電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度及應(yīng)用場景分析

劉明明，邵良友

（深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518000）

0 引 言

隨著我國科學(xué)技術(shù)的進一步發(fā)展，智能電網(wǎng)應(yīng)運而生，并在不斷的推廣與應(yīng)用中逐漸成為了我國電力工業(yè)發(fā)展的主要方向。對于智能電網(wǎng)，實質(zhì)上是由信息通信技術(shù)與物理電力系統(tǒng)運行技術(shù)構(gòu)成的一種全新電網(wǎng)。根據(jù)相關(guān)研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)，電網(wǎng)調(diào)度在實際運行過程中包含的數(shù)據(jù)和類型等均非常復(fù)雜。因此，實際運行過程中，為進一步實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息準確安全地轉(zhuǎn)化，需要對電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度及應(yīng)用場景加以分析[1]。本文首先將對國內(nèi)外電力大數(shù)據(jù)研究的現(xiàn)狀進行了相關(guān)闡述，其次對電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度進行了深入研究，最后對電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度的應(yīng)用場景進行了有效分析，以供參考。

1 電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度特征

目前，電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度是我國電力行業(yè)發(fā)展的主要方向之一。本文針對電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度特征的進行了如下分析。

1.1 電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的來源

隨著新時代科學(xué)技術(shù)的進一步提升，智能電網(wǎng)應(yīng)運而生。相比于傳統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)度，現(xiàn)在的電網(wǎng)調(diào)度的數(shù)據(jù)來源和種類等都隨著時間的不斷推移，獲得了較好得填充[2]。目前，我國電網(wǎng)調(diào)度中心的數(shù)據(jù)來源主要體現(xiàn)在以下4個方面。（1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)?；A(chǔ)數(shù)據(jù)是描述電力設(shè)備固有屬性的相關(guān)參數(shù)?；A(chǔ)數(shù)據(jù)在電力系統(tǒng)實際運行過程中是不會產(chǎn)生太多變化的，甚至可能根本不會發(fā)生變化。分析實際情況發(fā)現(xiàn)，近年來隨著我國電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，橫向集成等要求隨之出現(xiàn)，需做好基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集。（2）電網(wǎng)實時量測類數(shù)據(jù)。電網(wǎng)中的實時量測系統(tǒng)是電網(wǎng)必不可少的一部分，不僅能直接影響智能電網(wǎng)的發(fā)展，而且是實現(xiàn)智能電網(wǎng)的電力數(shù)據(jù)采集的重要基礎(chǔ)條件[3]。目前，我國現(xiàn)有的電網(wǎng)實時量測系統(tǒng)包括監(jiān)控系統(tǒng)SCADA、WAMS系統(tǒng)以及AMI等。監(jiān)控系統(tǒng)SCADA和WAMS系統(tǒng)在電網(wǎng)中主要負責對電力運行過程中產(chǎn)生的狀態(tài)數(shù)據(jù)進行采集，而AMI在電網(wǎng)中主要負責對個人用戶數(shù)據(jù)進行有效采集。（3）電網(wǎng)準實時應(yīng)用類數(shù)據(jù)。該類數(shù)據(jù)在電網(wǎng)中主要是由調(diào)度自動化系統(tǒng)生成的數(shù)據(jù)和人工輸入的數(shù)據(jù)組成。該過程中包含的數(shù)據(jù)類型主要包括預(yù)測計劃數(shù)據(jù)、報表數(shù)據(jù)以及監(jiān)控預(yù)警數(shù)據(jù)等。（4）環(huán)境數(shù)據(jù)。環(huán)境數(shù)據(jù)主要包括氣候、地貌以及用地類型等數(shù)據(jù)信息。雖然在電網(wǎng)以往的發(fā)展過程中，這類數(shù)據(jù)很少被相關(guān)人員重視或應(yīng)用，但在市場經(jīng)濟發(fā)展和電力系統(tǒng)經(jīng)濟效益提升的今天，這類數(shù)據(jù)已被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)[4]。

1.2 電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度的數(shù)據(jù)特點

根據(jù)相關(guān)研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前的電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度在應(yīng)用過程中體現(xiàn)的數(shù)據(jù)特點主要表現(xiàn)在以下4個方面。第一，電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度的數(shù)據(jù)量非常大，其實時性功能也在不斷的研究中得到了完善。SCADA系統(tǒng)作為電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度中不可缺少的一部分，除了可采集有關(guān)電壓和電流等電網(wǎng)穩(wěn)定狀態(tài)的數(shù)據(jù)信息外，還節(jié)省了大量的數(shù)據(jù)采集時間[5]。第二，電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度中的數(shù)據(jù)類型大都是由結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)為中心，并融入了小部分非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型。目前，結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)主要包括實施量測數(shù)據(jù)和預(yù)測計劃類數(shù)據(jù)等，而非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)主要包括歷史斷面數(shù)據(jù)和視頻多媒體數(shù)據(jù)等。第三，電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度中生產(chǎn)出來的數(shù)據(jù)大都分散在各調(diào)度中心。電網(wǎng)的大數(shù)據(jù)智能調(diào)度工作大都是在當?shù)剡M行，再加上其中的數(shù)據(jù)多來源于生產(chǎn)系統(tǒng)，所以電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度具有數(shù)據(jù)分布在各調(diào)度中心的特征。該特征的存在將在極大程度上使數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x變得越來越近。第四，電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度的安全控制等級非常高。對于電力系統(tǒng)，調(diào)度是不可或缺的一部分，調(diào)度的好壞直接影響電力系統(tǒng)的發(fā)展?；诖?，為保證電力系統(tǒng)的發(fā)展與提升，相關(guān)人員不僅需要對電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度提出超高的安全要求，而且需要使電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度的安全等級滿足四級防護體系[6]。目前的電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度具有安全系數(shù)不高和數(shù)據(jù)信息獲取困難的特點。此外，我國的電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度還具備數(shù)據(jù)量大和種類繁多等特點。

1.3 電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度的應(yīng)用特點

分析目前我國電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度的發(fā)展發(fā)現(xiàn)，監(jiān)視控制已逐漸成為電網(wǎng)調(diào)度發(fā)展過程中所必須具備的基本功能。由于監(jiān)視控制一直都是電網(wǎng)調(diào)度應(yīng)用中的核心部分，相關(guān)人員需針對監(jiān)視控制進行重點研究。此外，隨著相關(guān)人員對電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度應(yīng)用研究力度的不斷加大，電網(wǎng)未來狀態(tài)預(yù)測的重要性也得到了極大提升[7]。電網(wǎng)未來狀態(tài)的預(yù)測包含的內(nèi)容主要體現(xiàn)為操作票安全校核和安全約束機組組合等。

2 電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度應(yīng)用場景

隨著新能源的進一步到來以及先進電力技術(shù)的突破，我國電網(wǎng)的發(fā)電、輸電、以及調(diào)度等方面發(fā)生了較大程度的變化。大規(guī)模集中式電源與大數(shù)量分布式電源相結(jié)合將是智能電網(wǎng)發(fā)展的主要趨勢之一。此外，加大對電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度應(yīng)用場景的分析，對進一步提高電網(wǎng)調(diào)度的安全性有積極作用。因此，針對電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度應(yīng)用場景進行了如下分析。

2.1 電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度應(yīng)用架構(gòu)

受電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能建設(shè)不斷加大的影響，我國現(xiàn)有的調(diào)度系統(tǒng)以及累計數(shù)據(jù)出現(xiàn)了日益增多的現(xiàn)象。該現(xiàn)象的存在將使原來的各大系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性變得越來越強。因此需要將各類電網(wǎng)內(nèi)外部大數(shù)據(jù)進行集成，在新的智能調(diào)度需求下，形成一種全新的應(yīng)用場景[8]。圖1為現(xiàn)有的電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度應(yīng)用架構(gòu)。對電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度應(yīng)用場景進行分析研究時，應(yīng)依托電網(wǎng)各類信息系統(tǒng)的融合和大數(shù)據(jù)集成技術(shù)等。

2.2 互動負荷大范圍的優(yōu)化調(diào)度

根據(jù)相關(guān)研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)度控制都是通過對發(fā)電機組的進一步調(diào)節(jié)實現(xiàn)用電平衡，但在風電等間歇性能源中，電網(wǎng)的容量相對平時存在一定程度的擴大，相關(guān)人員若只是一味地依靠常規(guī)發(fā)電機組進行調(diào)節(jié)，不僅無法將電網(wǎng)的全部調(diào)控能力充分發(fā)揮，而且不能提高最終的調(diào)度效率。為解決傳統(tǒng)調(diào)度存在的弊端，實現(xiàn)調(diào)度效率的有效提升，相關(guān)人員需要利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對全網(wǎng)負荷信息等內(nèi)容進行綜合性分析，并且需要按照最大范圍資源優(yōu)化配置原則對不同時間尺度的決策進行優(yōu)化。這樣不僅能有效提升電網(wǎng)的動態(tài)感知，而且可實現(xiàn)電網(wǎng)的安全運行，達到資源合理配置的目的。

圖1 電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度應(yīng)用結(jié)構(gòu)

3 結(jié) 論

總而言之，隨著新時代社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，電網(wǎng)調(diào)度的穩(wěn)定運行逐漸得到了人們的高度重視。為了提高電網(wǎng)運行的可靠性，促使我國電力事業(yè)更快發(fā)展，相關(guān)人員需要加強對電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能調(diào)度及應(yīng)用場景的研究。