WAMS系統在智能電網調度運行中的應用研究

陳俊竹

摘 要：基于動態監控測定系統和高級運算的智能電網經濟運行得以實現。智能電網調度水平較高，可以對所收集的電網相關數據分析，合理調度電力設備的同時，還會結合動態檢測數據對電量損失進行分析，從而優化調控電網，使電網運行的經濟性得以提高。所以，積極構建智能電網是非常有意義的。基于此點，本文將結合智能電網調度實際案例，詳細分析智能電網經濟調度是如何運行的，希望對于推動智能電網良好發展有所作用。

【關鍵詞】智能電網 經濟調度 運行

電網調度在電網運行中具有非常重要的作用，其可以保證電網運行安全，同時降低電能消耗，使電網運行消耗的能量少，成本低。而智能電網的建立，其中引入的新能源、控制技術等，使得電網運行的穩定性、安全性大大提高。在我國科學技術蓬勃發展的今天，相關研究人員積極研究、完善智能電網調度，提高其經濟調度作用，使電網運行經濟性大大提高。所以，不斷完善的智能電網經濟調度運行是非常有意義的。

1 智能電網定義的認識及其發展

1.1 智能電網

基于智能電網相關文獻的分析與了解，確定智能電網的構思與設計應用，主要是利用先進傳感器的測量、通信、自動化等功能對電網中的發電設備、輸電設備、供電設備等電力設備的運行狀況進行實施監控；利用科技工具對測量數據進行收集、分析、整理，提高測量數據的應用價值；對測量數據進行研究，了解電網運行情況，合理優化，提高電網運行的安全性、可靠性。

1.2 智能電網的發展

從目前我國智能電網運行情況來看，智能電網發展良好，可以有效彌補傳統電網的不足，具體表現為：智能電網采用集中式與分布式并存的發電模式，提高發電的合理性、有效性，優于傳統網電網集中式發電模式；智能電網在科學技術的支持下可以進行自動抄表、實時監控、數字化調節等，有效節約了人力資源、能源、及運行成本，彌補傳統電網人工抄表、常規調節的缺陷；智能電網可以智能報警、控制、自愈，彌補傳統電網被動防御的缺陷等。當然，相對于一些發達國家來說，我國智能電網還存在很多不足，需要相關研究人員不斷致力于智能電網創新與完善，促使我國智能電網良好發展。

2 智能電網經濟調度運行分析

2.1 電網實時動態檢測系統

在《電力系統安全穩定導則》明確規定電力系統n-1故障下的安全穩定性是第一級安全穩定標準，必須遵循。為此某地區電網公司要求電網調度部門編制《年度穩定運行規定》，說明電網調度方式、檢修方式、維護方式等，保證電力系統穩定運行程度。為了完成此項工作，電網調度部門需要消耗大量時間對電力系統全接線全保護方式下的n-2穩定情況進行計算，造成電網調度部門人員工作任務繁重，并且不利于部門人員科學調度電網。

WAMS系統是一種先進的電網實時動態檢測系統，其具有多種功能，如實時動態監測、在線狀態估計、在線靜態安全分析、在線熱穩定計算分析等。電力公司引進此系統，并加以應用之后，電網調度部門工作人員可以獲得電網運行的相關數據、系統n-1穩定計算數據等，了解電力系統的實際情況，為工作人員科學、合理調節電力系統提供了依據。

2.2 電網經濟運行及經濟調度

2.2.1 電量測量與分析

WAMS系統的應用，還能夠進行電量測量、分析以及統計。因為WAMS系統中的同步相量測量單元（PMU）每20MS進行一次精確的機組和線路的電壓、電流、相位測量，并利用GPS給每個數據打時標，在此基礎上進行數據計算，獲得某時段的發電機發電量、負荷的用電量。實時運用系統，可以獲得某日、某月、某年的發電量與用電量信息。如此，即便電能量表及時不能正常工作，管理人員也能夠在第一時間掌握電力系統運行中發電量、用電量信息。

2.2.2 網損在線計算分析及統計

在電網管理人員采集電量的過程中，電量表出現故障，管理人員得不到正確的電量數據，這會對公司電力運營的經濟效益有所影響。另外，電力公司在網損計算方面是采用離線網損計算，即利用以下兩種計算公式計算每年電能損耗量。

方法1：△Wz=△Pmax×年負荷損耗率×8760

方法2：△Wz=△Pmax×τmax

因為兩種計算方法屬于經驗計算，所計算的網損并不是非常精準。

而WAMS系統所具有的高級計算功能可以在線計算電網運行的網損情況，提高網損計算的精確性，并對網損數據進行分析，合理調節電網，提高電網運行的經濟性。WAMS系統在線計算網損的步驟是：

（1）根據SCADA和PMU上傳采集的網損數據，利用電網潮流計算和統計每條500kV線路、變壓器的損耗；計算和統計每條220kV線路、變壓器的損耗。

（2）根據潮流計算獲得的500KV網損和220KV網損，對網損周期進行分析，進而獲得網損電量。

（3）對WAMS系統進行自動化設置，要求其潮流計算每隔1分鐘進行一次，從而獲得每天、每月、每年的電網損耗量。

（4）根據WAMS系統計算統計的電網損耗量，對比電量表采集電量后網損計算數據，分析電量表是否存在故障，一旦確定電量表存在故障或精確度低，要求管理人員及時更換電量表。

2.2.3 AGC經濟調控

為了達到電網實時有功功率的平衡，保證電網運行安全、穩定的同時，提高經濟性。電力公司決定利用WAMS系統對機組AGC功能進行經濟調控，即：

（1）利用WAMS系統中的PMU實時動態監測和采集發電機組的有功功率，并利用GPS技術進行數據時標。在此基礎上，依照電網正常運行標準，對發動機組AGC進行準確考慮，了解AGC功能運用效果。

（2）以本公司購電成本費用最小值為目標函數，構建優化發動機組AGC功能的優化模型，并將AGC功能應用數據代入模型中，明確AGC功能存在的不足，進而利用在線靈敏度方法予以調節，使其在滿足電力系統調頻需要的情況下，對發電機組的權重進行合理調節，從而實現發電機組AGC的經濟調控。

2.2.4 AVC的經濟調控

在我國用電需求量不斷增加的情況下，電力公司需要采用大機組、超高壓電網進行發電與供電。分析電力公司每日24小時高峰、腰荷、低谷三個四段線路電壓，確定電力系統無功功率的合理調節，的確能夠保證電壓穩定、安全，能夠降低網，但電力系統無功優化是一個多目標、多變量的混合非線性規劃問題，對其優化非常復雜，容易牽涉其他設備，導致系統運行的經濟性不高。對此，電力公司決定實行自動電壓控制，科學、合理的調節發電機無功功率，促使無功功率有效且合理補償系統運行，保證系統優化運行，提高系統運行的經濟性。當然，通過WAMS系統實現自動電壓控制（AVC），需要設置電網分層分區之間無功流動最小值為目標函數，以電網電壓合格為約束條件，構建優化電壓模型，以此為準，將系統運行中各個時段電壓代入模型中，進行模型計算，求得最佳值，從而合理設置AVC，實現在線控制電壓，使電網運行的安全性、穩定性、可靠性得以提高。

3 結束語

本文綜合分析某地區電力公司采用WAMS系統實施智能電網經濟調度運行，確定利用WAMS系統的實時動態監控功能、計算功能、再現分析功能等，可以優化電網調度，實現經濟調度，提高公司電網運行的經濟效益。由此可以充分說明，智能電網的科學、合理設置，可以使其電網調度有效應用，保證電網運行安全、可靠、經濟。所以，在我國科學技術蓬勃發展的今天，利用先進的科學技術來不斷創新、完善智能電網是非常有意義的。

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國網天府新區供電公司 四川省成都市 610000