智能电网调度关键技术

汤蒙蒙邱伟芦兴

摘要：智能调度是建设统一坚强智能电网的关键内容,是智能输电网的神经中枢,是维系电力生产过程的基础和保障电网运行发展的重要手段。在建设统一坚强智能电网的背景下,分析了建设智能调度的意义、目的,阐明了国内外研究现状,描述了智能调度的内涵、特征、体系架构,剖析了建设中国智能调度所需的关键技术,分析了在建设智能电网调度方面已经具备的技术基础。

关键词：智能调度;智能电网;智能输电网

1引言

智能电网是国际电力工业的共同选择,国内外都给予了极大的关注。国家电网公司提出了立足自主创新,加快建设以特高压电网为骨干网架,各级电网协调发展,具有信息化、自动化、互动化特征的统一的坚强智能电网的发展目标。智能调度是建设统一坚强智能电网的关键内容,是智能输电网的神经中枢,是维系电力生产过程的基础,是保障智能电网运行和发展的重要手段。电网的快速发展要求电网运行更加智能化,传统的经验型的电网调度模式已经不能适应新的要求,必须结合科技信息技术的进步,打造电网调度的智能化。

2智能调度内涵与架构

智能调度面向输电网,综合运用各种先进科技和智能化手段,对输电网进行主动式、智能化的监视、分析、预警、辅助决策和自愈控制;面向调度中心运行方式、继保、调度、计划、自动化等全业务专业,提供智能化的业务支撑手段,为坚强可靠、高效经济、清洁环保的智能输电网提供强有力的技术支撑。[1]

从自动化技术支持实现的角度看,智能调度需要具备自学习程度高、自动化程度高、感知能力强、告警与预警能力强、抗风险能力强、运行经济性好、精细化程度高、流程化程度高等特征。从电网的应用实现效果上说,智能调度监视电网是敏锐的、感知电网是前瞻的、控制电网是自愈的、调整电网是优质的、运行电网是经济的。

2.1一体化智能应用支撑方面在智能调度建设过程中,需要研究一体化智能(应用支撑方面的关键技术。

(1)研究一体化模型与数据管理技术,为智能调度提供完整、一致、准确、及时、可靠的一体化模型与数据基础,满足“横向集成、纵向贯通”和智能调度新型业务需要。

(2)研究海量信息存储管理与应用技术,解决特高压互联后,大电网在空间、时间域的海量信息处理、存储、读取速度问题,研究稳态、暂态、动态海量精确时标量测的存储、拟合读取与使用方法,为智能化应用提供更为精确有效的基础数据。

(3)研究智能可视化展示技术,它是智能化调度的主要人机展示方式,可视化的对象将不再局限于传统的电网运行信息,使用者不再局限于调度员,可视化是调度中心全专业的人机界面。[2]

2.2一体化调度计划运作平台方面

一体化调度计划运作平台体现了智能电网的经济特征。一体化调度计划运作平台研究以节能减排为目标的安全经济一体化调度计划优化模型和算法;研究满足多时段能量计划与辅助服务计划一体化优化模型和算法;研究多层次安全校核模型和算法;研究先进实用的调度计划评估分析理论和技术;研究日前、日内、实时多周期调度计划间的协调优化技术,以及与自动发电控制系统间的协调运作理论和技术;开发先进、实用、可扩展、易维护的调度计划应用平台。

通过一体化调度计划运作平台研究,实现智能电网和所有并网运行发电机组的安全、节能和经济运行,以信息化手段提高电力生产管理现代化水平,为特高压大电网安全稳定运行和实现资源优化配置提供坚强技术支撑。

2.3一体化调度管理方面

一体化调度管理着重体现智能电网的高效,它涉及调度中心的规范化和专业化管理、精益化和指标化管理以及调度中心的纵向互联,是调度中心对外提供各类功能和数据服务的窗口。调度管理类功能包括调度门户功能、统计分析报表功能、专业管理功能、生产控制管理功能、业务流程处理功能、运行值班管理功能等。

3智能调度已有技术实践和基础

智能调度的建设是在现有研究基础上的进一步提升。近年来,在新一代调度技术支持系统、调度4大应用平台、在线预警和安全协调防御技术、一体化模型管理技术智能可视化技术、极端外部灾害下的调度防御技术等方面开展了大量的研究和应用,为不断提升调度的智能化水平打下了基础。

3.1新一代调度技术支持系统的开发

自2008年2月起,国家电网公司开展了广域全景分布式一体化电网调度技术支持系统建设框架的研究,该系统紧密结合大电网安全稳定运行、节能发电调度、调度管理和备用调度实际需求,将电网实时监视和控制、分析预警和辅助决策、节能安全经济协调优化的调度计划、不同时序和空间的信息集成等强大的智能化应用功能集成在一起,可以大大提高特大电网安全稳定控制水平和电网经济运行水平,提升电网管理和决策水平,为智能调度建设打下良好技术基础。[3]

3.2调度4大应用开发

为更好地服务于电网的调度运行,国家电网公司开展了实时监控与预警、调度计划、安全校核、调度管理4大应用的开发工作,促进调度应用功能的智能化,实现驾驭大电网能力的显著增强,调度计划安全性和经济性的完美统一,电网管理和决策水平的大幅提升。实时监控与预警应用的研究体现了智能电网的安全可靠性,能够实现对国家电网各级调度一体化的实时监控、动态监测、在线稳定分析、安全稳定预警、调度辅助决策、安全裕度评估等功能。调度计划应用研究面向国家电网统一优化资源配置,进行发电调度计划、检修计划制定,满足统筹检修管理、优化资源配置的需要,并将调度计划由日前扩展到实时,进一步提高智能电网运行的经济性。

3.3一体化模型管理技术

通过一体化模型管理技术的研究,为智能分析、决策应用提供一体化模型基础。解决因模型不完整而导致的稳态、动态、暂态分析预警结果不正确问题。基于模型拼接技术,实现电网模、图、数在上下级调度间的“源端维护、全网共享”,实现调度中心基于全电网模型的分析、计算、预警和辅助决策。此外,一体化模型管理还可以进一步扩充整合其他类型的模型,例如:计划模型、经济模型、安全约束模型等。一体化网络模型管理平台提供了数据交换服务,可以获取完整的电网图形数据和实时断面数据,为智能调度各类应用功能提供准确完整的信息来源。

3.4智能可视化技术

智能可视化技术实现了可视化技术从电网运行信息展示层面向电网分析结果和电网辅助决策结果可视化层面的飞跃。在传统的被动式2D图形监视模式中,越限和事故信息往往通过告警和事故画面等方式进行展现,调度员基于厂站图、地理接线图、图表、告警窗方式进行电网运行状态的监视。信息源零散、监视方式被动,无辅助决策,容易延误战机。

研究了外部灾害信息的接入、建模、展现、分析、仿真、预警和协调防御方法。通过预测信息,可以提前感知外部灾害信息,针对有可能发生的电网故障提前作出预案,在灾害面前化被动为主动,可以大大增强智能电网的抗击外部灾害风险的能力。

参考文献

[1]谢开,刘永奇,朱治中,等.面向未来的智能电网[J].中国电力,2008,41(6):19-22.

[2]姚建国,杨胜春,高宗和,等.电网调度自动化系统发展趋势展望[J].电力系统自动化,2007,31(13):7-11.

[3]刘振亚.加快建设坚强国家电网促进中国能源可持续发展[J].电力建设,2006,27(10):1-3.

[4]孙宏斌,谢开,蒋维勇,等.智能机器调度员的原理和原型系统[J].电力系统自动化,2007,31(16):1-6.

作者简介

汤蒙蒙（1988.7-），女，宁夏青铜峡人，武汉大学工学硕士，工程师，从事电力系统及其自动化。