智能電網(wǎng)調(diào)度一體化設(shè)計(jì)與研究

李春璽

摘要：智能電網(wǎng)作為一種新的模式，不僅在電網(wǎng)系統(tǒng)中發(fā)揮著非常重要的作用，而且對整個(gè)電力系統(tǒng)的發(fā)展和管理也起著重要的作用。因此，智能電網(wǎng)的發(fā)展是必然趨勢，也將成為電網(wǎng)調(diào)度一體化的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。因此，在第一種模擬考試模式下，如何整合配電網(wǎng)的調(diào)節(jié)成為電力系統(tǒng)面臨的新課題。本文從智能電網(wǎng)的角度出發(fā)，深入探討了配電網(wǎng)調(diào)控一體化策略，并提出了可行性建議。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng);調(diào)度一體化;設(shè)計(jì);研究

導(dǎo)言：隨著社會(huì)現(xiàn)代化和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)的更新?lián)Q代及其更新設(shè)備的應(yīng)用是整個(gè)電力工業(yè)系統(tǒng)最強(qiáng)大的支柱和挑戰(zhàn)，特別是在維護(hù)電網(wǎng)安全和電力穩(wěn)定等問題上發(fā)揮著重要作用重要角色。而在電力體制改革方面，首先從管理層面，主要運(yùn)用科學(xué)的管理理論來提高電網(wǎng)的供電可靠性，使電力工業(yè)的發(fā)展更加深入;其次，從技術(shù)層面，通過應(yīng)用最先進(jìn)的智能設(shè)備確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。進(jìn)入21世紀(jì)以來，當(dāng)前國際社會(huì)正把樹立可持續(xù)發(fā)展理念、降低消費(fèi)、低碳排放和節(jié)能作為最重要的社會(huì)意識，也是世界各國關(guān)注的焦點(diǎn)和問題。依托綠色能源和可再生資源，逐步替代煤炭能源和化石能源，打造新的能源利用體系。智能電網(wǎng)的概念是依托先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和信息技術(shù)，最大限度地開發(fā)利用電網(wǎng)系統(tǒng)能源，提高電網(wǎng)系統(tǒng)效率。目前，國內(nèi)外尚無確切的智能電網(wǎng)概念。雖然許多國家的知名企業(yè)根據(jù)自身特點(diǎn)對智能電網(wǎng)進(jìn)行了定義，但大多數(shù)企業(yè)都有自己的“局限性”。一般來說，智能電網(wǎng)是一種數(shù)字信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它與終端用戶共同控制新能源和綠色能源的發(fā)展、輸送、發(fā)電、配電、輸電、儲(chǔ)存、供電、服務(wù)、銷售和儲(chǔ)存。

1智能電網(wǎng)的相關(guān)概念以及特點(diǎn)

當(dāng)供電網(wǎng)絡(luò)處于自動(dòng)完備狀態(tài)時(shí)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控每個(gè)節(jié)點(diǎn)和用戶，充分保證從電廠到用戶端的電流流以及兩者之間各點(diǎn)的信息。這就是智能電網(wǎng)。通過廣泛應(yīng)用的自動(dòng)控制系統(tǒng)、分布式智能和寬帶通信的集成，電網(wǎng)成員和智能電網(wǎng)市場可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交互和無縫連接。由于世界各國國情不同，所以建設(shè)智能電網(wǎng)的目標(biāo)和重點(diǎn)也不同。然而，智能電網(wǎng)的建設(shè)可以受到環(huán)境、安全、市場和電能質(zhì)量等因素的推動(dòng)。因此，智能電網(wǎng)具有集成性、自愈性、交互性、高效性、協(xié)調(diào)性和兼容性等特點(diǎn)。

2智能調(diào)度的相關(guān)概念還有發(fā)展歷程

在智能電網(wǎng)建設(shè)中，智能調(diào)度是一項(xiàng)非常重要的內(nèi)容，可以說它具有神經(jīng)中樞的作用，不僅是電力生產(chǎn)過程維護(hù)的基礎(chǔ)，也是智能電網(wǎng)運(yùn)行和發(fā)展的重要保障。現(xiàn)代電網(wǎng)的快速發(fā)展也對電網(wǎng)運(yùn)行提出了更高的要求。傳統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)度模式顯然不能適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展。只有將現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與信息技術(shù)相結(jié)合，才能創(chuàng)建智能電網(wǎng)調(diào)度模式。輸電網(wǎng)一般是以特高壓電網(wǎng)為骨干的電網(wǎng)，同時(shí)，各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，以滿足超大電網(wǎng)安全運(yùn)行的需要，從而為電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行提供有力的技術(shù)支撐。智能調(diào)度可以對電網(wǎng)進(jìn)行靈敏的監(jiān)測，也可以提前感知電網(wǎng)的狀態(tài)，從而將風(fēng)險(xiǎn)降到最低，使電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測自愈。此外，智能調(diào)度還可以服務(wù)于能源接入，使電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)快速運(yùn)行，電網(wǎng)接入分布式能源和可再生能源的形式更加靈活，從而達(dá)到節(jié)能減排和社會(huì)服務(wù)的目的。

3智能電網(wǎng)調(diào)度一體化設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1數(shù)據(jù)采集一體化

在智能電網(wǎng)調(diào)度集成設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)采集集成是一個(gè)非常基礎(chǔ)的應(yīng)用內(nèi)容。智能電網(wǎng)在運(yùn)行過程中需要滿足動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)囊蟆Ｔ谀壳暗膽?yīng)用系統(tǒng)中，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要是第四代SCADA/EMS系統(tǒng)，具有數(shù)據(jù)傳輸速度快、兼容性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。然而，SCADA/EMS系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中不具備實(shí)時(shí)采集動(dòng)態(tài)應(yīng)用數(shù)據(jù)的要求。因此，在數(shù)據(jù)采集集成的設(shè)計(jì)過程中，需要對系統(tǒng)進(jìn)行更新。目前市場上實(shí)現(xiàn)的PMU系統(tǒng)能夠滿足實(shí)時(shí)獲取動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)信息的要求，但系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和維護(hù)性能相對較弱。因此，兩組系統(tǒng)可以暫時(shí)串聯(lián)，綜合兩種系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢，提高系統(tǒng)運(yùn)行過程的可靠性。

3.2數(shù)據(jù)平臺一體化

與數(shù)據(jù)采集相對應(yīng)的服務(wù)組織是數(shù)據(jù)平臺結(jié)構(gòu)。在智能調(diào)度系統(tǒng)運(yùn)行過程中，所構(gòu)建的數(shù)據(jù)平臺需要具備綜合性強(qiáng)的處理性能，包括上述電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測、電網(wǎng)運(yùn)行安全監(jiān)督、電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測等，為了提高數(shù)據(jù)采集的集成度，在具體應(yīng)用中將SCADA/EMS系統(tǒng)與PMU系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集過程的智能調(diào)度。在數(shù)據(jù)平臺結(jié)構(gòu)中，可以使用PI數(shù)據(jù)庫和Edna數(shù)據(jù)庫來完成采集信息的存儲(chǔ)。在分類過程中，還可以對應(yīng)用數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)鍵字標(biāo)注，快速提取有用信息，提高數(shù)據(jù)信息的應(yīng)用價(jià)值。

3.3應(yīng)用功能一體化

在智能電網(wǎng)調(diào)度集成設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)用功能集成也是一個(gè)非常重要的應(yīng)用內(nèi)容。其主要內(nèi)容是指在電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行過程中，從實(shí)際應(yīng)用的角度來看，需要同時(shí)具備多種應(yīng)用功能，如服務(wù)功能、動(dòng)態(tài)計(jì)算功能、靜態(tài)分析功能等，功能集成過程中需要解決的最大問題是原系統(tǒng)（SCADA/EMS系統(tǒng)）的估計(jì)精度較低，在提供服務(wù)時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)服務(wù)偏差。因此，在應(yīng)用功能集成設(shè)計(jì)過程中，有必要對這些內(nèi)容進(jìn)行預(yù)先處理，優(yōu)化原有的應(yīng)用系統(tǒng)，如找到PMU系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，從而提高電網(wǎng)調(diào)度過程的集成度。

3.4硬件系統(tǒng)一體化

在智能電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行過程中，硬件系統(tǒng)集成的支持是必不可少的。在智能電網(wǎng)的集成設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：（1）前端服務(wù)器系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)前端服務(wù)器系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的服務(wù)項(xiàng)目對服務(wù)器結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，以提高前端服務(wù)器系統(tǒng)的可靠性。（2）應(yīng)用服務(wù)器系統(tǒng)中，系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)后期數(shù)據(jù)信息的處理，類似于前端服務(wù)器系統(tǒng)的配置，在實(shí)際應(yīng)用過程中，可以結(jié)合實(shí)際應(yīng)用需求完成系統(tǒng)的篩選工作。（3）用于電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)和應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器系統(tǒng)應(yīng)具有兼容性強(qiáng)、存儲(chǔ)容量大的特點(diǎn)。

3.5軟件系統(tǒng)一體化

與硬件系統(tǒng)相對應(yīng)的是軟件系統(tǒng)。在軟件集成設(shè)計(jì)中，要注意以下四個(gè)方面：一是數(shù)據(jù)總線層，主要用于數(shù)據(jù)信息的采集。如前所述，系統(tǒng)需要滿足實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的運(yùn)行數(shù)據(jù)采集，同時(shí)還需要做好數(shù)據(jù)庫的管理工作，以便于后續(xù)工作。第二，集成總線層，主要用于各種業(yè)務(wù)信息的交互，有時(shí)還與第三方機(jī)構(gòu)合作，加快數(shù)據(jù)信息的交互頻率。第三，應(yīng)用系統(tǒng)層也是數(shù)據(jù)處理和提取的層次，在集成設(shè)計(jì)中應(yīng)滿足功能分布處理的要求，提高系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值。第四，公共服務(wù)層，也就是與用戶的信息交互層次，應(yīng)滿足設(shè)計(jì)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性要求。

3.6系統(tǒng)協(xié)議一體化

在系統(tǒng)正常運(yùn)行的過程中，需要依靠各種協(xié)議來完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)南嚓P(guān)工作。在集成系統(tǒng)的協(xié)議設(shè)計(jì)中，主要使用的協(xié)議有路由信息協(xié)議和優(yōu)先級協(xié)議。在實(shí)際應(yīng)用過程中，前者主要用于一些大型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組織，可以優(yōu)化寬帶的利用率，提高系統(tǒng)內(nèi)容的兼容性。后者屬于優(yōu)先級處理協(xié)議，對數(shù)據(jù)處理有一定的局限性。因此，在智能電網(wǎng)調(diào)度集成系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，可以優(yōu)先使用路由信息協(xié)議，從而提高系統(tǒng)運(yùn)行過程的可靠性。

結(jié)束語

電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)最重要的方面是安全性、經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。智能電網(wǎng)調(diào)度實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)、功能、平臺的集成，支持系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用。也需要不斷的探索和研究。采用智能電網(wǎng)調(diào)度控制，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，提高高效、優(yōu)質(zhì)、綠色、清潔的供電能力。智能電網(wǎng)是整個(gè)電力工業(yè)系統(tǒng)的一次巨大變革，它將引發(fā)整個(gè)電力行業(yè)的創(chuàng)新。是一種資源節(jié)約、經(jīng)濟(jì)適用的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

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