探析智能电网调度运行面临的关键技术

沈海亮

探析智能电网调度运行面临的关键技术

沈海亮

（国网上海市北供电公司，上海 200072）

现代社会各行各业逐步朝着智能化方向发展，电网系统也不例外。现阶段智能电网被广泛应用在工业生产中，而保障智能电网安全稳定运行的重要保障工作就是电网调度。因此，相关人员应全面掌握智能电网调度运行中的关键技术，以确保智能电网安全运行，进而提升智能电网调度运行的经济效益和社会效益。对智能电网调度运行面临的关键技术进行了探析。

智能电网；电网调度；系统原则；关键技术

智能电网的兴起是在可持续发展理念的基础上，采用先进的控制技术最大程度上提升电网体系的能源效率。智能电网系统为各个领域中的电力工作都带来了翻天覆地的变化。而智能电网的有效运转是建立在智能化的电力调度通信中心的基础上，智能化的电网调度，能够有效满足智能电网的应用要求，提升智能电网系统的可靠性[1]。

1 电网调度功能

电网调度作为智能电网系统中的重要组成部分，能够有效保障发电和用电之间的平衡，以确保电力系统安全稳定的运行。

1.1 调度运行

调度运行主要指对电力系统中的发电厂、变电站以及其他的电气设备进行实时监测，尽量确保整个电网的频率、电压和稳定限额等都在正常的运行范围内。当系统中出现意外事故情况时，能够及时采取合理有效的控制措施，避免情况进一步恶化。电网调度在电力系统中发挥着重要的作用，确保电网执行动作的准确性[2]。

1.2 调度计划

通过将电网运行及负荷情况进行分析总结并进行相应的预测，以判断发电机组的开机方式，并对电网运行方式安排的潮流进行安全校核，以保障电网系统的平衡。

1.3 运行方式

根据电网系统中各个部门的不同职能来获取相应的信息以提供有效的技术支持，同时，根据电网运行设备的停电检修工作来对整个电网进行技术信息上的分析与计算，以保障电网调度系统的指挥工作科学合理[3]。

1.4 继电保护

电网调度具有继电保护功能，并负责对安全自动装置进行整定计算，以保障电网的安全性。

1.5 通信自动化

通过收集电网运行过程中的各种数据信息，并进行相应的传送与显示，以发布较为直观准确的操作命令，使得电网系统中各个动作的执行顺利稳定进行。

2 智能电网调度技术支持系统原则

2.1 安全可靠原则

智能电网调度系统的首要原则就是安全，其系统的设置和运行应该完全按照电力二次系统安全防护的要求进行，以加强系统的边界防护。以国产安全操作系统和国产安全数据库为基础，利用应用证书技术和认证技术实现对信息安全以及控制执行权限等各方面的管理[4]。

2.2 先进适用原则

智能电网调度系统中涉及到总体结构、数据库设计、图形界面、应用模块等多方面的设计与应用。对此，需要以实用性为基础，不断吸纳一些前沿的先进性的理念和技术，如体系架构以服务性和安全性为主，以及面向设备的标准模型、可视化界面等，以加强系统的应用性和前沿性。

2.3 开放与扩展原则

对于系统体系结构，在构建的同时需要考虑到后期的维护、扩容和升级等方面的要求，因此，系统基础平台的建立要具有一定的开放性，这样能够方便后期的软件升级、应用功能的扩展以及第三方插件的应用。

2.4 可管理易维护原则

电网调度系统要方便系统应用的配置与管理工作，要根据实际运行情况进行合理的剪裁，同时，根据用户的使用要求，需对系统平台功能进行相应的调整，确保系统的配置和服务能够满足用户的使用要求。此外，系统在后期的运行管理、日常维护和升级改造过程中，都应在满足系统使用要求和使用功能的基础上有一定的便利性，避免大规模的调整。

3 智能电网调度在运行中的关键技术

3.1 实时监测技术

在电力系统中主要采用广域网的动态监测技术，其优势在于可以在较短的时间内获取大量的信息数据，这样可以为电力系统中的运行和控制操作提供准确的技术支持。广域网实时动态的检测系统最为显著的功能特征就是可以在40 ms内对同时段的数据进行测量和补充记录，且具有高效准确性。这样可以对电脑故障数据进行更为准确的分析，以加强故障判断的准确性。电网系统实时动态数据的监测采集，在电力系统稳定性分析、电力事故预警和分析判断等方面发挥着重要作用，提升了相关问题的解决效率。

3.2 预警和辅助决策技术

实时监测技术能够为工作人员提供电网运行的相关数据信息，而预警和辅助决策技术在在此基础上能够进一步完善电网运行状况的分析信息，并提出相应的决策预案，以协助工作人员对电网运行进行有效的控制，同时也使相关人员能够准确顺利的管控电网的运行工作。预警和辅助决策技术的典型优势主要表现在以下几方面：①具有较高的精确度。该技术充分利用了PMU同时性传输数据和测量相角等方面的功能，并将SCADA数据充分地融合进去以对混合性的状态进行全面评估，这样能够提升状态估计的精确性。②该技术针对PMU传入的动态数据，通过PRONY的相关算法进行低频振荡特点在线分析，这样能够连续追踪和观察电压的相角、功率、频率等动态特征。一旦系统中存在0.2～2.5 Hz内的弱阻尼，就会将这个异常区域标注出来，并提醒相关人员出现异常情况。③目前中国对于事故发生时数据的记录主要采用PMU来实现，以加强对系统动态的预警[5]。

3.3 短路电流控制技术

短路电流的防控工作是电力系统运行调度工作中需要重点关注的问题。传统做法主要是从电网组成、运行形式和电力装置性能等方面着手考虑，但是在实际解决过程中不可避免会对电网的运行性质造成不同程度的影响，甚至会造成系统投入的增加。例如，电网组成的调整可能需要对电网系统进行大动作的调整，会增加成本；改变电网的运行方式，以分母为主，则会显著增加电站出现的回路数量，使整个出线系统和线路的布局更加复杂，增加了电站成本；而高阻抗装置的选用使得网损增加，极大影响了电网稳定性。因此，智能电网调度系统中采用事故电流限制装置（FCL）来实现对上述问题的解决。FCL在正常状态下表现为低阻抗或者零阻抗的特性，但当有意外事故发生时，FCL的阻抗就会显著增加，这样能够尽量降低对电网系统稳定运行的影响。

3.4 电网元件设备参数的在线辨别技术

电网系统中对于数据信息的分析计算在一定程度上与电网元件设备参数的精确性有关系，如发电机、输电线、调速器和原动机等都是相对比较重要的元件设备。在实际运行过程中，温度、环境等因素都会造成电网元件参数的改变，而运行参数和模型的准确性直接反馈出电网运行状况。这就需要利用PMU体系来实现对相关数据的收集，并对发电机、励磁体系和输电线路等元件设备的运行参数进行在线辨别和监测。

3.5 电网系统运行形式的在线分析技术

电网系统调度过程中，科学合理的系统运行形式有助于整个电网系统安全稳定可靠的运行。而对于系统运行形式的安排主要是根据整个系统负荷进行估测，同时针对电网的输变电装置的发电与检修制定相应的方案和计划，以维持电网系统的正常运行。通常情况下，对于电力运行安全情况的考虑原则主要是n－1准则。该原则下，当电力系统受到外界单一扰动后，如果系统中的开关、重合闸和保护装置的动作路径准确无误，则不会对系统采取相应的稳定控制措施，如果系统中其他元器件处于正常的负荷范围内，也不会发生相应的跳闸连锁反应。n－1准则是电力系统中安全稳定运行需要严格遵守的重要准则，也是制定电网系统正常运行形式与检修形式等工作规定的重要依据。电网系统中也会发生 n－2、n－3、n－4、n－5等一系列的装置检修状况安全问题，这些需要面临的计算量相当烦琐，而利用WAMS体系、SCADA/EMS体系等可以对电网运行形式实现在线计算等工作，一方面显著降低电网运行调度工作者的工作量，另一方面也显著提升了电网系统运行工作形式的分析效率，提升电网系统调度工作质量。

4 结语

智能电网技术的应用是电力系统运行和管理工作中的重大革新。智能电网运行调度中关键技术的积极应用，使得智能电网的运行调度更加科学合理，有利于电网系统中的各项资源得到有效配置，显著提升了电网运行的稳定性和可靠性。在此基础上，相关人员应该加强对智能电网运行调度技术的探索与应用，在不断研究的基础上逐步完善智能电网运行调度技术，以提升电力系统的经济效益和社会价值。

［1］刘英.浅析智能电网调度运行面临的关键技术［J］.低碳世界，2019，9（5）：111-112.

［2］阮波.智能电网调度运行关键技术分析［J］.中国新技术新产品，2019（8）：88-89.

［3］李剑.智能电网调度运行面临的关键技术［J］.通信电源技术，2019，36（2）：282-283.

［4］牛宏运.智能电网调度运行面临的关键技术分析［J］.科学技术创新，2018（35）：65-66.

［5］唐俊娥.智能电网调度运行面临的关键技术研究［J］.通讯世界，2018（8）：120-121.

TM76；TM73

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.18.065

2095－6835（2019）18－0151－02

沈海亮（1979—），男，上海人，本科，工程师，研究方向为电力调度运行方式。

〔编辑：严丽琴〕