基于智能電網的電力調度自動化與控制系統實現

（國網河南省電力公司內黃縣供電公司，河南 內黃 456300）

引言

社會的生產力提升使得電力資源在人們的生活中起到的作用也越來越重要，現代社會的發展中，電力調度自動化對于人們的生活有極重要的意義，隨著科技的進一步發展，現在很多的國家都在進行智能電網的建設，智能電網技術被應用到電力調度自動化工作之中，提高了人們的生活質量。

一、概述

智能電網又被稱為“電網2.0”，是建立在集成、高速雙向通信網絡基礎上的自動控制技術、設備技術、傳感技術、測量技術等相互結合的應用，實現電網的可靠、經濟、安全、穩定、環保運行。近年來，各國結合自身工業發展水平和電網發展進行了全面的智能電網研究，而各種先進控制技術、信息技術、傳感技術等在電網中的應用使智能電網成為當前電網發展的主要方向，發展智能電網已得到全世界各國的認可。雖然說各國學者對智能電網的認識不一，但總體上來說都認為其是先進傳感技術、信息技術、決策技術、控制技術等的結合體，是現代新型電網。智能電網中運用先進傳感技術、決策分析技術、自動控制技術等實現電網的自愈。通信網絡技術在智能電網中的應用又使得電網與用戶的雙向互動成為可能，智能電網技術越來越成熟。而日益頻繁的自然災害和社會干擾使得電網必須提高自愈和防御能力。而日益緊張的能源要求電網必須減少能耗，運用先進技術對用電設備進行智能化自動控制，最大限度地減少能耗，提高經濟效益。

二、智能電網電力調度優化模型

（一）新能源模式下智能電網控制

智能電網在電力調度中的自動化控制技術，已經能夠成熟的應用于當前的電力系統。下面以在新能源風力發電系統中實現的自動化控制進行實例分析，通過該系統可實現對新能源進行多個時間尺度的協調優化調度，逐層減少預測誤差造成的影響，最大程度地保證新能源系統地安全運行。

為了能夠得到更精確的結果，需要對系統模型進行仿真，有的研究者在綜合考慮新能源風力發電的新特性、荷載能力、各個層級間的系統調峰特性以及電網的最大輸送能力等因素，提出了采用時序仿真的風電年度計劃方案，并得到了滿意的效果。該方案能夠在每個時段連續的優化電網的動態平衡，基于省級年度風電計劃的數學優化系統，實現系統的優化運行方式。

（二）智能電力調度自動化控制優化數學模型方法

實際的電網電力調度智能控制問題，需要考慮兩個方面的因素，一是電力調度的峰值約束，二是電力網絡系統中不同層級之間的斷面潮流限制約束。基于對電力網絡系統的荷載能力的充分預測，達到對機組功率的優化曲線，從而能夠實現更大的消納能力。同時，實現新能源與傳統條件下的電力網絡調度進行有機的協調。為了能夠促進系統運行的最優化以期達到優先的消納原則，建立相應的電力調度數學模型。

三、智能電網的關鍵技術

（一）智能計量體系和智能需求側管理

智能電網的建設需要對數據和信息進行管理和分析，分析出用戶的使用需求，然后對服務進行針對性的調整或者遠程的檢測，為用戶提供最便捷的服務。在職能電網的技術中，職能電表通信體統是極為重要的一部分，能夠反映出用戶的用電需求，并對其進行管理，實現用戶側需求管理的快速。

（二）智能調度技術和智能防護系統

想要實現電力調度的自動化需要對調度控制中心功能的進一步擴展，要建立起基于廣域同步信息的網絡保護和緊急控制一體化，協調電力系統元件保護控制、區域穩定控制系統、緊急控制系統、解列控制系統和恢復控制系統等多道安全防線的綜合防御體系，能夠及時對各種指令進行及時反應，實現對故障的預防和及時處理。

（三）靈活的網絡拓補

智能電網想要實現發展最重要的就是抗干擾能力強和結構靈活，我國的電力傳輸隨著科技的發展將會越來越追求遠距離、大規模的輸電和大范圍的資源優化配置，這些都對于電網的建設提出了新的要求，特高壓輸電由于其本身具備的在書電量、輸電速度、輸電距離和輸電損耗方面的優勢，成為了智能電網建設中的重要選擇。

四、智能電網技術在電力調度自動化中的發展前景

智能電網技術在電力調度自動化中的應用的最終目的是要打造一個龐大的智能電網體系，將GIS 地理信息系統、智能輸配電系統、智能機器人巡視系統等子系統融合一體。以先進信息通信技術構建通信網，消除系統之間、人與人之間、人與系統之間的信息壁壘，以通順的信息流通提高電力調度自動化水平。下面就智能機器人和智能運行風險評估簡要介紹智能電網技術在電力調度自動化中的應用發展前景：

第一，智能機器人。智能機器人就是說運用智能電網技術將龐大的電力系統打造成一個龐大的自動控制智能機器人，這是電力調度自動化發展的最高形式，運用電力混成控制理論，將所有的狀態都定義為事件，然后再通過控制使系統回歸到無事件的狀態，使系統的電能質量指標、穩定性指標、經濟性指標等處于最佳狀態。運用電力混成控制理論形成的電力系統組織架構，也就是我們所說的智能機器人的初步結構。它將系統分成決策層、中間層和受控層。

第二，智能運行風險評估。未來的電力調度自動化要求電網具有更高的安全性、可靠性、經濟性和環保性，而電網的運行總是會受到自然環境、社會環境、人為等因素的干擾和影響，存在著一定的運行風險，運用智能電網技術實現對運行風險的高效評估，預防風險，增強電網的自我防御能力，提高運行的安全性。

結語

隨著計算機和網絡技術的發展，電力系統的自動化控制將會實現新的突破。從基礎平臺和基礎數據建立大數據系統，并對其進行分析和統計，使得電力調度更加智能化和系統化。在發電、輸變電、配電以及供電等方面實現雙向供電，搭建起一套符合現代化建設需求的交互式系統和全局性的網絡系統。