电力调度自动化中的智能电网技术研究

2022-02-11仓传耀

通信电源技术 2022年21期

仓传耀

（国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司电力调度控制中心，江苏盐城224001）

1 电力调度自动化概述

电网调度自动化是借助电网运动化和数字化会发展。电网的规模不断增大，社会各界在用电量上有更高的需求，同时对用电的可靠性和安全性都提出了更高的要求，如果一个部件出现了问题就很有可能使整个电网瘫痪，从而导致大范围停电现象出现，进而给社会生产及人民的生活带来巨大影响。因此，电力企业必须要对电力调度自动化系统进行严格的控制。在电力系统中有许多的发电厂、变电站以及电力用户，他们通过各种电压等级的电力线路，互相连接成网实现社会生产的正常运行。近年来，随着我国电网的不断壮大，各种高新设备和软件的投入，使得运行操作也愈来愈复杂，一旦出现电网故障，就容易影响到社会的正常运行。其次，随着当前电力用户对电力要求的逐渐提高，给电力企业带来了巨大的压力，给电力调度自动化水平带来了挑战。当出现事故时，需要调度人员及时掌握情况，并采取相关措施，减少事故的影响。因此应加强电网调度自动化，有效促进电力生产技术的进步和经济效益的提升[1]。

2 智能电网特点

随着国家现代化进程的加快，各个行业的发展都离不开对电力的依赖，电力在各个行业中都起到了举足轻重的作用。随着可持续发展理念的深入人心，电力企业除了要解决供电问题外，还要考虑提高用电的品质。2009年，国家正式提出了智能电网的构想，主要是以特高压网络和各级电网为主体，通过网络平台实现对电网的实时监测，确保发电、输电、配电等各个环节有序进行。与传统电力系统相比，智能电网具有自愈性、兼容性、交互性和安全性等优势，其可以对电力供应端的电压进行实时评估，并利用自己的预警和故障分析能力对当前的形势进行预测，确保各大系统的协同工作。智能电网可以满足微型电网对各种存储装置的要求，并在紧急情况下确保供电。同时，当电网出现故障或干扰时，智能电网可以提前预测，确保用户的用电安全，并在突发事件中提供稳定的电源。

3 电力调度自动化中应用智能电网技术的优势

3.1 促使供电服务质量得以保障

将智能电网技术引入到电力调度自动化工作中，可以有效降低人力资源的浪费，从而提高生产效率。同时，智能电网技术的合理运用可以对变电所的无功补偿进行有效控制，提高电网的运行效率。此外，智能电网技术能防止在计划执行中出现问题或故障，影响计划的正常执行，并且可以及时分析相关数据，对其进行合理的处理，从中得到一定的规律，为以后的生产调度工作提供一定的参考。目前，在我国大部分的区域都采用了智能化的电力网技术，对各种资源进行了科学地配置，从而保证电力供应的质量[2]。

3.2 提升电力调度的安全性

在电力调度的自动化工作中，采用自动化、计算机等先进技术确保工作的顺利进行，还可以在最短的时间内解决问题，提高电网的安全性。与人工相比，智能电网可以完成更多的工作，确保工作按照既定的程序进行，不仅节约了大量的人力资源，还可以防止人为因素的干扰。智能电网的运用，任何一个小问题都能被及时地处理，防止问题变得更加严重。另外，智能电网的应用使得系统能够全方位、全天候地监测系统的运行状态，一旦发生故障，及时报警，保证了调度工作的安全性。

4 传统电网与智能电力调度自动化区别

4.1 传统的电力调度自动化

传统的电力调度自动化主要是以发电厂站和调度主站为基础，通过数字可视化的方式实现电网的在线监测、电能质量优化、电力调度管理，集中于电网的数字化表示和自动运行，而信息是单向地传递给电网，导致发电者与使用者之间的信息不能共享。智能电网利用快速测量、信息通信、人工智能、自动控制等先进技术，整合各类生产和运营信息，面向电力调度全方位业务和调度生产全过程，实现电网更加安全、经济、优质和环保的运行，实现建模、分析、决策、控制、计划及管理全方位智能化，形成安全防御、经济优化、高效管理的电力调度体系，保障电网的运行，从而提高能源的利用率。

4.2 智能电网技术在电力调度自动化的发展

随着经济的发展，社会对用电的需求与日俱增，电网规模越来越大，网络结构越来越复杂，传统的调度技术已越来越不能满足电网的实际需要。智能电网技术的运用显著提高了电网的智能化运行与管理能力，使调度自动化程度得到了进一步的提高，电力资源的优化配置也得到了进一步的改善，是电力系统调度自动化的重要组成部分。

智能化调度是智能电网建设的关键，智能化技术的发展使智能化电网技术得到了广泛应用。一是智能变电站实现变电所的自动化，是电网安全稳定运行的关键。智能变电站是基于IEC 61850通信标准的智能化一次装置与二次系统组成，能够实现信息的共享与互操作，是智能调度系统中的一个关键环节。二是对风险进行智能评价。电力系统的运行受到多种因素的影响，具有相应的运行风险，从而对电网的安全运行产生一定的影响，如何高效识别、判断和定量评价电力系统的运行风险是防范风险、增强电网安全性能的关键。

5 电力调度自动化中的智能电网技术

5.1 网络技术

网络技术是智能电力调度与运行的基础技术，对其进行深入研究非常重要。目前，由于网络技术不断发展，各种新技术都会带来不稳定的问题，导致大量的数据丢失。要确保整个系统的运行，就需要进行大量的试验，从各种试验中发现问题和不稳定因素，并加以改善。

5.2 监测技术

在智能电网的调度和运行中，不可避免地会有一些细节上的偏差，监控技术的应用能够及时作出预警。但从目前智能电网调度运行的整个过程来看，预警反应时的灵敏度较差，当所出现的问题比较细微，或者处于自动调控范围的边缘时，就会出现无法察觉的情况，这对于电网调度的安全运行是极为不利的。因此必须要有一个合适的解决方案，那就是进行定点的测试，在这种情况下，只要有足够的技术，就可以将探测系统的灵敏度提升到最大，一旦有什么潜在的危险，可以第一时间发现，并且加以控制[3]。

5.3 数据服务技术

在智能电网的自动调度工作中，工作人员需要作出相应的决策，关注面向服务的体系结构（Service-Oriented Architecture，SOA）技术。可以利用SOA技术在数据服务和标准架构和数据主材料中心的基础上精确地分析和使用数据。同时，可以使工作人员更好地管理电力网的各类设备，并提高电力调度系统的数据精确度。此外，工作人员可以使用虚拟服务技术，对数据实体存储的信息进行有效拦截，从而达到对数据的无差别访问。

5.4 安全防护技术

安全防护技术是智能电网的一项重要技术，它对智能电网的正常运转起着至关重要的作用。其原因是在智能电网的实际操作中，存在着很大的安全隐患，而一旦出现这种安全隐患，必然会给电网的正常运营带来不可预测的损失。因此，工作人员在进行智能电力调度时，必须注重安全防护技术的运用，使其能自动感知、自动诊断和自动防范，从而有效提高电力系统的运行状况。只有充分发挥安全防护技术，才能全面掌握智能电网的运行状况，从而减少恶劣环境下智能电网的安全隐患，保证智能电网的正常运转。

5.5 节能发电调度技术

电力网络是一种庞大的电力系统，它的电力消耗非常大，而一个技术落后的电力网络势必会造成大量的能量消耗。因此，电力系统必须进行设备改造和技术研究，以实现节能减排。目前，我国的电力系统以煤为主，水电、核电的规模相对较小。因此，燃煤脱硫技术、废气、废水的治理都能将污染降到最低。同时，要大力发展和推广清洁能源，进一步降低尾气的排放量。此外，为了实现信息共享，避免资源的浪费，引进实时监测、自动化发电等。

6 提高自动化网络安全的方法分析

6.1 物理层安全

物理层是包括通信线路、机房计算机、通信设备等在内的全部硬件。完整的网络设备是整个信息平台的安全保证。物理安全是指防止雷击、水灾、火灾等自然灾害对网络平台设备的损害，并采取相应措施进行防范。此外，在机房里要做好防静电等工作，还要加强设备的管理，培训员工，随时关注设备的使用，防止非法的移动存储设备进入。为了使网络在遭受袭击时各大电网之间相互独立，不受影响，可以采用将具体的电网与其他分支网络分离。为了达到对电网的独立控制，要求电力公司将其置于相对封闭、安全的环境中，并采用多层保护、认证和加密等手段来保证安全[4]。

6.2 网络层安全

网络层主要是指网络设备和网络的配置以及路由器的存取与访问。在这一层次上，安全问题主要涉及到网络设备的可靠度、组态参数以及策略的安全性。为了保证数据的完整性和保密性，须对接入者的身份进行认证。在这一层次上，可以采用以下几种安全措施。

（1）不允许未经许可的人进入网络系统。这样就可以防止密码被篡改，安全装置的策略设置失败。

（2）改进网络中的路由协议，及时修正协议中的安全缺陷，防止被恶意攻击者所利用，导致网络的混乱和瘫痪。在通信系统的架构上，采用了专门的访问控制策略，采用防火墙等安全技术手段实现系统的安全控制，增强了内部网的外部防护能力。在通信资料的传送上，利用资讯加密、物理隔离等技术，以确保资料在传送时的保密性与隐私性，避免资料遭窃，同时保证系统级的安全性。

在一个网络中，各主机的系统安全性直接关系其安全性的不足，都会对整个网络系统造成威胁，其中最大的问题是身份验证、系统漏洞等。电网的可靠性并非一成不变，要保证电网的稳定性和安全性，就必须定期派出人员对电网进行维护，检查信息平台的安全、安全软件的更新、缓存的清除以及垃圾的清除，保证网络系统的稳定[5]。

6.3 智能计量体系和智能需求侧管理

在智能电网建设中，需要对相关的信息和资料进行准确、全面的分析，以达到用户对电力系统的要求。在进行电力调度时，要及时调整供电，全面监控调度工作的开展，以确保供电的质量和方便。此外，会有针对性地对智能电网进行调整或是进行远程的检测，以最方便的方式来为使用者提供最方便的服务。智能仪表通信系统是智能电网的重要组成部分，它的使用能够全面、准确地反映用户的需求，并对存在的问题进行及时修正和改进，通过加强管理，为客户提供优质的服务。