常工作提供保障。

（2）智能電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)的技術要求

在調度系統(tǒng)的技術研究方面，應在保證成本投入最小化的基礎上，改進業(yè)務的結構，優(yōu)化業(yè)務間的連續(xù)性，并研制出高效的用戶界面，使操作性系統(tǒng)更加便捷，減少后期的維護操作，降低技術要求［4］。系統(tǒng)架構還要具備良好的拓展性，擁有較強的兼容性，互操作能力較高，并允許軟件模塊接入到系統(tǒng)中，達到良好的安全運行程度。

（3）智能電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)的研究模式

基于智能電網(wǎng)調度系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀來看，當前主要形成了自主開發(fā)、由外到內(nèi)兩種不同的研究模式。前者主要面向的是處于運行狀態(tài)的電網(wǎng)，要求相關運行機構要結合系統(tǒng)的特征，及時找出其中存在的故障，進行進一步的改進和完善，優(yōu)化系統(tǒng)的整體性能；而后者則應用了研、商相結合的研究模式，讓政府和電網(wǎng)運行商都參與到研究工作中，極大地拓展了研發(fā)創(chuàng)新性，確保研制出的系統(tǒng)具有較強的可行性。

3　智能電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)的中心層次結構研究

智能電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)的建立是一項艱巨的任務，在實現(xiàn)的過程中最關鍵的環(huán)節(jié)就是要構建智能化的調度中心，具體體現(xiàn)在中心結構層次方面，需要基于業(yè)務要求、數(shù)據(jù)流兩個層面進行研究。高級應用功能、系統(tǒng)級支持平臺共同組成了智能調度中心，具體層次結構詳見圖3。

圖3　智能調度中心層次結構示意圖

（1）建立在業(yè)務需求基礎上的高級應用層

調度業(yè)務要求是該層次結構的一大建立標準，需要結合業(yè)務需求的不同，將應用功能分成五種不同的類型，例如調整和控制、調度計劃、評估和分析、調度管理、實時性監(jiān)測。以上都屬于高層次的管理功能，可以對電網(wǎng)運行過程中的電壓進行調控，準確計算出線損，預先估計出超短期負荷，得出定值校核，并對電網(wǎng)故障進行研究，識別出不良的數(shù)據(jù)信息，完成網(wǎng)絡重構及拓撲等工作［5］。面向服務架構是支持不同應用功能的關鍵，在該結構的作用下，各個系統(tǒng)間才可以有效地完成封裝操作，并進行有效的調用，發(fā)揮出自動報警、準確故障診斷等作用。

（2）系統(tǒng)級支撐平臺

智能電網(wǎng)調動自動系統(tǒng)功能的發(fā)揮與系統(tǒng)級支撐平臺有著密切的聯(lián)系，其主要作用原理通過平臺，為調度中心功能的實現(xiàn)提供多樣化的服務［6］。由圖3可知，數(shù)據(jù)引擎、數(shù)據(jù)資源中心和硬件層共同組成了系統(tǒng)級支撐平臺，其中總線為數(shù)據(jù)引擎的主要運行方式，能夠將相關模型、數(shù)據(jù)提供給系統(tǒng)應用層，保證高級應用業(yè)務的有序開展，具有針對性定制的作用，同時還兼具模型搜索、數(shù)據(jù)信息檢索及數(shù)據(jù)流檢索等作用；而數(shù)據(jù)交換平臺、實時數(shù)據(jù)庫、采集層和數(shù)據(jù)存儲等模塊又是構成數(shù)據(jù)資源中心的幾大關鍵部分；硬件層也包括多項不同的結構，例如：通訊設施、工作站、存數(shù)設施、服務器和路由器等。

4　結語

智能化的電網(wǎng)并不單指的是廣義層次上調度控制的智能化，同時也要求能夠應用智能化調度的方式對不同的業(yè)務進行處理。針對智能電網(wǎng)的發(fā)展需求，在研發(fā)調度自動化系統(tǒng)的過程中，應充分利用先進的數(shù)字信息化技術，建立出更加完善的智能調中心，提供可靠的支撐平臺，發(fā)揮高級應用功能的作用。研究智能電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)的發(fā)展具有非常重要的意義，能夠健全調度自動化系統(tǒng)，將不同業(yè)務的智能化調度變?yōu)楝F(xiàn)實，加快我國智能化電網(wǎng)系統(tǒng)的特色化建設步伐，促進智能電網(wǎng)的優(yōu)化發(fā)展，為相關研究提供參考意見，

［1］張文亮，劉壯志，王明俊，等.智能電網(wǎng)的研究進展及發(fā)展趨勢［J］.電網(wǎng)技術，2009（13）：1-5.

［2］龐曉燕，李建，梁漢泉，等.智能電網(wǎng)高度技術支持系統(tǒng)構架及調度自動化現(xiàn)狀研究［J］.四川電力技術，2013，36（4）：32-33.

［3］葉飛，宋光鵬，馬發(fā)勇，等.調度自動化系統(tǒng)監(jiān)視與管理的研究與實現(xiàn)［J］.中國電力教育，2011（09）：90-92.

［4］黃鳳梅.結合實踐著重探討智能電網(wǎng)高度自動化技術［J］.建材與裝飾（上旬），2011（6）：65-66.

［5］孫茜.智能化在電網(wǎng)調度自動化中的可行性研究［J］.科學與財富，2012（12）：97-98.

［6］吳瓊，劉文穎，楊以涵.智能型電網(wǎng)調度決策支持系統(tǒng)的開發(fā)與實現(xiàn)［J］.電力系統(tǒng)自動化，2006（12）：156-157.

Research on the Development of Intelligent Power Grid Dispatching Automation System

JIN Xian-kong，LI Song-ze
（Zhuhai Power Supply Bureau，Zhuhai519000，China）

With the continuous development of the society and the improvement of the demand of electricity，the construction of intelligent power grid has become an inevitable trend，the country will also be the smart grid development as a strategic development objectives.In this research，the intelligent dispatching system is analyzed，and the development status of power grid dispatching system is studied.The main points of the intelligent power grid dispatching automation system are explored.

power grid；intelligent dispatching；automation system；development

TM734

A文獻標識碼：1009-9492（2015）12-0040-03

10.3969/j.issn.1009-9492.2015.12.011

金現(xiàn)孔，男，1979年生，甘肅白銀人，大學本科，工程師。研究領域：電力系統(tǒng)。已發(fā)表論文3篇。

（編輯：阮毅）

2015-10-19