浅谈智能电网调度的自动化及其可视化

摘要：随着社会电力需求的提高，计算机通信及自动化技术的快速发展，电网调度及运行自动化面临着严峻挑战。智能电网作为电力系统改革发展的重要方向，其安全运行在一定程度上与社会发展密切相关，智能电网调度自动化及可视化作为保障电网系统高效运行的核心技术，如何对智能电网调度自动化及可视化加强研究，使其在电网中发挥应有的作用，具有重要意义。

关键词：智能电网；电力调度；自动化技术；可视化；电力需求 文献标识码：A

中图分类号：TM732 文章编号：1009-2374（2015）06-0141-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0498

随着我国电网的快速发展、特高压电网建设的稳步推进，电网运行的技术水平和复杂程度越来越高，加上节能发电调度的试点和推进，电网运行的难度越来越大。因此，加强电网调度能力建设，全面提升调度系统驾驭大电网和进行资源优化配置的能力、着力提高电网调度运行管理水平显得愈加重要和迫切。再加上电力系统运行维护复杂性的提高，威胁电网安全运行的风险一直存在。而调度自动化系统能对电网运行提供智能化的科学管理手段，能够为保证电力系统运行的安全运行提供可靠保障，因而提升调度自动化系统应用的重要性就凸显出来。如何利用电网来输送更多的电力，成为电力企业研究的重要课题。我国幅员辽阔、人口众多，人均资源略显不足。为了高效利用有限的资源，必须要创新资源利用方式。智能电网调度作为合理利用资源的重要方式之一，加强电网调度自动化及可视化的研究，具有重要的现实意义。

1 智能电网调度自动化系统

1.1 调度自动化系统构成

智能电网调度自动化系统主要由三个部分组成：主站系统、数据通讯网络系统及厂站自动化系统。调度自动化系统作为电网的控制核心，其主要功能是监控整个电网，保障电网运行的安全稳定性，根据实时告警信息快速处理故障。电网调度自动化就是根据故障信息来对电力系统的运行情况做出预测与分析，根据实际情况来处理系统中存在的各种复杂问题。

1.2 智能电网调度自动化系统功能

智能电网调度自动化系统功能主要有实时监控与预警、调度计划、安全校核和调度管理四类，是保障电网安全、经济运行的重要技术手段，电网调度自动化系统的应用已成为加快电力系统发展非常重要环节。电力企业可以通过以下措施来判断电网调度自动化系统是否成熟：其所采用的技术与平台是否先进；该系统是否遵循国际标准、国家标准及行业标准；该系统是否具备可管理性及可扩充性；该系统运行是否具备安全性、可靠性及稳定性。智能电网调度自动化系统的功能性主要体现在两个方面：第一，在网络传输层，调度自动化系统要能够在保障数据网络安全的前提下，向外传输重要数据，由于调度生产管理系统与办公自动化系统之间安全隔离，因此调度控制系统与调度生产系统之间只能采用单向传输方式，安全隔离措施采用正、反向电力专用物理隔离装置；第二，在调度自动化系统应用层面，为了确保其作用的发挥，保障操作系统及数据网络的安全，必须要对关键软硬件设备做好冗余备份处理，对于重要数据要能够同时做好热、冷备份，这样能够避免重要数据受到病毒的破坏；对于广域网及局域网上的调度数据，必须要针对业务系统的不同，使用不同安全机制的技术，例如网络安全访问控制技术、加密通信技术、身份认证技术等。

2 智能电网调度的可视化

2.1 电网调度可视化功能的实现

智能电网可视化计算以系统数据标准化及技术手段为前提，以集中处理与可视化应用为支撑，各系统数据的整合能够实现可视化数据支撑体系并建立可视化应用平台，事故分析、调度计划、方式决策及实时调度的可视化，能够突破各系统之间的界限，使可视化功能模块发挥应有的作用，调度可视化架构如图1所示。

智能电网调度可视化主要通过以下四个方面来实现：第一，可视化预警功能。智能电网借助该功能，能够通过各种可视化小部件来显示预警分析结果，智能电网可视化指标种类较多，例如动态稳定阻尼裕度、预想故障暂时预警、预想故障热稳预警、低频振荡实时告警、潮流越限程度等。调度人员可以针对预警分析结果来观察系统中的薄弱电力设备及故障的严重程度。第二，可视化控制功能。通过直观的可视化界面来显示自动电压控制、自动发电控制的应用分析结果，有助于分析人员对智能电网进行直观控制与监视，从而为智能化调度奠定重要基础，使调度人员全面掌握电网实时运行状况，减轻调度人员的工作压力。第三，可视化分析功能。电压排序能够使调度人员更好地掌握全网的电压情况；灵敏度排序能够协助调度员快速调整设备重载的情况。调度人员在运行过程中，需要注意避免出现人机界面不友好或分析目标过多的现象，要能够及时解决系统存在的故障问题。第四，可视化观测功能。智能电网可以通过可视化计算方法来直观地显示出电网调度数据，灵活设置电网分区，由其来独立负责分析重载设备、电压合格率、电力电量平衡、容载比及电网安全性等。灵活设置电网分区且对分区间的断面信息进行全面监控，这就是电网分区运行的可视化。

2.2 可视化技术在智能电网调度中的应用

第一，地理接线图。电力调度中地理接线图是可视化技术的应用基础，智能电网应用的实现大都是在地理接线图的基础上展示分层信息，地理接线图充分利用了地理信息系统及电力系统，能够真实反映出电力调度运行状况。第二，WAMAP系统展示。WAMAP系统主要根据PMU动态数据来对电力系统进行在线分析，主要用于提高电压、低频振荡及暂态等在内的安全稳定性，同时还能够对智能电网进行在线监视，做出实时预警。第三，在调度操作方面的应用。电气相关的操作主要包括编写操作票、电气操作的发布与执行；非电气相关操作中主要包括启停机炉、修改电能计划、电能交易的输入及执行等。可视化技术在调度操作中的应用主要是为调度操作提供可视化的应用界面，为操作人员展示可视化的现场设备、通信、继保、调度操作等。第四，实时运行状态监视的可视化，主要分为三个部分：（1）可视化技术在电压监控方面的应用主要包括厂、站节点的电压可视化应用及系统电压这两个方面。在厂、站节点电压的可视化应用中，电压高低及分布是衡量电网运行安全与否的重要依据；从可视化计算在系统电压中的应用来看，节点电压情况只能体现出电压的局部特征，而调度员在工作过程中，必须要全面掌握智能电网的整体电压状况。因此，掌握一种能够使调度员全面了解电力系统电压整体状况的手段尤为重要；（2）在潮流监控方面应用可视化技术，不但能够动态展示潮流的走向，还能够清晰地显示出潮流的限额裕度，使得调度员快速准确地做出判断，从而切实提高潮流监控的有效性；（3）旋转备用作为电力调度系统运行的重要指标，在旋转备用方面应用可视化技术，使得电力系统保留一定的旋转备用容量，即使智能电网在运行过程中发生故障，停止运行时，系统仍能够及时运用旋转备用机组产生的出力，这样能够避免因频率过低而造成的拉限电。

3 结语

综上所述，为了满足社会的用电需求及未来电网的发展趋势，智能电网建设人员要能够充分应用先进的计算机技术、信息技术、通信技术及控制技术，切实提高智能电网调度的先进性，最大限度地优化覆盖所有电压等级的发输变配用电及调度等各环节的资源，切实提高智能电网的服务质量，进一步融合业务流、信息流及电力流，使智能电网调度工作为我国经济社会的可持续发展提供服务。只有进一步实现智能电网的自动化及可视化，才能促进电力体系的建设，提高电力企业的生产效率，促进电力企业经济效率的最大化，为电力企业的可持续发展提供基本保障。

参考文献

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作者简介：赵沁，男，国网湖北省电力公司孝感供电公司工程师，研究方向：电力调度自动化。

（责任编辑：蒋建华）