探讨智能电网调度运行面临的关键技术

牛艳利 郭艳凤 李静

国网北京市电力公司 北京 100031

当前我国特高压电网处于快速发展和过渡的新时期，为了能够有效的促进我国电网系统的安全稳定运行，应探讨有效措施对电网的结构和潮流方式做出一定的调整。

1 智能电网的概述

智能电网的概念最先由美国提出。为了缓解日益严峻的能源危机，将智能电网作为核心建设工作，以推进其他产业的健康发展，进而保证经济稳健运行。美国能源部《Grid2030》中谈论了智能电网，即“一个完全自动化的电力传输网络，具有控制与监视每个电网节点、用户的功能，确保从电厂至用户这一输配电过程中的所有节点之间的电能与信息能够实现双向流动”。中国电力科学研究院对智能电网的定义是“将计算机技术、通信技术、测量与传感技术高度集成于物理电网中形成的新型电网”。智能电网的目的是保证电能的质量、电力供应的安全性、经济性和可靠性，实现资源的最优配置，满足环保的需求，顺应当前电力市场的发展，充分满足客户的电力需求，提供客户清洁、经济、互动的电力供应和电力供应的增值服务[1]。

根据我国的实际情况，智能电网的骨干网架是特高压工程，应建设以东北、西北电网为发送端，华东、华中、华西为接收端的同步电网。此外，需大幅提升智能电网大范围内的配置能力和资源优化能力，做到各级电网协调共存、共同发展，实现直流、交流互联，加大新能源的投入力度，创建清洁电网，同时关注电网的自愈化、自动化和智能化。智能运用体系、标准规范体系、发展基础体系以及技术支撑体系共同组成了我国的智能电网。另外，智能电网的建设涉及到电力电子、传感器、网络通信等多个电力工程技术的运用，因此可推动材料、能源和信息等相关行业的不断发展。

2 智能调度系统控制中心的关键自动化技术

2.1 多断面潮流控制技术

我国电网在运行过程中始终坚持统一调度和分级管理的原则，并按照一定的级别制定相应的计划和管理标准，首先由国家电网国家级调度和分调来制定跨区联络计划，之后再由省级电网调度系统来规划具体的发电安排。在执行电力调度计划安排时，需要调度员运用自动功率控制系统对不同省份电力调度系统之间进行匹配，使联络功率和调度计划保持高度的一致性。所以，对电力调度计划潮流进行计算过程中，应考虑到跨区联络线和省间断面潮流电力需求控制在计划值之内，并且这样的考虑也能够有效地避免不同区域和省级电网制定的内部计划功率因失去平衡而向外进行扩散的情况发生。因此，对于整个电网系统形成良好的计划潮流结果具有非常重要的意义。

2.2 数据功能技术

数据的保存和传输是电网运行和对其进行管理的基础，因此，确保数据准确、完整、及时、一致是调度控制中心一直追求的目标，也是电网一体化智能运行系统的关键。目前，电网运行数据的获取以及处理存在以下3个问题：（1）前置数据采集系统冗杂且横向数据的交换方式比较复杂，运行效率低；（2）部分冗余数据存在不一致的情况，数据融合起来困难；（3）分级调度的纵向数据交换方式的灵活性较差。以SOA系统为基础的数据服务，通过数据接入中心以及标准的接入方式，可以解决自动化调度控制系统在运行过程中反映的问题，实现横向和纵向数据的一体化设计和共享，使运行数据得以融合，并支持对电网设备的使用周期管理。选用虚拟服务技术可以有效对物理数据存储信息进行有效屏蔽，实现访问方式的无差别。通过综合数据服务及通信订阅机制可以使前置通信模块统一，简化前置运行流程，实现订阅以及调整在线数据[2]。

2.3 通信与调度

智能电网的通信与调度过程中，涉及的电力工程技术主要包括数据采集技术、通信技术和计算机技术。智能电网调度过程中，需成立全面的决策控制体系，实现风险预控、安全预警和动态监测，灵活控制电网的运行状况，实时收集并及时传输相关数据，进而保证电网稳定、安全的运行。另外，为了实现智能电网相关数据的高速传输，需将大量的数据采集平台设置于电网各处，同时成立专门的数据传输平台和数据共享平台，在规定的框架内建设配套的专业网络，建立统一、完整、开放的信息通信平台，从而支撑智能电网通信体系有效运行。

2.4 无功电压自动调整技术

电力调度系统在运行过程中也会出现一些问题，其中最主要的是缺少无功功率和电压数据的情况。为了能够解决这两个难题，需要对原始的潮流数据进行分析，并对相近日的计划潮流值进行准确的计算，同时还需要利用无功电压自动调整技术对初始值进行校正，这样可以保证在计算计划潮流结果中无功功率和电压保持合理的分布。具体步骤包括：首先，从电力调度系统的历史数据中找出相似日对应的数据评估后获得计划潮流计算的无功功率和电压初值。其次，需要根据设备运行的状态和具体的变化情况对整个电网设备的无功功率进行调整，并根据测试的结果预先做好补偿措施。最后，要根据整个电网调度控制系统中电力运行具体报告中的节点情况对无功补偿措施进行及时的调整，从而保证各个枢纽节点的电压能够在计划值规定的范围之内。

3 结语

打造智能电网，建设低碳电网，为电网未来的发展提供了动力，也明确了未来的发展方向，这与我国建设环保型企业的目标相符，也是建设和谐社会的必然要求，但是对于电力调度的控制中心来说是机遇也是挑战。本文详细谈论了智能调度系统控制中心的关键自动化技术、应用功能技术、数据功能技术、节能减耗调度技术以及在线仿真模拟技术，同时论述了自动化调度系统对电力企业提升管理效率、提高用电安全以及提高用户满意度方面的意义，希望可以为后续提供参考价值。