电力系统调度运行管理优化措施研究

周景明

引言：电力系统调度运行管理是电网发展的重要环节，电网技术的不断发展也呼唤电力系统调度运行管理的优化。本文介绍了电力系统调度运行管理的作用，分析了智能电网发展对调度运行管理的要求，并结合工作实践对电力系统调度运行管理优化措施展开研究。

引言

随着智能电网的发展不断深入，电网运行电压等级不断提高、电网容量不断增加、电网发展技术不断革新，对电力调度的运行管理提出了更高的要求。面对新的发展形势，有必要优化电力系统运行管理，构建强大的调度运行管理系统，以保障电网的安全稳定运行，为未来的智能电网发展提供有力支撑。

一、电力系统调度运行管理

根据我国建设智能电网的规划，在调度技术支持系统建设方面，将构建国调、网调、省调、地调、县调的五级技术支持系统，并实施标准化建设，不断提升电力系统调度运行管理的自动化、信息化、智能化水平。

要实现电网调度运行管理优化，必须理清电网调度的基本功能。电力系统调度主要通过调度管理，确保发电与用电平衡，最终实现电力系统的安全、稳定、经济运行。

（一）运行管理

实时监测系统中的发电厂、变电站及其电气设备的运行状态，包括频率、电压、稳定限额等参数，并根据监测到的状态来决定调度措施，进行电网生产管理，避免事故扩大。

（二）调度管理

根据对电网运行状态的判断和负荷预测结果，来控制电网潮流方向，安排发电机的开机方式，对系统内的负荷进行总体调节，实现电网的电量平衡。

（三）决策支持

根据电网状态来安排停电检修，并为电网公司提供对电网运行、规划、需求等方面的决策支持。

（四）继电保护

对电网中的继电保护装置和安全自动装置的整定计算进行管理，通过对电网内所有的二次设备进行管理来支撑电网稳定。

（五）调度自动化

通过调度自动化系统采集电网中的运行数据，并进行数据传送和可视化界面显示，上送调度机构后，为相应的操作提供支撑，是进行二次设备调度的依据。

二、电力系统调度运行管理优化措施研究

基于对电力系统调度运行管理的主要职能分析，针对调度的监测、控制、管理等方面，提出如下优化措施：

（一）发展电网实时动态监测技术

电网实时动态监测技术集中体现为广域动态策略技术（WAMS）的应用上，通过WAMS实现广域网的动态监控，基于同一个时间参考轴来获取海量的电力系统实时动态信息，从而为调度运行管理提供新思路。

通过发展电网实时动态监测技术能够实现电网数据在40ms及以内的高速同步测量和数据分析，并可以直接測量发电机的功角，实现全网动态数据的实时监测和记录，并进行扰动分析和低频振荡告警。实时动态监测的实现，能够有效弥补传统的SCADA/EMS系统在电网动态数据采集方面的不足，有效促进电力系统的分析、预警、调度、参数辨识、在线决策。此外，基于WAMS技术，还可以优化电力系统调度的一些辅助功能，例如对电厂一次调频指标的考核等，通过PMU精确测量发电机组的一次调频性能，并以当地电网频率为基准值进行监测，有效弥补传统调度时标不统一、传输延时不精确等问题，准确反映机组的一次调频性能。

（二）发展电网动态监测预警与辅助决策技术

基于电力系统调度的预警和决策支持作用，发展电网动态监测预警和辅助决策作用，基于动态监测技术为调度运行人员提供科学决策支持。2008年，国家调度通信中心下发了《在线安全稳定预警系统功能规范》等相关文件，目前，我国也有一些省网公司已经建成使用了电网动态监测预警与辅助决策系统。

与传统的EMS/SCADA在线系统相比，电网动态监测预警与辅助决策系统的优点主要表现在：

1.提高了状态估计精度

电网动态监测预警与辅助决策技术通过PMU（相量测量单元）技术实现了混合状态估计，提升了状态估计的精度，并纠正了SCADA数据传输的不精确等问题。

2.进行低频振荡实时预警

随着我国电网规模的不断扩大，系统架构日益复杂，近年来屡屡出现低频振荡现象，电网动态监测预警与辅助决策技术通过PMU上传的实时数据，根据PRONY算法，实现了对电网的电压、频率、功率的实时跟踪和动态曲线分析，并可以根据动态曲线的频谱判断出弱阻尼振荡分量，当超出限值时给出告警信息，并触发实时数据。目前，有些网省公司已经将其与EMS和保护故障录波系统技术结合，对电网稳定运行进行在线分析和计算。

此外，通过基于广域动态策略技术（WAMS）的动态预警和辅助决策技术还能够进行在线稳定计算，并提升电网的断面极限输送功率，根据实时负荷水平来调整发电机极限功率，实现电网的最优输送能力。

3.发展电力系统元件在线参数辨识技术

电力系统的元件在线参数对与系统仿真技术有重要影响，目前，电力系统中重要的元件包括输电线路、发电机、变压器、励磁系统、原动机、负荷等，元件的在线参数辨识技术直接影响系统仿真的结果。1996年8月，美加大停电导致系统振荡和解列，30000MW负荷停电，系统陷入瘫痪。但事后使用仿真技术进行事故重现时，系统仿真的结果确实稳定的，现有的模型和参数未能精确的反映系统的真实情况，因而也未能得到精确的结果。

在电网调度管理工作中，目前稳定计算都是采用经典的理论参数，然而，实际的环境、温度、运行状态、环境因素等，都可能引起电力系统元件参数的变化。因此，应发展电力系统元件在线参数辨识技术，通过PMU采集数据进行在线参数辨识，及时更新电网的动态预警和辅助系统以及电网运行方式在线技术支持系统的计算数据库，提升稳定计算的精度。

4.发展电网经济运行与优化技术

电网的经济运行与优化技术包括：保持输电线路和变压器等元件运行在物理经济运行点，结合电网实际运行的投资和管理费用的经济运行点，实现元件的经济运行；采用经济负载系数来进行元件的经济运行判断；进行实时的网损在线计算和辅助分析，通过基于SCADA/EMS系统或WAMS系统，来进行网损的在线计算和分析，寻找网损出现的原因并做出控制措施；根据发电机的特性来进行AGC的经济调控，以电网分层分区的无功流动最小为目标函数，选择优先上网电价低的发电机组；通过自动电压控制（AVC）实现电压的有效管理，进行电网经济运行评估分析，实现点电压合格约束等。

结语

本文结合电力系统调度运行的职能，从发展电网实时动态监测技术、电网动态监测预警与辅助决策技术、电力系统元件在线参数辨识技术、发展电网经济运行与优化技术等方面，对电力系统调度运行管理优化措施展开研究，以期为电网的安全、稳定、经济运行提供支撑。

参考文献

[1]张文亮，刘壮志，王明俊等.智能电网的研究进展及发展趋势[J].电网技术，2009，33.

[2]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.

[3]陈实，许勇，王正风等.电网实时动态监测技术及应用【M〕.北京：中国电力出版社，2010.

（作者单位：国网福建顺昌县供电有限公司）