智能電網調度控制系統現狀與技術展望

陳菁偉

（國網浙江省電力有限公司，浙江 杭州 310007）

0 引 言

在大數據時代下，智能電網調度控制系統的業務功能逐漸豐富。傳統的調度控制系統主要任務是電力數據。但是，傳統的業務工作內容無法滿足當前的電網發展需求，需要更大的發展前景。近年來，國家電網調度事業取得了快速發展，促使電網調度呈現出自動化發展趨勢，也 是當前電力企業的重點工作內容。

1 智能電網調度控制系統發展現狀

隨著智能電網調度控制系統的發展，它在全國各地區得到了廣泛應用。在滿足地區發展電力需求的同時，電力調度不僅具有較高的安全性和穩定性，而且擁有良好的靈活性、可靠性，資源的應用效率也會得到提高。如今，智能電網調度控制系統主要包括系統控制、地區性技術分配以及電力引流等技術。圖1為智能電網調度控制系統總體框架，由中國電力科學研究院和重點科學院負責技術研發，具體線路則有各級調度控制中心負責，相關工作由國家電網總公司組織開展。

2 智能電網調度控制系統創新技術和應用效果

當前，國家的智能電網調度控制系統實現了更新換點，布置形成了縱橫交錯、全面撒網的格局，可以實現動態分析和在線分析，在事故處理、數據匯總等方面的能力也得到了根本提高。

圖1 智能電網調度控制系統總體框架

2.1 提高了多級電網的可測性

在智能電網調度控制系統創新發展后，國家電網同時制定了多種方案和各項行業標準，開發了實時收取收據、快速分享信息、瀏覽高清畫面等技術，為多級電網控制系統提供了便捷高效的運作方式，同時提高了多級電網的可測性。最重要的是，多級電網在創新技術的基礎上，可以更加快速、高效、準確地獲取到具體的地理定位和高清畫面，使電網區域信息聯合，形成一個集中、多元的網絡整體。

2.2 加強了多級電網的可控性

與傳統電網調度控制系統相比，智能電網調度控制系統的監控能力得到了大幅度提高，在技術創新后可以監控多級電網。遇到電網故障時，它也會采取相應的處理措施并發出危險警告。不僅如此，還加入了安全運行、信息加密、數據處理等遠程控制功能，可以對非法登錄、非法傳輸、非法訪問等內容進行控制。尤其是在電網運行出現故障時，電網調度控制系統可以實現多級電網調度，提高多級電網的可控性。

2.3 提高了系統故障預警能力

電網故障具有突發性和不可測性，部分故障一旦發生，就是大面積、大幅度的波及范圍。因此，提高系統故障預警能力一直都是智能電網調度控制系統發展的關鍵。如今，創新后的智能電網調度控制系統已經具有了多級調度共同協助的流程，大區域數據實時共享，小區域數據分布計算。智能電網調度控制系統實現了電網的智能運行，提高了電網的穩定性，也提升了各種干擾信號的處理能力，尤其是短路電流或者故障運行的在線監測能力和數據分析能力。這種控制系統的故障預警能力可以使電網真正實現安全運行。

2.4 降低了國家電網運行成本

除了上述內容之外，智能電網調度控制系統在實際運用過程中，將多種模式結合在一起，不僅保證了電網安全，也讓電網運行方法更具經濟性，節約了大量成本，有效解決了能源稀缺問題。從實際情況來看，多種目標、多種時段相結合的安全約束機組組合技術，有效解決了電網跨區域調度協調難點。

2.5 調度控制系統的實際應用

以國網浙江電力公司為例，該公司開展了智能電網調度控制系統創新技術研究工作，并且進行了示范應用。新時期，為了保證電力運行安全可靠，借助智能電網的綜合優化調度系統優選多種優化調度策略，合理安排停電計劃，調整運行方式，在短時間內通過多時段運行方式實現了負荷互補[1]。

3 智能電網調度控制系統技術發展和未來前景

3.1 網絡優化調度技術

在設計智能電網調度控制系統時，網絡優化調度技術非常重要。要對現有配電網接線模式進行梳理，要歸納總結不同供電場合和可靠性要求，最終根據具體場合、要求確定需要采取的接線模式，保證電網得到充分優化[2]。網絡優化調度結合配電網現有供電能力，可以將目標進行更加細致的劃分。一般情況下分為中長期、短期、超短期3個目標，在此基礎上形成中長期、短期、超短期的網絡優化調度手段。不同的子目標下，關注的內容不同，如中長期優化目標重點關注的是月度線損點電量、用戶停電時戶數以及開關動作次數等。短期優化目標重點關注的是日線損電量、電壓質量以及開關動作次數，而超短期針對失電負荷和電壓質量等。在網絡調度優化技術的協調配合下，可以滿足中長期、短期、超短期不同尺度下預定的總體控制目標。不僅如此，在不同類型的電網中，網絡優化調度技術也可以根據具體的曲線特性進行時間解耦，將分布式電源、微電網、多樣性負荷中的動態網絡優化問題轉變為多時間、多斷面的靜態網絡優化問題，高效解決了調度技術。

3.2 負荷優化調度技術

負荷調度模塊的主要任務在于根據過往負荷數據完成中長期、短期、超短期的負荷預測工作。優化后，這一模塊的預測將更加準確，并且縮小負荷操作范圍。在實際優化調度過程中，需要參考負荷預測結果、負荷控制以及調節機制等，對負荷側可調資源進行準確預測。根據這一預測結果，結合負荷預測可以對中長期、短期、超短期的負荷調度進行合理控制，明確不同尺度下具體的優化調度方案。中長期、短期可以降低最大負荷和峰谷差值，超短期負荷調度目標也會縮小到可控制操作的范圍[3]。

3.3 分布式電源優化調度

在智能電網調度控制系統過程中，分布式電源調度技術發揮著重要作用。通過對分布式電源調度的優化設計，可以讓配電網區域中的分布式電源、分布式儲能得到高質量控制和能量管理。分布式電源優化調度技術主要分為兩種時間尺度——短期日前調度控制和實時修正控制，需要根據具體的運行場景制定不同的策略。前者主要的控制策略是結合分布式電源未來24 h的出力預測、負荷預測等曲線制定，同時可以根據可調負荷裕度，在不同時間段內選出最合適的運行場景，進而制定出合理的配電源處理計劃和儲能充放電計劃。后者是根據綜合能量超短期預測、系統實時運行狀況以及儲能狀態，對日前調度控制策略等內容進行滾動修正，保證分布式電源可以高效完成可再生能源消納。

4 結 論

綜上所述，智能化電力設備的應用范圍在逐漸擴大。這種情況下，配電網系統要進行智能化管理和應用，智能電網調度控制系統必須得到全面完善。智能電網調度控制系統技術發展創新后，不僅減少了電力員工的工作量，提高了工作效率和運行質量，降低了運行成本，也大大提升了國家電網的綜合實力。