智能電網調度控制系統的研究與實現

吳波,湯耀景,王佳興,陳瓊良

(溫州供電公司,浙江 溫州 325000)

智能電網調度控制系統的研究與實現

吳波,湯耀景,王佳興,陳瓊良

(溫州供電公司,浙江 溫州 325000)

在國網quot;大運行quot;體系建設背景下,高度集中的智能電網調控體系勢必對調控設備及信息支持平臺提出更為嚴苛的要求,然而現階段調度控制系統在生產實際中已經暴露出諸多弊端,例如隨著quot;調控一體化quot;開展和廠站數量的增加,大量增加的遠動信息量降低了系統運行速度,影響了正常業務運行.而保障智能電網的清潔環保、經濟高效、安全穩定及透明互動的運行,需要在更大范圍內實現調控業務的優化,采用更為高效的調控運行機制.

智能電網;調度控制系統;分布式架構;安全預警

隨著我國電網逐步從集中式架構的傳統電網向分布式架構的智能電網轉換,傳統調度控制系統在經濟優化運行能力、安全預警、服務對象、可視化程度、安全防御等方面的不足日益凸顯,為此國內研究者對智能電網調度控制系統展開了大量研究.例如趙明婧從實現變電站集中監控、運維一體化、網絡分析應用、數據通信網絡化及綜合智能告警等幾個方面出發,構建了安陽智能電網調度支持系統;張磊采用多核計算機集群技術、面向服務的體系結構、C語言、java的人機可視化界面及quot;告警直傳、遠程瀏覽、故障診斷、數據采集quot;等關鍵技術,實現了對智能電網各級調控系統的集中監視與維護,及時響應各級調控系統的告警信息.

1 智能電網調度控制系統的設計

1.1 智能電網調度控制系統的體系架構

為實現各項功能的quot;橫向集成、縱向貫通quot;,智能電網調度控制系統由應用功能層、支撐平臺層和操作系統層等構成(圖1),其中應用功能層提供調度計劃應用、調度管理應用、安全校核應用、實時監控與預警應用等功能;支撐平臺層為系統各種應用功能的實現提供相應的技術支撐,例如提供圖形界面處理服務、提供系統管理服務等;操作系統可以根據硬件平臺的情況,選用Linux、Unix或Windows.

1.2 智能電網調度控制系統的業務應用功能架構

作為一套面向智能電網調度生產業務的集約化系統,智能電網調度控制系統的業務應用功能架構如圖2所示.智能電網調度控制系統所提供的各項功能是針對特定用戶的,通過權限設置功能,用戶必須輸入正確的用戶名和密碼才能執行相關操作.考慮到調度員用戶需求和集控員用戶辦理交接,在調度員工作站和集控員工作站上,當前用戶和新登錄用戶不能同時登錄,新登錄用戶進入系統后,當前用戶就必須退出系統.

圖2 智能電網調度控制系統的業務應用功能架構

第一,調度計劃.調度計劃包括預測分析、檢修計劃、發電計劃、申報發布、水庫調度、考核結算及評估分析等內容,通過提供多種自動決策工具和靈活調整手段,對調度計劃全景信息進行可視化展示,對影響調度計劃的各因素進行定量評估分析,從而為調度計劃和運行人員掌握智能電網經濟運行規律提供技術支撐.

第二,安全校核.作為對各種預想運行方式和實時運行方式下的電網安全分析,安全校核包括靜態安全校核、穩定裕度校正、穩定分析及評估分析等內容,旨在為發電計劃、檢修計劃及智能電網運行操作等提供校核手段.

第三,調度管理.調度管理包括調度專業管理、內部綜合管理、生產運行管理及電網綜合分析評估等內容,旨在為調度機構日常調度生產管理提供技術支持,從而實現調度生產管理的流程化、規范化和專業化.

第四,實時監控與預警.實時監控與預警包括電網動態預警及輔助決策、電網實時監視與告警、電網穩態分析、電網自動控制、調度業務培訓模擬、電網運行評估和輔助監測等內容,通過提供可視化的工具和手段來對電力系統穩態運行狀態進行監視、控制、分析和評估,確保調度員能夠及時發現智能電網運行狀態的改變并及時作出決策.

1.3 智能電網調度控制系統的數據庫設計

如果缺乏相應的數據信息,那么智能電網調度控制系統的所有功能都將無法實現,而智能電網實時數據必須選擇很好的數據模型來進行保存.針對智能電網調度控制系統各類用戶對象的特點,系統數據庫設計時構建如圖3所示的E-R關系圖,來對諸如包括節點電壓、潮流轉移、網損靈敏度都等實體間的關系及各自屬性予以描述.

在智能電網調度控制系統設計過程中,為了存儲和調用數據時能進行快速查找,需要將大量不同數據按照不同的類別進行歸類.

圖3 智能電網調度控制系統的E-R關系圖

2 智能電網調度控制系統實施的控制措施

作為一項復雜的系統工程,智能電網調度控制系統在實施過程中會面臨諸多難題,故需要采取如下方面的控制措施.

2.1 與自動發電控制構成閉環控制系統

將智能電網調度控制系統與自動發電控制構成閉環控制系統,可以確保當系統處于預警狀態時執行預防控制,避免由于自動發電控制的正常調節而使系統處于緊急狀態;當系統處于緊急狀態時執行校正控制,由自動發電控制自動完成消除穩定斷面越限的調整.

2.2 在線化風險控制體系的構建

為了應對智能電網安全控制難度不斷加大、運行特性日趨復雜的局面,智能電網調度控制系統的各項功能必須不斷完善和實用化,力求從如下方面來構建在線化風險控制體系.(1)電網風險預警通知.為了深入開展智能電網運行安全風險辨識、分析評估和預防控制工作,構建quot;智能電網運行風險調度預警通知quot;制度,將智能電網運行風險預警從調度單一防控向相關部門延伸.(2)調度員潮流分析.在新設備投運、重要操作及檢修方式安排前,調度人員可以利用潮流分析來進行實時或前瞻性分析計算,通過相應潮流數據的獲取來為智能電網安全運行提供參考.(3)實時風險控制的集成.智能電網的運行處于動態變化之中,運行人員需要通過調度控制系統來及時掌握智能電網運行的狀況,及時發現潛在的安全隱患并進行處理.

3 結語

綜上所述,智能電網調度控制系統可以實現敏銳的全景化前瞻預警和自動輔助決策的安全防御,可以滿足主備調系統的數據自動同步和無縫切換要求,可以實現調度業務流轉的數字化和外部實時信息的接入,可以實現調度生產各環節的信息化和全景信息的共享,可以為大規模新能源的接入提供調度技術支持.但只能電網調度控制系統的建設是一個漸進且長期的過程,新架構和概念的提出需要經過實踐的不斷檢驗和修正,這就需要相關研究者的持續研究.

[1]趙明婧.安陽智能電網調度支持系統建設研究[D].華北電力大學,2015.

[2]張磊.智能電網調度控制系統運維服務支持平臺的設計與實現[D].華北電力大學,2016.

[3]楊振,李江,李明等.電網調度自動化系統的應用分析[J].電氣技術,2016,17(7):93-95.

TM76;TM73

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1671-0711(2017)11(下)-0169-02