探討智能電網調度運行面臨的關鍵技術

牛艷利 郭艷鳳 李靜

國網北京市電力公司 北京 100031

當前我國特高壓電網處于快速發展和過渡的新時期，為了能夠有效的促進我國電網系統的安全穩定運行，應探討有效措施對電網的結構和潮流方式做出一定的調整。

1 智能電網的概述

智能電網的概念最先由美國提出。為了緩解日益嚴峻的能源危機，將智能電網作為核心建設工作，以推進其他產業的健康發展，進而保證經濟穩健運行。美國能源部《Grid2030》中談論了智能電網，即“一個完全自動化的電力傳輸網絡，具有控制與監視每個電網節點、用戶的功能，確保從電廠至用戶這一輸配電過程中的所有節點之間的電能與信息能夠實現雙向流動”。中國電力科學研究院對智能電網的定義是“將計算機技術、通信技術、測量與傳感技術高度集成于物理電網中形成的新型電網”。智能電網的目的是保證電能的質量、電力供應的安全性、經濟性和可靠性，實現資源的最優配置，滿足環保的需求，順應當前電力市場的發展，充分滿足客戶的電力需求，提供客戶清潔、經濟、互動的電力供應和電力供應的增值服務[1]。

根據我國的實際情況，智能電網的骨干網架是特高壓工程，應建設以東北、西北電網為發送端，華東、華中、華西為接收端的同步電網。此外，需大幅提升智能電網大范圍內的配置能力和資源優化能力，做到各級電網協調共存、共同發展，實現直流、交流互聯，加大新能源的投入力度，創建清潔電網，同時關注電網的自愈化、自動化和智能化。智能運用體系、標準規范體系、發展基礎體系以及技術支撐體系共同組成了我國的智能電網。另外，智能電網的建設涉及到電力電子、傳感器、網絡通信等多個電力工程技術的運用，因此可推動材料、能源和信息等相關行業的不斷發展。

2 智能調度系統控制中心的關鍵自動化技術

2.1 多斷面潮流控制技術

我國電網在運行過程中始終堅持統一調度和分級管理的原則，并按照一定的級別制定相應的計劃和管理標準，首先由國家電網國家級調度和分調來制定跨區聯絡計劃，之后再由省級電網調度系統來規劃具體的發電安排。在執行電力調度計劃安排時，需要調度員運用自動功率控制系統對不同省份電力調度系統之間進行匹配，使聯絡功率和調度計劃保持高度的一致性。所以，對電力調度計劃潮流進行計算過程中，應考慮到跨區聯絡線和省間斷面潮流電力需求控制在計劃值之內，并且這樣的考慮也能夠有效地避免不同區域和省級電網制定的內部計劃功率因失去平衡而向外進行擴散的情況發生。因此，對于整個電網系統形成良好的計劃潮流結果具有非常重要的意義。

2.2 數據功能技術

數據的保存和傳輸是電網運行和對其進行管理的基礎，因此，確保數據準確、完整、及時、一致是調度控制中心一直追求的目標，也是電網一體化智能運行系統的關鍵。目前，電網運行數據的獲取以及處理存在以下3個問題：（1）前置數據采集系統冗雜且橫向數據的交換方式比較復雜，運行效率低；（2）部分冗余數據存在不一致的情況，數據融合起來困難；（3）分級調度的縱向數據交換方式的靈活性較差。以SOA系統為基礎的數據服務，通過數據接入中心以及標準的接入方式，可以解決自動化調度控制系統在運行過程中反映的問題，實現橫向和縱向數據的一體化設計和共享，使運行數據得以融合，并支持對電網設備的使用周期管理。選用虛擬服務技術可以有效對物理數據存儲信息進行有效屏蔽，實現訪問方式的無差別。通過綜合數據服務及通信訂閱機制可以使前置通信模塊統一，簡化前置運行流程，實現訂閱以及調整在線數據[2]。

2.3 通信與調度

智能電網的通信與調度過程中，涉及的電力工程技術主要包括數據采集技術、通信技術和計算機技術。智能電網調度過程中，需成立全面的決策控制體系，實現風險預控、安全預警和動態監測，靈活控制電網的運行狀況，實時收集并及時傳輸相關數據，進而保證電網穩定、安全的運行。另外，為了實現智能電網相關數據的高速傳輸，需將大量的數據采集平臺設置于電網各處，同時成立專門的數據傳輸平臺和數據共享平臺，在規定的框架內建設配套的專業網絡，建立統一、完整、開放的信息通信平臺，從而支撐智能電網通信體系有效運行。

2.4 無功電壓自動調整技術

電力調度系統在運行過程中也會出現一些問題，其中最主要的是缺少無功功率和電壓數據的情況。為了能夠解決這兩個難題，需要對原始的潮流數據進行分析，并對相近日的計劃潮流值進行準確的計算，同時還需要利用無功電壓自動調整技術對初始值進行校正，這樣可以保證在計算計劃潮流結果中無功功率和電壓保持合理的分布。具體步驟包括：首先，從電力調度系統的歷史數據中找出相似日對應的數據評估后獲得計劃潮流計算的無功功率和電壓初值。其次，需要根據設備運行的狀態和具體的變化情況對整個電網設備的無功功率進行調整，并根據測試的結果預先做好補償措施。最后，要根據整個電網調度控制系統中電力運行具體報告中的節點情況對無功補償措施進行及時的調整，從而保證各個樞紐節點的電壓能夠在計劃值規定的范圍之內。

3 結語

打造智能電網，建設低碳電網，為電網未來的發展提供了動力，也明確了未來的發展方向，這與我國建設環保型企業的目標相符，也是建設和諧社會的必然要求，但是對于電力調度的控制中心來說是機遇也是挑戰。本文詳細談論了智能調度系統控制中心的關鍵自動化技術、應用功能技術、數據功能技術、節能減耗調度技術以及在線仿真模擬技術，同時論述了自動化調度系統對電力企業提升管理效率、提高用電安全以及提高用戶滿意度方面的意義，希望可以為后續提供參考價值。