基于智能电网的电力调度自动化与控制系统实现

（国网河南省电力公司内黄县供电公司，河南 内黄 456300）

引言

社会的生产力提升使得电力资源在人们的生活中起到的作用也越来越重要，现代社会的发展中，电力调度自动化对于人们的生活有极重要的意义，随着科技的进一步发展，现在很多的国家都在进行智能电网的建设，智能电网技术被应用到电力调度自动化工作之中，提高了人们的生活质量。

一、概述

智能电网又被称为“电网2.0”，是建立在集成、高速双向通信网络基础上的自动控制技术、设备技术、传感技术、测量技术等相互结合的应用，实现电网的可靠、经济、安全、稳定、环保运行。近年来，各国结合自身工业发展水平和电网发展进行了全面的智能电网研究，而各种先进控制技术、信息技术、传感技术等在电网中的应用使智能电网成为当前电网发展的主要方向，发展智能电网已得到全世界各国的认可。虽然说各国学者对智能电网的认识不一，但总体上来说都认为其是先进传感技术、信息技术、决策技术、控制技术等的结合体，是现代新型电网。智能电网中运用先进传感技术、决策分析技术、自动控制技术等实现电网的自愈。通信网络技术在智能电网中的应用又使得电网与用户的双向互动成为可能，智能电网技术越来越成熟。而日益频繁的自然灾害和社会干扰使得电网必须提高自愈和防御能力。而日益紧张的能源要求电网必须减少能耗，运用先进技术对用电设备进行智能化自动控制，最大限度地减少能耗，提高经济效益。

二、智能电网电力调度优化模型

（一）新能源模式下智能电网控制

智能电网在电力调度中的自动化控制技术，已经能够成熟的应用于当前的电力系统。下面以在新能源风力发电系统中实现的自动化控制进行实例分析，通过该系统可实现对新能源进行多个时间尺度的协调优化调度，逐层减少预测误差造成的影响，最大程度地保证新能源系统地安全运行。

为了能够得到更精确的结果，需要对系统模型进行仿真，有的研究者在综合考虑新能源风力发电的新特性、荷载能力、各个层级间的系统调峰特性以及电网的最大输送能力等因素，提出了采用时序仿真的风电年度计划方案，并得到了满意的效果。该方案能够在每个时段连续的优化电网的动态平衡，基于省级年度风电计划的数学优化系统，实现系统的优化运行方式。

（二）智能电力调度自动化控制优化数学模型方法

实际的电网电力调度智能控制问题，需要考虑两个方面的因素，一是电力调度的峰值约束，二是电力网络系统中不同层级之间的断面潮流限制约束。基于对电力网络系统的荷载能力的充分预测，达到对机组功率的优化曲线，从而能够实现更大的消纳能力。同时，实现新能源与传统条件下的电力网络调度进行有机的协调。为了能够促进系统运行的最优化以期达到优先的消纳原则，建立相应的电力调度数学模型。

三、智能电网的关键技术

（一）智能计量体系和智能需求侧管理

智能电网的建设需要对数据和信息进行管理和分析，分析出用户的使用需求，然后对服务进行针对性的调整或者远程的检测，为用户提供最便捷的服务。在职能电网的技术中，职能电表通信体统是极为重要的一部分，能够反映出用户的用电需求，并对其进行管理，实现用户侧需求管理的快速。

（二）智能调度技术和智能防护系统

想要实现电力调度的自动化需要对调度控制中心功能的进一步扩展，要建立起基于广域同步信息的网络保护和紧急控制一体化，协调电力系统元件保护控制、区域稳定控制系统、紧急控制系统、解列控制系统和恢复控制系统等多道安全防线的综合防御体系，能够及时对各种指令进行及时反应，实现对故障的预防和及时处理。

（三）灵活的网络拓补

智能电网想要实现发展最重要的就是抗干扰能力强和结构灵活，我国的电力传输随着科技的发展将会越来越追求远距离、大规模的输电和大范围的资源优化配置，这些都对于电网的建设提出了新的要求，特高压输电由于其本身具备的在书电量、输电速度、输电距离和输电损耗方面的优势，成为了智能电网建设中的重要选择。

四、智能电网技术在电力调度自动化中的发展前景

智能电网技术在电力调度自动化中的应用的最终目的是要打造一个庞大的智能电网体系，将GIS 地理信息系统、智能输配电系统、智能机器人巡视系统等子系统融合一体。以先进信息通信技术构建通信网，消除系统之间、人与人之间、人与系统之间的信息壁垒，以通顺的信息流通提高电力调度自动化水平。下面就智能机器人和智能运行风险评估简要介绍智能电网技术在电力调度自动化中的应用发展前景：

第一，智能机器人。智能机器人就是说运用智能电网技术将庞大的电力系统打造成一个庞大的自动控制智能机器人，这是电力调度自动化发展的最高形式，运用电力混成控制理论，将所有的状态都定义为事件，然后再通过控制使系统回归到无事件的状态，使系统的电能质量指标、稳定性指标、经济性指标等处于最佳状态。运用电力混成控制理论形成的电力系统组织架构，也就是我们所说的智能机器人的初步结构。它将系统分成决策层、中间层和受控层。

第二，智能运行风险评估。未来的电力调度自动化要求电网具有更高的安全性、可靠性、经济性和环保性，而电网的运行总是会受到自然环境、社会环境、人为等因素的干扰和影响，存在着一定的运行风险，运用智能电网技术实现对运行风险的高效评估，预防风险，增强电网的自我防御能力，提高运行的安全性。

结语

随着计算机和网络技术的发展，电力系统的自动化控制将会实现新的突破。从基础平台和基础数据建立大数据系统，并对其进行分析和统计，使得电力调度更加智能化和系统化。在发电、输变电、配电以及供电等方面实现双向供电，搭建起一套符合现代化建设需求的交互式系统和全局性的网络系统。