智能電網(wǎng)中調(diào)度自動化系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

文/張景軒，唐山市規(guī)劃建筑設計研究院

智能電網(wǎng)中調(diào)度自動化系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

文/張景軒，唐山市規(guī)劃建筑設計研究院

電網(wǎng)是我國國民經(jīng)濟發(fā)展中的一項重要基礎設施，能夠?qū)窠?jīng)濟的發(fā)展起到有效的調(diào)節(jié)作用，實現(xiàn)能源的優(yōu)化利用。通過采用新興的電力方面的技術(shù)，智能電網(wǎng)因其節(jié)能、環(huán)保、可觀以及可控等優(yōu)點已經(jīng)逐漸成為低碳經(jīng)濟發(fā)展的一項重要舉措，成為世界電網(wǎng)的一個發(fā)展新趨勢。

智能電網(wǎng)；自動化；技術(shù)

在國民經(jīng)濟的基礎設施中，電網(wǎng)是一個非常重要的組成部分。它對于國民經(jīng)濟的發(fā)展具有很好的調(diào)節(jié)作用，能夠?qū)崿F(xiàn)能源的優(yōu)化利用，同時還能確保生產(chǎn)的安全運行。伴隨當前電力市場的不斷發(fā)展，電能的質(zhì)量獲得了較高水平的提高，有越來越多的傳統(tǒng)電網(wǎng)已經(jīng)被智能電網(wǎng)所取代。通過采用新興的電力方面的技術(shù)，智能電網(wǎng)因其節(jié)能、環(huán)保、可觀以及可控等優(yōu)點已經(jīng)逐漸成為低碳經(jīng)濟發(fā)展的一項重要舉措，成為世界電網(wǎng)的一個發(fā)展新趨勢。

1 在調(diào)度方面，傳統(tǒng)電網(wǎng)和智能電網(wǎng)的區(qū)別

對于調(diào)度，傳統(tǒng)的電網(wǎng)主要通過變電站和調(diào)度主站來進行。在調(diào)度方面，我國于1954年開始通過安裝遙測裝置來實現(xiàn)對變電站的自動化調(diào)度，隨著在全國的逐漸推廣，調(diào)度自動化已經(jīng)實現(xiàn)了由集中向分布的全面發(fā)展。在20世紀60年代的時候，調(diào)度主站系統(tǒng)開始出現(xiàn)，但是仍然存在著局部有著較高自動化，而在共享方面相對較弱的缺點，從而使得在系統(tǒng)內(nèi)部的單元之間無法形成統(tǒng)一的整體，對智能化程度造成一定的降低。

伴隨當前經(jīng)濟和科技的快速發(fā)展，智能電網(wǎng)是其必然產(chǎn)物。有關(guān)智能電網(wǎng)方面的研究，美國和歐洲的一些國家已經(jīng)開始著手進行，但是仍然處于初級階段。在研究理論方面，美國有“GridWise”，歐洲有“SmartGrid”。在這樣的研究背景中，智能電網(wǎng)的調(diào)度功能變得更加全面，能夠有效實現(xiàn)對信息的捕獲，進而通過信息交互平臺的建立而達到生產(chǎn)和運營的相互整合，推動電網(wǎng)業(yè)務的動態(tài)發(fā)展。智能電網(wǎng)還能夠為管理人員提供較為全面的電網(wǎng)運營方面的地圖，可以為他們制定相關(guān)的決策和方案提供有效參考，進而有效推動電網(wǎng)的管理。

2 在智能電網(wǎng)背景下，實現(xiàn)調(diào)度自動化系統(tǒng)所需要的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 設計一體化的電網(wǎng)運行智能體系

我國的調(diào)度自動化起源于上個世紀的90年代，到現(xiàn)在已經(jīng)有幾十年的歷史。長期以來，電網(wǎng)的運行都是遵循這一傳統(tǒng)架構(gòu)的。隨著電網(wǎng)業(yè)務的不斷發(fā)展，調(diào)度自動化的功能不斷得到拓展和升級，但是并沒有進行基礎框架的改變，從而影響和限制了一些新的業(yè)務的發(fā)展。因此，通過對IT技術(shù)進行探究，分析其基礎的服務體系，進而開展一些可以有效運行調(diào)度技術(shù)平臺的一些研究，設計出一體化的電網(wǎng)運行智能體系。

2.2 電網(wǎng)運行智能決策

通過建立一體化的電網(wǎng)運行智能體系，我們可以更好地為電網(wǎng)的有效運行服務，從而提供更為安全的保障。在智能系統(tǒng)的構(gòu)建方面，我們不僅要建立數(shù)據(jù)和底層技術(shù)方面的智能系統(tǒng)，同時也要讓這種智能在實際當中得以應用，為電網(wǎng)的有效運行提供智能決策，進而更好地服務于電網(wǎng)運行。通過系統(tǒng)總線平臺給出的全景信息，可以對一次和二次設備的運行狀態(tài)分別進行分析，從而建立在大電網(wǎng)運行狀態(tài)下的專家系統(tǒng)。同時，在外部環(huán)境的影響下，對預控預警技術(shù)進行研究，構(gòu)建適用于外部環(huán)境的大電網(wǎng)運行風險評估以及控制決策系統(tǒng)；從全景信息的角度出發(fā)，在事故發(fā)生前提供相應的預警。面對事故的發(fā)生，要對相關(guān)的數(shù)據(jù)進行及時的整理，進而對其進行有效分析，通過智能化來實現(xiàn)分析報告的生成。

3 調(diào)度自動化在智能電網(wǎng)中的應用

3.1 調(diào)度自動化系統(tǒng)實現(xiàn)的功能

對于調(diào)度的自動化系統(tǒng)，它主要實現(xiàn)的功能可以歸結(jié)為以下幾點：

第一，能夠?qū)Ω鞣N水電優(yōu)化、水文預報等方案進行調(diào)度，從而有效實現(xiàn)分析的自動比較和選擇。第二，能夠?qū)嶋H生產(chǎn)中的各種需求靈活適應，通過對計算的條件和約束進行靈活調(diào)整從而對計劃的分析任務有效實現(xiàn)。第三，根據(jù)相關(guān)的用戶錄入條件和歷史數(shù)據(jù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對發(fā)電優(yōu)化和自動滾動預報流量的有效計算。第四，對于來水、電站工程等相關(guān)的計算結(jié)果和統(tǒng)計信息，能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)的比較、仿真等。第五，能夠根據(jù)歷史的調(diào)度過程，對發(fā)電優(yōu)化調(diào)度中的函數(shù)和調(diào)度圖自然形成。

3.2 實現(xiàn)系統(tǒng)的所需要的重要技術(shù)

（1）徑流預測

在業(yè)界，當前最為主要的徑流預測方法有兩種，分別為物理成因法和數(shù)理統(tǒng)計法。所謂的物理成因法主要從水文氣象的角度進行考慮，通過分析預報對象發(fā)生的一些物理成因方面的變化，進而研究其相應的變化規(guī)律，通過建立物理成因模型來實現(xiàn)對預報對象變化規(guī)律的一些掌握。所謂的數(shù)理統(tǒng)計法是通過收集大量的有關(guān)歷史方面的資料，在數(shù)理統(tǒng)計相關(guān)原理和概率論的基礎上，研究水文的歷史演變，在這些框架中包括的部分有，月或者旬的平均流量預測、梯級各電站的區(qū)間流量預測等。

（2）優(yōu)化計算及優(yōu)化調(diào)度函數(shù)回歸

經(jīng)過一系列的對徑流的實地測試，在此基礎上計算優(yōu)化調(diào)度，從而可以得到水庫進行優(yōu)化運行的具體過程。在這些過程中，主要包含的是一些水電站進行優(yōu)化運行時所遵循的一些規(guī)律。在調(diào)度的自動化系統(tǒng)中，我們主要采用的方法是調(diào)度函數(shù)，進而對水電站的運行規(guī)律進行優(yōu)化總結(jié)，實現(xiàn)對水電站的有效指導。對于調(diào)度函數(shù)，主要分為兩種形式，分別為線性和非線性的調(diào)度函數(shù)，其中線性調(diào)度函數(shù)主要是通過回歸分析對水庫調(diào)度建立一元、二元、甚至多元的函數(shù)，非線性調(diào)度函數(shù)主要是通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡等尋找變量之間的關(guān)系，從而建立調(diào)度函數(shù)。在本文的研究中，我們選用的決策變量為時段末的水位，自變量為時段初的水庫水位和平均入庫流量，通過二元線性回歸模型來構(gòu)造調(diào)度函數(shù)。

4 結(jié)語

伴隨我國經(jīng)濟結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展，在我國的配電網(wǎng)絡發(fā)展中，智能電網(wǎng)已經(jīng)成為發(fā)展的必然趨勢。所謂的智能電網(wǎng)主要是那些利用新能源、借助新技術(shù)來實現(xiàn)對電網(wǎng)進行有效控制和運行的電網(wǎng)模式。通過智能電網(wǎng)，能夠?qū)﹄娔苓M行智能分配，實現(xiàn)電網(wǎng)方面的網(wǎng)絡化，進而更好的實現(xiàn)資源共享、電能的優(yōu)化利用，大大提高電力資源的利用效率。

[1]蒲堅.智能電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)思考[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品.2017(14).

[2]唐學軍.電網(wǎng)調(diào)度自動化雙系統(tǒng)間模型校驗方案研究[J].電氣技術(shù).2017(06).

[3]岳智平.電網(wǎng)調(diào)度自動化出現(xiàn)故障的原因及應對措施[J].山東工業(yè)技術(shù).2017(13).