智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)現(xiàn)狀與技術(shù)展望

劉雪飛

【摘??要】經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化進(jìn)程的加快，人們對(duì)電能的需求也逐漸增加。隨著科學(xué)技術(shù)的逐步發(fā)展，智能電網(wǎng)的構(gòu)建也漸漸開展，其中最為重要的內(nèi)容就是智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的構(gòu)建與設(shè)計(jì)。因此，有必要了解電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程。本文就智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)現(xiàn)狀與技術(shù)展望展開探討。

【關(guān)鍵詞】智能電網(wǎng);調(diào)度控制;關(guān)鍵技術(shù)

引言

傳統(tǒng)的調(diào)度控制系統(tǒng)主要任務(wù)是電力數(shù)據(jù)。但是，傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)工作內(nèi)容無法滿足當(dāng)前的電網(wǎng)發(fā)展需求，需要更大的發(fā)展前景。近年來，國(guó)家電網(wǎng)調(diào)度事業(yè)取得了快速發(fā)展，促使電網(wǎng)調(diào)度呈現(xiàn)出自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)，也是當(dāng)前電力企業(yè)的重點(diǎn)工作內(nèi)容。

1電網(wǎng)控制與調(diào)度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

智能電網(wǎng)構(gòu)成包括了多個(gè)部分，比如發(fā)電站，通信部分，調(diào)度部分等。智能電網(wǎng)控制系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用涉及到了多個(gè)單位，技術(shù)目標(biāo)是軟件與硬件具備較高的安全性能，而計(jì)算機(jī)集群技術(shù)的應(yīng)用則能夠使系統(tǒng)處理能力和運(yùn)輸可靠性得到有效提升，所應(yīng)用的體系結(jié)構(gòu)能夠有效提升系統(tǒng)互聯(lián)能力，從而使原有的相互獨(dú)立的系統(tǒng)橫向集成，包括了不同的應(yīng)用與基礎(chǔ)平臺(tái)，應(yīng)用包括了預(yù)警與實(shí)時(shí)檢控，安全校核與調(diào)度計(jì)劃，管理等，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同級(jí)別調(diào)度業(yè)務(wù)協(xié)調(diào)與控制，支持實(shí)時(shí)畫面與數(shù)據(jù)，全網(wǎng)共享等。

2電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程

2.1電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的起步過程

1985年，我國(guó)的電網(wǎng)調(diào)度開始發(fā)展，那時(shí)電網(wǎng)調(diào)度使用的監(jiān)控技術(shù)在省級(jí)之間還難以穩(wěn)定運(yùn)行，所以我國(guó)電力機(jī)構(gòu)使用了國(guó)外的相關(guān)技術(shù)與電力控制系統(tǒng)。該電力控制系統(tǒng)被叫作“四大網(wǎng)”電力管理平臺(tái)，是由華北、華東、東北及華中4個(gè)部分構(gòu)成。我國(guó)使用的電網(wǎng)控制系統(tǒng)是在特定操作系統(tǒng)控制（VMS）、特別網(wǎng)絡(luò)（DECNET）及小型計(jì)算機(jī)（VAX）等基礎(chǔ)上組建的。同時(shí)，我國(guó)的相關(guān)電力科研機(jī)構(gòu)積極吸收了其他發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)，在改革、創(chuàng)新他國(guó)技術(shù)的基礎(chǔ)上結(jié)合我國(guó)的特殊國(guó)情、利用我國(guó)的相關(guān)技術(shù)工程，開發(fā)構(gòu)建出不同地區(qū)之間的信息監(jiān)控與獲取系統(tǒng)（SCAD），電網(wǎng)調(diào)控控制系統(tǒng)的發(fā)展由此開始。

2.2電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的發(fā)展創(chuàng)新階段

電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的發(fā)展創(chuàng)新階段是在1995年以后開始的，國(guó)家電網(wǎng)相關(guān)部門及科研院所利用了十多年的時(shí)間致力于學(xué)習(xí)和創(chuàng)新，這階段，精簡(jiǎn)指令計(jì)算機(jī)、UNIX操作系統(tǒng)（尤尼斯）、互聯(lián)網(wǎng)等在世界上開始快速發(fā)展，給中國(guó)追趕別人的步伐提供了一個(gè)可遇不可求的機(jī)會(huì)。中電院研究創(chuàng)新了一項(xiàng)新科技—新一代的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)去cc-2000，國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院開發(fā)了SD一6000，OPEN一2000能量管理系統(tǒng)。自從開發(fā)出上面這兩個(gè)系統(tǒng)，市場(chǎng)占有率很快達(dá)到了80%，這兩個(gè)電力系統(tǒng)的科技水平可以和德國(guó)西門子股份公司的系統(tǒng)、ABB公司的系統(tǒng)相當(dāng)，在使用方面，我國(guó)兩個(gè)電力系統(tǒng)已經(jīng)超過西門子和ABB公司。

2.3電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的提升

2000年開始，我國(guó)電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)得到了較大提升。這是由于2003年時(shí)，美國(guó)曾出現(xiàn)了大面積停電，而停電的原因是電網(wǎng)咨詢獲取較慢。出現(xiàn)這種問題的原因是GE企業(yè)的系統(tǒng)軟件錯(cuò)誤，因此所有國(guó)家都開始對(duì)更好地電網(wǎng)預(yù)警與電力系統(tǒng)展開了研究分析。我國(guó)的電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)也對(duì)相關(guān)問題展開了分析，發(fā)現(xiàn)多路多核集群服務(wù)器能夠達(dá)到電網(wǎng)調(diào)度的相關(guān)要求。2008年，我國(guó)出現(xiàn)了汶川大地震對(duì)電網(wǎng)造成了極大損壞，當(dāng)時(shí)的電網(wǎng)調(diào)度難以達(dá)到處置嚴(yán)重電網(wǎng)破壞的條件，電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)也無法在距離較遠(yuǎn)的地區(qū)形成作用相同的多套IT系統(tǒng)。由于以上事件，我國(guó)的國(guó)家電網(wǎng)迅速作出反應(yīng)，并著手進(jìn)行全新的電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)研究。根據(jù)全球電網(wǎng)的發(fā)展態(tài)勢(shì)，我國(guó)電網(wǎng)企業(yè)全面展開了智能電網(wǎng)的研究與使用。2010年后，我國(guó)已經(jīng)有10家試點(diǎn)公司在展開智電網(wǎng)調(diào)度線上運(yùn)營(yíng)。

3電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀

3.1電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

國(guó)家電網(wǎng)、電力科學(xué)研究院等共同負(fù)責(zé)并討論研制國(guó)家智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上，由各區(qū)域的電網(wǎng)調(diào)度控制服務(wù)中心參與電網(wǎng)控制系統(tǒng)的功能等設(shè)計(jì)，如：電網(wǎng)的總體規(guī)化、電網(wǎng)調(diào)度控制的區(qū)域范圍、電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)在各區(qū)域之間的調(diào)控作用的安排等。各區(qū)域電網(wǎng)調(diào)度控制中心對(duì)電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)總路線是以電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行為基礎(chǔ)，加強(qiáng)對(duì)電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的保護(hù)以及更新舊的調(diào)度系統(tǒng)。保證國(guó)家電網(wǎng)的安全、快速、方便運(yùn)行。這種設(shè)計(jì)方案利用了更安全的調(diào)度系統(tǒng)，使用了具備更高數(shù)據(jù)收取能力的計(jì)算機(jī)集群技術(shù)，提高了電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)控制的可靠性、準(zhǔn)確性和處理信息的能力，其次，這種設(shè)計(jì)方案還采用了提高電網(wǎng)系統(tǒng)互聯(lián)、互關(guān)的面向多重服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)，即SOA。這種互聯(lián)的服務(wù)體系將一個(gè)分散的、分別獨(dú)立的電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)集中在一起，完成數(shù)據(jù)的集中性、電網(wǎng)能力互聯(lián)性以及電網(wǎng)縱橫交錯(cuò)、分布各區(qū)域的目標(biāo)。

3.2電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的作用研究

首先，電網(wǎng)調(diào)度控制平臺(tái)能夠?qū)Σ煌貐^(qū)展開合作、協(xié)同的調(diào)度，能夠進(jìn)行目前資源共享、畫面收取及信息收取等。這種電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的畫面遠(yuǎn)程控制技術(shù)和信息庫方式使得傳統(tǒng)電網(wǎng)控制系統(tǒng)資源難以獲取的問題得到了較好解決。其次，電網(wǎng)調(diào)度控制平臺(tái)通過多層電網(wǎng)調(diào)度一起合作、一起作用的方式展開國(guó)家電網(wǎng)調(diào)控控制系統(tǒng)的監(jiān)控。最后，隨著電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的逐步優(yōu)化、更新，其形成了覆蓋面積廣、縱橫交錯(cuò)的情形。

4智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)技術(shù)展望

4.1網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)度技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)度結(jié)合配電網(wǎng)現(xiàn)有供電能力，可以將目標(biāo)進(jìn)行更加細(xì)致的劃分。一般情況下分為中長(zhǎng)期、短期、超短期3個(gè)目標(biāo)，在此基礎(chǔ)上形成中長(zhǎng)期、短期、超短期的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)度手段。不同的子目標(biāo)下，關(guān)注的內(nèi)容不同，如中長(zhǎng)期優(yōu)化目標(biāo)重點(diǎn)關(guān)注的是月度線損點(diǎn)電量、用戶停電時(shí)戶數(shù)以及開關(guān)動(dòng)作次數(shù)等。短期優(yōu)化目標(biāo)重點(diǎn)關(guān)注的是日線損電量、電壓質(zhì)量以及開關(guān)動(dòng)作次數(shù)，而超短期針對(duì)失電負(fù)荷和電壓質(zhì)量等。在網(wǎng)絡(luò)調(diào)度優(yōu)化技術(shù)的協(xié)調(diào)配合下，可以滿足中長(zhǎng)期、短期、超短期不同尺度下預(yù)定的總體控制目標(biāo)。不僅如此，在不同類型的電網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)度技術(shù)也可以根據(jù)具體的曲線特性進(jìn)行時(shí)間解耦，將分布式電源、微電網(wǎng)、多樣性負(fù)荷中的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問題轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄷r(shí)間、多斷面的靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問題，高效解決了調(diào)度技術(shù)。

4.2安全免疫技術(shù)

目前影響電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)正常運(yùn)行的主要因素是信息傳播能力攻擊和網(wǎng)絡(luò)信息攻擊，因此電力企業(yè)有必要與安全管理系統(tǒng)構(gòu)建技術(shù)結(jié)合，對(duì)信息技術(shù)進(jìn)行深入研究，確保電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的創(chuàng)新性、科學(xué)性及完善性。此外，我國(guó)的電力企業(yè)還可以主動(dòng)引進(jìn)國(guó)外電網(wǎng)可信計(jì)算機(jī)的先進(jìn)安全免疫技術(shù)，并結(jié)合我國(guó)電網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)際發(fā)展情況加以應(yīng)用，不斷提高電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的安全性。

4.3運(yùn)行方式動(dòng)態(tài)解析及自描述技術(shù)

隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷增大，大規(guī)?？稍偕茉吹某霈F(xiàn)進(jìn)一步推動(dòng)了智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的發(fā)展，致使傳統(tǒng)紙質(zhì)運(yùn)行方式無法滿足時(shí)代發(fā)展需求，此時(shí)就需要在保留人可讀的基礎(chǔ)上，引入運(yùn)行方式動(dòng)態(tài)解析及自描述技術(shù)，不僅可以完成在線穩(wěn)定分析階段安控策略與實(shí)時(shí)斷面的自動(dòng)、有效匹配，還可以提高智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率，以確保電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

結(jié)語

綜上所述，智能化電力設(shè)備的應(yīng)用范圍在逐漸擴(kuò)大。智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展創(chuàng)新后，不僅減少了電力員工的工作量，提高了工作效率和運(yùn)行質(zhì)量，降低了運(yùn)行成本，也大大提升了國(guó)家電網(wǎng)的綜合實(shí)力。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：深圳供電局有限公司）