電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)智能化研究

摘要：電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)智能化是當(dāng)今電網(wǎng)發(fā)展的新趨勢(shì)。文章闡述了電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)智能化的主要技術(shù)以及實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)智能化對(duì)未來(lái)智能電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)建設(shè)的重要意義，希望給我國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè)帶來(lái)一定的參考及借鑒。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；電網(wǎng)調(diào)度；智能化；自動(dòng)化；電網(wǎng)建設(shè) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM734 文章編號(hào)：1009-2374（2015）33-0012-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.33.007

在當(dāng)今經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展下，人們對(duì)于電力電能的需求也在不斷增加，因此對(duì)于電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性和可靠性也提出了更高的要求。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)顯然已不適應(yīng)當(dāng)前的發(fā)展潮流，在這種形勢(shì)下為了不斷滿足當(dāng)今電力市場(chǎng)的發(fā)展，電網(wǎng)的調(diào)度系統(tǒng)也應(yīng)該加大技術(shù)創(chuàng)新，進(jìn)行不斷改善?，F(xiàn)代化的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)智能化系統(tǒng)即將先進(jìn)的智能化技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等研發(fā)結(jié)合在一起應(yīng)用到電網(wǎng)系統(tǒng)中，能起到有效提供電力系統(tǒng)運(yùn)行的相關(guān)信息、便于監(jiān)控電網(wǎng)運(yùn)行的相關(guān)人員進(jìn)行相關(guān)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析處理的作用，對(duì)于提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益等各方面效益有重要意義。

1 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)智能化概述

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)智能化可從電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化和智能化兩個(gè)方面來(lái)理解。電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是運(yùn)用現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行調(diào)度和管理。在我國(guó)，根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)電網(wǎng)調(diào)度進(jìn)行了相應(yīng)的等級(jí)劃分，由低到高依次為縣級(jí)電網(wǎng)調(diào)度、地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度、省級(jí)電網(wǎng)調(diào)度、大區(qū)電網(wǎng)調(diào)度以及國(guó)家電網(wǎng)調(diào)度。什么是電網(wǎng)智能化？即基于雙向的通信網(wǎng)絡(luò)，用先進(jìn)的傳感和測(cè)量技術(shù)、設(shè)備技術(shù)、控制方法、決策支持系統(tǒng)技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好的目標(biāo)?，F(xiàn)代電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)智能化系統(tǒng)，顧名思義，它包含了自動(dòng)化技術(shù)、智能技術(shù)。這樣的現(xiàn)代電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)智能化系統(tǒng)綜合運(yùn)用了自動(dòng)化技術(shù)、智能技術(shù)、控制技術(shù)等，既涵蓋了電力系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)和所有的電壓等級(jí)，又可以實(shí)現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”的高度一體化融合，并通過(guò)共享網(wǎng)絡(luò)的信息資源來(lái)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的統(tǒng)一運(yùn)行，有利于促進(jìn)我國(guó)電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)的發(fā)展。

2 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)智能化的相關(guān)技術(shù)

2.1 動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)和預(yù)警技術(shù)

智能電網(wǎng)運(yùn)用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)能夠直接測(cè)量發(fā)電機(jī)功角，提供給電網(wǎng)調(diào)度總站所需要的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，并且利用全球定位系統(tǒng)GPS為所提供的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)設(shè)定位置，這樣通過(guò)對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行情況進(jìn)行信息、位置自動(dòng)全方位的監(jiān)測(cè)，為電力系統(tǒng)的控制以及電網(wǎng)運(yùn)行提供了新的方法和途徑。目前在國(guó)內(nèi)建成了電網(wǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)預(yù)警決策系統(tǒng)的網(wǎng)省公司還是有的，發(fā)揮的主要作用有在線動(dòng)態(tài)估計(jì)、電網(wǎng)有效的實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)以及靜態(tài)安全分析、在線低頻振蕩計(jì)算分析等。其中除了動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)以及在線低頻振蕩計(jì)算分析以外，其他高級(jí)的計(jì)算和應(yīng)用功能都能夠通過(guò)EMS/SCADA去實(shí)現(xiàn)，但是動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)預(yù)警決策系統(tǒng)和EMS/SCADA的在線系統(tǒng)相比較而言還是有所不同的。它們之間的不同點(diǎn)有：（1）電網(wǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)預(yù)警決策系統(tǒng)利用PMU進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，估計(jì)精度要比SCADA高；（2）電網(wǎng)動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)和預(yù)警決策是利用PMU上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算的，不僅對(duì)其低頻振蕩能進(jìn)行在線分析，還能對(duì)電網(wǎng)的相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行連續(xù)的跟蹤了解，并在線計(jì)算和分析動(dòng)態(tài)曲線的頻譜，在出現(xiàn)危險(xiǎn)信息的時(shí)候能夠及時(shí)地向調(diào)度相關(guān)運(yùn)行人員發(fā)出警告的功能就是通過(guò)這些技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。除此之外，電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)還有標(biāo)注出電網(wǎng)的區(qū)域圖上的異常區(qū)域的功能，以至于有效地解決了低頻振蕩事故發(fā)生時(shí)的數(shù)據(jù)記錄問(wèn)題。

2.2 在線分析技術(shù)

在調(diào)度工作中，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的方式進(jìn)行有效合理的選擇和安排是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的基本條件。在負(fù)荷預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上選擇和安排的電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行方式，進(jìn)而制定出的發(fā)電計(jì)劃和設(shè)備檢修計(jì)劃相比于以往的檢修方式，在線分析技術(shù)可最大限度減少調(diào)度人員的工作量，提高工作效率。在實(shí)際運(yùn)行中，在線分析技術(shù)可將離線提升至在線，能實(shí)現(xiàn)離線計(jì)算無(wú)法完成的多重故障產(chǎn)生的計(jì)算。

2.3 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)負(fù)荷采集電網(wǎng)數(shù)據(jù)技術(shù)

這一技術(shù)作為電力系統(tǒng)在運(yùn)行和控制方面的新技術(shù)，能獲取大量電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息和穩(wěn)定信息，實(shí)現(xiàn)同步測(cè)量和數(shù)據(jù)的記錄，彌補(bǔ)了SCADA/EMS系統(tǒng)在采集電網(wǎng)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)方面的不足，這是一種可操作、有效的技術(shù)手段，在維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行方面能做出很大的貢獻(xiàn)。

2.4 短路電流控制與輸電線路測(cè)距技術(shù)

現(xiàn)在采用的從系統(tǒng)運(yùn)行方式、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及設(shè)備性能等方面去解決短路電流的控制問(wèn)題的故障電流限制技術(shù)，不僅有降低電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的負(fù)面效果，而且投資費(fèi)用高。短路電流控制技術(shù)主要是基于故障電流限制器，以此作為控制短路電流的新手段，在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行幾乎不會(huì)產(chǎn)生影響。在如今經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的社會(huì)，長(zhǎng)距離、超高壓輸電線路越來(lái)越多，因此線路故障點(diǎn)準(zhǔn)確定位和快速排查也就顯得尤為重要。輸電線路測(cè)距技術(shù)不但能夠根據(jù)行波原理，利用小波變換技術(shù)分析線路故障發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的行波信號(hào)，從而準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)距離，彌補(bǔ)原理上的缺陷，而且還能夠?qū)€路故障進(jìn)行快速定位。

2.5 節(jié)能環(huán)保發(fā)電調(diào)度技術(shù)

如今，世界各國(guó)都面臨著能源短缺、環(huán)境污染等問(wèn)題，為此，節(jié)能環(huán)保、建立可持續(xù)發(fā)展機(jī)制成為了各國(guó)發(fā)展中所面臨的一個(gè)重大問(wèn)題。構(gòu)建智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，應(yīng)極力做好節(jié)能發(fā)電調(diào)度技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)節(jié)能發(fā)電調(diào)度的創(chuàng)新，應(yīng)將大規(guī)模的可再生能源利用高新技術(shù)如碳排放檢測(cè)控制、梯級(jí)水電優(yōu)化調(diào)度、新能源優(yōu)化調(diào)度、節(jié)能調(diào)度計(jì)劃編制等接入電網(wǎng)，并把如何解決多維多級(jí)協(xié)調(diào)節(jié)能調(diào)度的技術(shù)作為重點(diǎn)。

3 實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)智能化的現(xiàn)實(shí)意義

3.1 改善電力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)安全發(fā)電

智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)信息資源的共享和各個(gè)環(huán)節(jié)間協(xié)調(diào)發(fā)展的兼容功能，使在電力系統(tǒng)運(yùn)行中尤其在發(fā)電環(huán)節(jié)，不僅能對(duì)發(fā)電利用的礦產(chǎn)燃料、可再生資源等進(jìn)行有效的整合，根據(jù)發(fā)電資源的實(shí)際情況進(jìn)行區(qū)域分布式發(fā)電，還可以降低系統(tǒng)發(fā)電過(guò)程中負(fù)荷過(guò)大的壓力，有效地解決傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)電基礎(chǔ)存在負(fù)荷較大的問(wèn)題，進(jìn)一步保證電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)電的可靠性。電網(wǎng)自動(dòng)智能化系統(tǒng)能在元件產(chǎn)生故障時(shí)對(duì)電網(wǎng)操作中的不足進(jìn)行診斷、分析并自我恢復(fù)，即智能電網(wǎng)系統(tǒng)的自愈功能。智能電網(wǎng)是對(duì)電力系統(tǒng)的改善，它的自愈功能對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定、安全、可靠的運(yùn)行有著重大的作用。

3.2 便利生活方式

21世紀(jì)，在人們追求綠色低碳的生活方式的價(jià)值理念下，電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)智能化使遠(yuǎn)程監(jiān)控用電系統(tǒng)并且使用電系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制的想法成為現(xiàn)實(shí)，并且還可以進(jìn)行自動(dòng)抄表和對(duì)賬服務(wù)，推動(dòng)城市向智能化、一體化發(fā)展，能為人們的生活帶來(lái)更多的便利，有利于提高人們的生活品質(zhì)。

3.3 促進(jìn)社會(huì)建設(shè)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展

智能電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)可對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)不同的運(yùn)行區(qū)域、輸送電力狀態(tài)及暢通效果、電源分布等方面進(jìn)行全面分析，協(xié)調(diào)電網(wǎng)的高效運(yùn)行，達(dá)到實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、信息化運(yùn)行的目標(biāo)。這樣在提高電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行效率的同時(shí)降低了電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行投資成本，會(huì)大大提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，促進(jìn)電力企業(yè)的健康快速發(fā)展。而且智能電網(wǎng)貫穿于能源生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方方面面，能促進(jìn)資源的合理配置，保障電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定。因此電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)智能化不僅能促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而且還能促進(jìn)和諧社會(huì)建設(shè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)在，全球已正在進(jìn)入信息化時(shí)代，而且各國(guó)也都越來(lái)越重視綠色能源的開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。逐漸趨向于智能化電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)是傳統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)所無(wú)法比擬的，傳統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)會(huì)慢慢被淘汰，也已成為一種不可阻擋的趨勢(shì)。能實(shí)現(xiàn)智能化、技術(shù)化和科學(xué)化，實(shí)現(xiàn)電能輸送的雙向交流和互動(dòng)的智能電網(wǎng)調(diào)度，這將對(duì)我國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展發(fā)揮巨大的推動(dòng)作用，但有關(guān)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)智能化運(yùn)行的技術(shù)還不夠成熟，因此我國(guó)的相關(guān)研究工作者還需加快研究和應(yīng)用智能電網(wǎng)技術(shù)的步伐，在實(shí)踐中進(jìn)行探索，不斷創(chuàng)新，努力開(kāi)發(fā)出新的技術(shù)并加以運(yùn)用，以提高電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的智能水平。

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作者簡(jiǎn)介：謝喆（1980-），男，廣東韶關(guān)人，廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司韶關(guān)供電局自動(dòng)化專責(zé)，工程師，研究方向：電力調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)。

（責(zé)任編輯：周 瓊）