電網(wǎng)智能調(diào)度支持系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)研究

代自強(qiáng)

摘 要：隨著電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)調(diào)度也需要與時(shí)俱進(jìn)，未來(lái)的電網(wǎng)調(diào)度必將更加智能化。本文針對(duì)未來(lái)電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)做了需求分析，在綜合分析智能調(diào)度研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究總結(jié)了電網(wǎng)智能調(diào)度支持系統(tǒng)架構(gòu)的建設(shè)設(shè)計(jì)。主要內(nèi)容有：運(yùn)行綜合駕駛艙技術(shù)，數(shù)據(jù)挖掘和電網(wǎng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控技術(shù)等。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)智能調(diào)度；系統(tǒng)構(gòu)架；決策能力；技術(shù)實(shí)現(xiàn)

中圖分類號(hào)：TM734 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）20-0083-02

當(dāng)前電網(wǎng)規(guī)模逐漸擴(kuò)張，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，但隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，電網(wǎng)供電質(zhì)量和供電可靠性的需求也越來(lái)越高。為了促使電網(wǎng)安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行得到保障，必須加強(qiáng)電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)調(diào)度。智能化將是未來(lái)電網(wǎng)調(diào)度的發(fā)展方向。

1 智能調(diào)度研究現(xiàn)狀

對(duì)于智能調(diào)度技術(shù)進(jìn)行分析，當(dāng)前美國(guó)PJM公司使用的先進(jìn)控制中心，屬于新型電網(wǎng)運(yùn)行以及運(yùn)營(yíng)控制技術(shù)支持系統(tǒng)。對(duì)于這一系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，相應(yīng)設(shè)計(jì)人員使用的是面向服務(wù)的結(jié)構(gòu)。引入可視化技術(shù)和分區(qū)的技術(shù)，這就在一定程度上實(shí)現(xiàn)了更加強(qiáng)大的功能，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了更加安全的運(yùn)行。另外，清華大學(xué)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室提出了相應(yīng)的三維協(xié)調(diào)新一代能量管理系統(tǒng)，對(duì)這一系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用，可以在空間、時(shí)間以及目標(biāo)等三個(gè)維度上做出多方面的協(xié)調(diào)[1]。

2 未來(lái)電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)需求分析

隨著IT信息技術(shù)的發(fā)展，無(wú)論是企業(yè)或者學(xué)界，均開(kāi)始對(duì)云計(jì)算進(jìn)行廣泛應(yīng)用。尤其是2015年后，各個(gè)行業(yè)開(kāi)始借助相應(yīng)優(yōu)勢(shì)，加快了云計(jì)算市場(chǎng)布局的腳步。隨著電網(wǎng)建設(shè)，我國(guó)電網(wǎng)特高壓電網(wǎng)送受端、交直流、上下級(jí)電網(wǎng)之間耦合的逐漸緊密，未來(lái)中國(guó)會(huì)對(duì)信息系統(tǒng)支持模式和信息共享模式提出更高要求。針對(duì)未來(lái)我國(guó)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電源結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特性等進(jìn)行分析，這些將成為世界上電壓等級(jí)最高、輸送容量最大、技術(shù)水平最先進(jìn)的電網(wǎng)。對(duì)電網(wǎng)調(diào)度情況進(jìn)行控制，面臨著新的挑戰(zhàn)。在當(dāng)前調(diào)度控制系統(tǒng)當(dāng)中，存在以下幾方面技術(shù)仍有較大的提升空間。

3 系統(tǒng)平臺(tái)總體設(shè)計(jì)

3.1 建立應(yīng)用開(kāi)發(fā)環(huán)境

對(duì)系統(tǒng)框架進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，需要以IEC61974國(guó)標(biāo)作為基礎(chǔ)，其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)統(tǒng)一，要求其接口具有多樣化特點(diǎn)。同時(shí)可以針對(duì)一些特殊業(yè)務(wù)和特殊功能，按照相應(yīng)需求做出二次編程。

3.2 構(gòu)建應(yīng)用集成環(huán)境

具備較強(qiáng)的局域共享能力，可以促使終端維護(hù)結(jié)果在全網(wǎng)實(shí)現(xiàn)共享，還可以對(duì)維護(hù)結(jié)果進(jìn)行傳輸，將其傳輸?shù)脚渚W(wǎng)系統(tǒng)或者縱向的對(duì)各省系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。

3.3 構(gòu)建應(yīng)用運(yùn)行環(huán)境

站在防護(hù)體系和系統(tǒng)冗余度角度進(jìn)行分析，其中基礎(chǔ)能力共享等方面可以促使系統(tǒng)運(yùn)行的基本環(huán)境等得到滿足，從而促使不同行業(yè)服務(wù)可以穩(wěn)定運(yùn)行。

3.4 建立應(yīng)用維護(hù)環(huán)境

結(jié)合不同服務(wù)和不同工作狀態(tài)，不同角度等，對(duì)管理維護(hù)程序進(jìn)行維護(hù)，通過(guò)這種方式，從而對(duì)系統(tǒng)資源進(jìn)行多層面和多視角的維護(hù)?；A(chǔ)平臺(tái)對(duì)信息進(jìn)行傳遞，基礎(chǔ)硬件和操作系統(tǒng)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)等，需結(jié)合對(duì)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行有效建設(shè)。

4 電網(wǎng)智能調(diào)度支持系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

電網(wǎng)智能支持系統(tǒng)構(gòu)架如圖1所示。

對(duì)相應(yīng)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和運(yùn)輸、傳輸、存儲(chǔ)和提取等，智能支持系統(tǒng)可以被分成三種類型，分別為運(yùn)行綜合駕駛艙、數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)子系統(tǒng)。

4.1 運(yùn)行綜合駕駛艙技術(shù)

對(duì)于地區(qū)電網(wǎng)智能調(diào)度技術(shù)而言，支持系統(tǒng)主要是面向地區(qū)級(jí)調(diào)度各個(gè)專業(yè)，系統(tǒng)的主要功能有實(shí)時(shí)監(jiān)控、在線分析、調(diào)度計(jì)劃以及管理。對(duì)于系統(tǒng)中的不同應(yīng)用對(duì)象，需結(jié)合系統(tǒng)工作人員的工作內(nèi)容、崗位性質(zhì)和重要程度等，對(duì)應(yīng)用對(duì)象進(jìn)行進(jìn)一步劃分，將其分成調(diào)度員、領(lǐng)導(dǎo)和其余生產(chǎn)人員幾類。對(duì)于地區(qū)電網(wǎng)而言，智能調(diào)度技術(shù)支持應(yīng)用系統(tǒng)主要應(yīng)用在南方電網(wǎng)中的“一體化”總體思想指導(dǎo)下，當(dāng)前根據(jù)已經(jīng)在地區(qū)電網(wǎng)廣泛應(yīng)用的功能，或者對(duì)于一些功能可預(yù)見(jiàn)的電網(wǎng)智能調(diào)度新應(yīng)用需求，內(nèi)容包含監(jiān)視控制、在線分析決策、運(yùn)行策劃以及運(yùn)行管理的應(yīng)用，這些內(nèi)容會(huì)因?yàn)榻窈蠹夹g(shù)的發(fā)展需求變化而出現(xiàn)滾動(dòng)更新的狀態(tài)。

4.2 數(shù)據(jù)挖掘和多元數(shù)據(jù)融合

對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，主要是從大量和不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機(jī)的實(shí)際應(yīng)用數(shù)據(jù)中，找到引薦的，事先不夠明確的信息和知識(shí)對(duì)多元數(shù)據(jù)進(jìn)行融合的實(shí)質(zhì)就是對(duì)那些不同來(lái)源和不同模式，在介質(zhì)上也不同的、空間上存在冗余的信息進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，從而尋找更加合理的信息組合準(zhǔn)則，此后對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行評(píng)價(jià)，分析其一致性，對(duì)其進(jìn)行全面描述，進(jìn)而制定出一個(gè)相對(duì)完善的策略。實(shí)施對(duì)數(shù)據(jù)源融合，這一技術(shù)相對(duì)于系統(tǒng)而言，和將系統(tǒng)各個(gè)部分進(jìn)行簡(jiǎn)單的相加更加優(yōu)越。該技術(shù)可以從海量的數(shù)據(jù)當(dāng)中對(duì)不同部門所需數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，同時(shí)還能夠?qū)⑦@些數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出來(lái)。如，調(diào)度員所關(guān)心的是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治?，安全性和告警處理等，而領(lǐng)導(dǎo)倉(cāng)所決策的內(nèi)容主要是時(shí)空模式、待定模式和互動(dòng)模式等。對(duì)此，這一方案主要使用三種不同的融合形式，結(jié)合領(lǐng)導(dǎo)決策融合方式。三種融合方式所關(guān)注的信息有所不同，那么怎樣才能夠從不同數(shù)據(jù)信息中挑選出不同部門所需要的信息，在多元數(shù)據(jù)融合技術(shù)當(dāng)中是一項(xiàng)重要研究?jī)?nèi)容。

局部信息融合輸出，能夠?qū)ο到y(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行描述和解釋，而對(duì)全局信息進(jìn)行融合，能夠?yàn)轭I(lǐng)導(dǎo)倉(cāng)和運(yùn)行方式、調(diào)度等提出相應(yīng)的對(duì)策和建議。對(duì)這種多元數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，結(jié)合信息的主要種類等，與融合目標(biāo)之間應(yīng)用不一樣的融合技術(shù)。站在機(jī)理角度進(jìn)行分析，其屬于一種目標(biāo)識(shí)別問(wèn)題。以信息論融合方式為基礎(chǔ)，主要是借助對(duì)參數(shù)的觀測(cè)，和目標(biāo)系統(tǒng)身份之間相互映射，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行標(biāo)志。以智能技術(shù)融合方式為基礎(chǔ)，該技術(shù)主要是將智能技術(shù)應(yīng)用在工程領(lǐng)域當(dāng)中，從而提供一定的狀態(tài)解釋，還能夠帶來(lái)一定的決策功能。

4.3 電網(wǎng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控技術(shù)

電網(wǎng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控功能主要是借助實(shí)時(shí)相量數(shù)據(jù)以及存儲(chǔ)歸檔，實(shí)現(xiàn)越限報(bào)警，對(duì)低頻振蕩進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測(cè)，最終對(duì)大型互聯(lián)電網(wǎng)的具體運(yùn)行過(guò)程做出動(dòng)態(tài)監(jiān)視。對(duì)于電網(wǎng)運(yùn)行的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)而言，該功能可以促使電力系統(tǒng)當(dāng)中的故障被詳細(xì)記錄下來(lái)，同時(shí)還可以針對(duì)低頻振蕩以及相應(yīng)系統(tǒng)等情況下的動(dòng)態(tài)過(guò)程、網(wǎng)絡(luò)電氣特性進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)視。借助后臺(tái)中存在的動(dòng)態(tài)算法對(duì)其作出較為詳細(xì)的分析，最終為電力系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，針對(duì)相應(yīng)故障進(jìn)行科學(xué)有效的分析，這樣做可以在一定程度上提升電網(wǎng)輔助服務(wù)質(zhì)量。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，對(duì)地區(qū)電網(wǎng)進(jìn)行調(diào)度支持系統(tǒng)當(dāng)成是地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)具體開(kāi)展過(guò)程中的一種技術(shù)支持系統(tǒng)，存在著較為重要的地位。對(duì)熊進(jìn)行科學(xué)建設(shè)，可以在一定程度上提升電網(wǎng)準(zhǔn)備水平以及駕馭電網(wǎng)的能力，從而促使故障的發(fā)生概率有效降低。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2018-6-2