智能電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)分析

萬強(qiáng)，仇婧，韓一鳴

（1.國網(wǎng)河北省電力有限公司石家莊供電分公司，石家莊050000；2.國網(wǎng)河北省電力有限公司石家莊市藁城區(qū)供電分公司，石家莊050000）

1 引言

21世紀(jì)是科技高速發(fā)展的時(shí)代，電器設(shè)備更新?lián)Q代頻繁，用電設(shè)備逐漸增加，無論是工業(yè)、商業(yè)還是家庭用電量都增長明顯。在此用電需求激增的社會背景下，實(shí)現(xiàn)電力資源的合理調(diào)度十分重要。如何在原有電網(wǎng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上為更多的用戶提供服務(wù)，并減少故障發(fā)生率是當(dāng)前電力企業(yè)一直在探討的問題。為了更加合理地利用有限的資源，需要思考變革資源的利用方式，而智能調(diào)度和控制系統(tǒng)是非常有效的實(shí)現(xiàn)方式之一，以下對智能調(diào)度系統(tǒng)控制中心的關(guān)鍵自動(dòng)化技術(shù)研究展開討論。

2 智能調(diào)度系統(tǒng)控制中心的關(guān)鍵自動(dòng)化技術(shù)

2.1 電網(wǎng)智能運(yùn)行一體化設(shè)計(jì)系統(tǒng)

20世紀(jì)90年代，我國主流的自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)開始起步，其主要系統(tǒng)架構(gòu)已經(jīng)沿用多年，雖然電網(wǎng)的業(yè)務(wù)得以深入發(fā)展，其功能也開始拓展，但是基礎(chǔ)的框架系統(tǒng)并未改變，導(dǎo)致新業(yè)務(wù)、新應(yīng)用未來的發(fā)展受限。因此，有必要對IT技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及技術(shù)水平進(jìn)行深入調(diào)研，尤其要深入分析服務(wù)體系的發(fā)展，提出相應(yīng)的部署方案以及聯(lián)合發(fā)展方案[1]。

ESB是一個(gè)調(diào)度系統(tǒng)的服務(wù)支撐平臺，可以在此平臺的基礎(chǔ)上研究如何實(shí)現(xiàn)服務(wù)封裝以及接入方式，理清各個(gè)級別的調(diào)度機(jī)構(gòu)的智能發(fā)展和業(yè)務(wù)發(fā)展需求，分析電網(wǎng)的調(diào)度主站以及廠站管理和一體化運(yùn)行的特征，完成整個(gè)電網(wǎng)控制中心自動(dòng)化系統(tǒng)基礎(chǔ)框架以及功能規(guī)范方面的設(shè)計(jì)，建立一體化的電網(wǎng)規(guī)劃和管理系統(tǒng)。

2.2 應(yīng)用功能技術(shù)

實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的應(yīng)用功能要循序漸，但是目前缺乏電網(wǎng)運(yùn)行的整體規(guī)劃，智能調(diào)度系統(tǒng)的應(yīng)用功能在不同的系統(tǒng)中分散分布，雖然實(shí)現(xiàn)方式多樣，但是融合起來十分困難，并且部分功能并不是必須功能。而采用以服務(wù)為基礎(chǔ)的松耦合技術(shù)可以對調(diào)度功能實(shí)現(xiàn)靈活配置，且此項(xiàng)服務(wù)功能具有易擴(kuò)展性，可以靈活配置調(diào)度功能，與此同時(shí)，其易擴(kuò)展型還可以滿足階段性調(diào)度功能的建設(shè)需求。在新型SOA系統(tǒng)中，故障分析、阻塞管理等傳統(tǒng)的應(yīng)用系統(tǒng)被細(xì)致劃分為多個(gè)基礎(chǔ)模塊[2]，可以根據(jù)服務(wù)的不同需求選擇標(biāo)準(zhǔn)訪問方式，以實(shí)現(xiàn)對服務(wù)模塊的調(diào)用。

2.3 數(shù)據(jù)功能技術(shù)

數(shù)據(jù)的保存和傳輸是電網(wǎng)運(yùn)行和對其進(jìn)行管理的基礎(chǔ)，因此，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、完整、及時(shí)、一致是調(diào)動(dòng)控制中心一直追求的目標(biāo)，也是電網(wǎng)一體化智能運(yùn)行系統(tǒng)的關(guān)鍵。目前，電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的獲取以及處理存在以下3個(gè)問題：（1）前置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)冗雜且橫向數(shù)據(jù)的交換方式比較復(fù)雜，運(yùn)行效率低；（2）部分冗余數(shù)據(jù)存在不一致的情況，數(shù)據(jù)融合起來困難；（3）分級調(diào)度的縱向數(shù)據(jù)交換方式的靈活性較差。以SOA系統(tǒng)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)服務(wù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)的注冊中心以及標(biāo)準(zhǔn)的接入方式，可以解決自動(dòng)化調(diào)動(dòng)控制系統(tǒng)在運(yùn)行過程中反映的問題，實(shí)現(xiàn)橫向和縱向數(shù)據(jù)的一體化設(shè)計(jì)和共享，使運(yùn)行數(shù)據(jù)得以融合，并支持對電網(wǎng)設(shè)備的使用周期管理。選用虛擬服務(wù)技術(shù)可以有效對物理數(shù)據(jù)存儲信息進(jìn)行有效屏蔽，實(shí)現(xiàn)訪問方式的無差別。通過綜合數(shù)據(jù)服務(wù)及通信訂閱機(jī)制可以使前置通信模塊統(tǒng)一，簡化前置運(yùn)行流程，實(shí)現(xiàn)訂閱以及調(diào)整在線數(shù)據(jù)。

2.4 節(jié)能減耗調(diào)度技術(shù)

我國現(xiàn)在的煤炭消耗量已經(jīng)占據(jù)了不可再生資源消耗量的70%，與世界平均消耗量相比，高出40%，目前對可以降低消耗量和節(jié)能減排的智能電網(wǎng)需求迫切，并且需要分析各個(gè)電網(wǎng)轄區(qū)內(nèi)的能源分布情況，開發(fā)大規(guī)模的可再生發(fā)電能源，從而對碳的排放量進(jìn)行監(jiān)測和控制，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化水電調(diào)度、優(yōu)化階梯水電調(diào)度以及節(jié)能減排調(diào)度等多個(gè)方面的計(jì)劃編排，可以全面實(shí)現(xiàn)對節(jié)能減耗調(diào)度的推進(jìn)。以多級別多維度協(xié)調(diào)優(yōu)化節(jié)能調(diào)度的關(guān)鍵技術(shù)為研究重點(diǎn)，適應(yīng)節(jié)能調(diào)度、三公調(diào)度等多種類調(diào)度模式，滿足三維（時(shí)間、空間、目標(biāo)）相統(tǒng)一的調(diào)度優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)。與此同時(shí)，要研究實(shí)現(xiàn)多級別調(diào)度實(shí)現(xiàn)一體化建設(shè)的既安全又經(jīng)濟(jì)的調(diào)度優(yōu)化協(xié)調(diào)技術(shù)和方法，構(gòu)建全方位安全且環(huán)保節(jié)能的數(shù)據(jù)模型，從而實(shí)現(xiàn)對多級別調(diào)度安全管控技術(shù)的考核，實(shí)現(xiàn)既安全穩(wěn)定又環(huán)保節(jié)能的協(xié)調(diào)優(yōu)化技術(shù)。

2.5 在線仿真模擬技術(shù)

現(xiàn)在的電網(wǎng)大多屬于價(jià)值流混合聯(lián)結(jié)的復(fù)雜系統(tǒng)，其運(yùn)行方式較多，但是穩(wěn)定性方面的問題十分突出，離線仿真模擬系統(tǒng)構(gòu)建的模型不夠準(zhǔn)確，運(yùn)行方式覆蓋不夠全面，而且其仿真模擬效果參考價(jià)值不大，在線仿真模擬系統(tǒng)、校核系統(tǒng)以及預(yù)警系統(tǒng)實(shí)用性不強(qiáng)，統(tǒng)一、高性能的計(jì)算平臺并未建設(shè)起來。針對智能電網(wǎng)在在線仿真模擬系統(tǒng)建設(shè)方面的現(xiàn)狀，應(yīng)積極應(yīng)用計(jì)算機(jī)以及信息技術(shù)深入調(diào)研仿真算法，研究可并行的云計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算等高性能的關(guān)鍵計(jì)算機(jī)技術(shù)，提高其實(shí)用性，同時(shí)研究在線實(shí)時(shí)預(yù)警系統(tǒng)，構(gòu)建在線模型，對參數(shù)進(jìn)行校核并且實(shí)施編制調(diào)度計(jì)劃的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用方式。可以先建立試點(diǎn)，對仿真模擬計(jì)算平臺進(jìn)行研究，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)智能仿真平臺的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)從經(jīng)驗(yàn)型調(diào)度中心向智能型調(diào)度中心轉(zhuǎn)型的智能化調(diào)度發(fā)展目標(biāo)。

3 建設(shè)自動(dòng)化電網(wǎng)調(diào)度的控制中心的意義

實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度的自動(dòng)化，建設(shè)智能控制調(diào)度中心，是通過計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等系統(tǒng)完成的，跨越了時(shí)間和空間的限制，可以實(shí)現(xiàn)對整個(gè)電力系統(tǒng)的智能調(diào)度和管理，調(diào)度人員只需在控制中心內(nèi)就能夠遠(yuǎn)程對整個(gè)電力系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控、管理和維護(hù)。與此同時(shí)，在電力系統(tǒng)中應(yīng)用智能化調(diào)度技術(shù)，其中的參數(shù)計(jì)算和預(yù)警系統(tǒng)可以提升整個(gè)電力系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性，降低能永遠(yuǎn)消耗量，減少碳的排放量。對于用戶來說，可以滿足實(shí)際電量需求，還可以享受到全方位的用電服務(wù)，這對于提高用戶滿意度方面具有重要意義的。

4 結(jié)語

打造智能電網(wǎng)，建設(shè)低碳電網(wǎng)，為電網(wǎng)未來的發(fā)展提供了動(dòng)力，也提供了未來的發(fā)展方向，這與我國建設(shè)環(huán)保型企業(yè)的目標(biāo)相符，也是建設(shè)和諧社會的必然要求，但是對于電力調(diào)度的控制中心來說是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。本文詳細(xì)談?wù)摿岁P(guān)鍵的自動(dòng)化技術(shù)電網(wǎng)智能運(yùn)行一體化設(shè)計(jì)系統(tǒng)、應(yīng)用功能技術(shù)、數(shù)據(jù)功能技術(shù)、節(jié)能減耗調(diào)度技術(shù)以及在線仿真模擬技術(shù)，同時(shí)論述了自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)對電力企業(yè)提升管理效率、提高用電安全以及提高用戶滿意度方面的意義，希望可以為后續(xù)提供參考價(jià)值。