强化电网经济调度的主要方法

2016-08-04张元元杨跃华

大科技 2016年20期

关键词：调度辅助决策

黄丽张元元杨跃华

（国网绵阳供电公司四川省绵阳市 621000）

强化电网经济调度的主要方法

黄丽张元元杨跃华

（国网绵阳供电公司四川省绵阳市 621000）

电力是国民经济发展过程中必不可少的基础性能源，电网则是电能传输得以实现的承载，长期以来，保障电网的安全是每一位电力工作者的首要任务，而电力调度运行是电力生产和使用的中心环节，对维护电网的安全，合理配置电力资源发挥极为重要的任务。本文从电网经济调动的概念和主要职能出发，分析了目前电网经济调度工作中面临的困境与挑战，最后给出了强化电网经济调动的主要方法。

电网；经济调度；主要方法

引言

自多中心大规模电力网建成投产之日起，保障电网运行的安全性、稳定性和经济性便成了电网调度工作最根本的任务，由此，电网的经济调度问题由来已久。近年来，电网规模的进一步扩大和电力系统的日趋复杂加速了智能配电网时代的到来。智能配电网的诞生和发展是电力工业发展历史上一场巨大的变革，其所产生的影响将波及电力网络覆盖的各个行业和部门，由此，作为电网运行的主要生产单位——电力调度通信中心的电网经济调度在其中扮演着关键性的作用。电网经济调动是电网正常运转的基本前提，如何对已有先进技术加以改造，使之为电网调度工作者提供更好的科学辅助决策支持，是当今电力行业信息化建设中的重要工程之一，进一步与信息技术行业融合也是电力产业结构升级的必经之路。

1 电网经济调度的概念和主要职能

1.1 电网经济调度的概念

从本质上讲，电网调度是一种电力资源的配置过程，而电网经济调动则是关于如何使这种资源配置达到最优状态的选择和决策及其各种组合。资源配置最优化的概念取自微观经济学，应用在电网调度中可以被解读为，电网调度中心如何在各种可能的调度计划中选择某一个，使该调度方案比其他任何方案都具有更优的电力资源配置效率，或最大产出。

1.2 电网经济调度的主要职能

电力系统调度的主要目的在于保证供电和用电的平衡，实现一定区域内发电和用电之间的匹配，使区内各个生产单位和居民用户都能享受到充分的电力供应，使电力系统能够安全稳定的持续运行。其具体的基本功能可归纳为如下几点：①调度运行，通过对系统中的发电厂、变电站以及各种电器设备运行状况的实时监测，来保证电网电压、频率以及稳定限额等维持在规定范围，确保电网处于安全稳定的运行状态；②对电网设备的操作进行指挥、调度，当系统中出现问题时，采取针对性的措施，充分发挥好电网生产运行指挥中心的职责作用；③调度计划，依据一定时期内电网运行的状况以及对未来符合的预测结果，对发电机组的开机方式、电网运行安全校核做出适当的安排，以满足电网电力以及电量的双重平衡；④运行方式，基于电网运行设备的停电检修结果，对整个电网的运行状况进行定量分析，并得出精确的计算结果，为上一级电网调度机构的决策提供数据和技术的支持；⑤继电保护，对电网中安全自动装置以及继电保护进行整定计算，负责全网二次装置的技术管理，为电网的高效安全运转提供必要的技术支撑。

2 电网调度中存在的主要问题

随着近年来电网建设和发展的持续高速发展，电网调度工作也面临来自各方的压力和挑战。从外部环境层面上讲，电网规模、网架结构的日趋复杂，自然环境的日益恶化以及极端天气状况的频发，使得电网运行所面临的客观外部环境发生了实质性的变化，电网的安全稳定运行越来越受到来自外部的物理、化学环境的考验；从电力供给的内部安排上讲，随着电力系统行政体制的改革演进，“三公”调度、厂网分开等政策因素也对电网经济调度产生了影响；从电网调度面临的新要求上讲，随着环境承载能力的下降，国家要求电网经济调度要遵照节能减排、节能高效等原则。由此，在电力市场投资环境日渐多元化，区域市场联系不断加强的推动下，我国电网目前已基本发展成“整体互联、多中心、多节点”的巨型电力网络，在这种模式下，电网中的各个子网更加相互依赖，这使得电网调度更加复杂，需要更先进的调度决策支持系统与之相适应。

3 强化电网经济调度的主要方法

3.1 构建实时经济调度系统

构建实时经济调度系统的主要目的在于辅助电网公司协调用电需求和发电供给之间的关系，智能信息化的实时经济调度系统能够以极高的频率收集各个检测点的电力流量，在大数据的支持下快速计算出系统在未来一段时间内的负荷需求，并依据预计负荷来调整发电计划。这种迅速而灵敏调节的实现离不开智能化的电网调度，而智能电网调度又离不开智能实时调度系统的构建。广域网动态测量技术的应用和发展使这种系统的构建成为了可能，该技术通过在同一时间节点上获取海量有关电力系统运行的实时动态信息和稳态数据信息，为给电力系统的经济调控带了了新的途径和方法。该系统以下三大特色著称：①直接测量发电机功角；②数据传输频率高，每隔40ms及以内向调度主站传送一次电网动态数据，实现了系统数据由截面数据到面板数据的转变；③数据在时间上的连续性，通过GPS给每个数据加注时标，实现了同一断面数据的在时间上的继起性，使电网的动态数据记录、监测、以及扰动分析和电网低频振荡告警等成为可能；该系统在SCADA/EMS系统的基础上更进一步，不仅弥补了原有系统在采集电网动态数据上的不足，还创造性的引入了WAMS系统，这种技术环节的创新发展，使得电力部门对电力系统的稳定分析、调度、预警、事故处理、参数辨识及在线稳定决策能力有了很大的提升，为解决复杂电力系统的系列难题提供了新的有效的手段，给电力系统的运行和控制带来了变革性的影响。

图1 电网经济调度动态监测系统工作流程图

3.2 构建电网经济调度决策支持系统

电网动态监测预警和辅助决策技术是在电网实时动态监测技术基础上衍生而来的，旨在为电力调度工作人员提供电网实时运行状况的全面信息，为电网经济调度运行人员提供辅助决策信息，增强电网调度工作对电网的控制能力，提高调控精确度，使电力资源实现最优化的配置。目前国内已有部分公司建成了电网动态监测预警和辅助决策系统，其主要包括以电网实时动态监测、在线静态安全分析、在线低频振荡计算分析、在线静态电压稳定计算分析、在线热稳定计算分析等为代表的预警技术和以在线热稳定预防控制辅助决策、在线静态电压稳定预防控制辅助决策等为代表的辅助决策技术。除此之外，该系统还能够实现EMS/ SCDA系统所涉及的大部分高级分析和计算，但在以下几点上动态监测预警与辅助决策系统不同于在线监测系统：①电网动态监测预警与辅助决策系统在系统状态的计算上拥有更高的精确度，这主要是由于PUM在进行数据传输的同时纠正了SCADA数据存在的偏误，对无用数据进行了有效剔除；②能够有效监测电网的低频振荡，近年来，随着电网的互联和规模扩大，电网低频振荡屡有发生，电网动态监测预警与辅助决策系统能够对PUM上传的动态数据进行有效识别，使用PRONY算法对数据中可能包含的低频振荡信息予以分析捕捉，自动绘制系统实时的动态曲线频谱，一旦发现0.2～2.5Hz范围的弱阻尼振荡分量的存在，即刻就能向调运运行工作人员发出告警，同时在电网区域图上显示可能存在异常的区域。