智能电网中电网调度技术的应用

朱清?邵春雷?宋明曙?金宇鹏

摘要：电网调度技术是电力智能系统的关键，是智能电网安全和稳定的根本保障，可以确保智能电网的正常有序运作。随着我国科学技术的飞速发展，智能化的电网调度技术也有了很大的发展。合理分配电力、网络化通信和综合电网资源是智能化电网的主要特点，合理地调度智能化电网可以提高其运营的效能，提高其经济效益，促进社会、经济的持续改革。智能化网络的不断发展，对电网的调度工作同样提出了更高的需求。要确保电网的运行，就要确保电力系统的运行效率。同时，采用网络规划技术，可以有效地解决电网的智能化和电力系统的调峰问题。文章对电网在智能化网络中的运用做了一些探讨，期望电网调度技术的优化，使电网的运行更加有效，从而推动电网的进一步发展。

关键词：智能电网；调度技术；设计理论；技术应用

近年，我国经济、科技都发展非常迅速，人民的生活水平不断地改善提升，这极大地促进了电力消费和电力品质的增长。然而，由于常规电网系统的不足，电网系统的运行可靠性和安全性能无法保证，而且要耗费大量的人力、物力、财力来进行维修和维护。通过采用电网调度技术手段，实现了电网在运行时的稳定性、安全性与合理性，改善了以往运作弊端。现代供电系统的发展方向是由智能化电网逐步取代常规电力网络。将现代通信技术与电网系统相结合，提升电力系统的安全管理水平，是智能电网运营的关键。在智能电网调度技术中，一般采用远程监控、远程故障隔离等技术，通过这些技术可以减轻电力系统技术人员的工作强度，提高电网整体的运行水平，减少故障区域，保证电网的稳定运行。当前，由于传统的电网调度技术已落后于社会发展的需要，与现代电网的发展潮流无法平行，造成了国内电网发展速度较慢，与国外的发展水平也有较大的落差，长此以往，必然会使国内的电网市场发展陷入停滞，从而对国内的电力企业造成不利的影响，因此我国大力发展了电网调度技术。与常规的电网系统相比，新的电网调度支撑体系不但功能强大，同时也具备许多优势，既可以协调各种不同层次的调度业务，又可以使各方面的业务更为井然有序，有利于电力市场的稳定运行，可以满足电力调度部门的基本要求，为国内的用户提供更高更好的电力服务。

一、智能电网调度技术的概述

智能电网又称“电网2.0”，是利用新的技术和能源，建立双向网络通信的电网系统，其特征是系统一体化和快速化。智能电网是一种新型的电力系统，通过传感测量技术、计算机技术、信息技术、网络控制技术等，对电网系统的运行进行監控，提高电网的经济性和安全性。为了确保电网系统的稳定运转，需要在电网调度过程中，增加电力与分配的平衡。目前的电力调度系统具有多种不同的功能，如遥控、智能决策等，通过这些功能，可以指导电网各项设备的运行，减少运行命令的错误，提高运行的准确性。随着GIS技术的逐步推广，配变台区的电力系统的运行状态以及电网的低压端、电流等信息都能够清晰地显示在电网中，一旦发生了问题，就可以迅速进行定位，从而减小电网的负载损耗，减少事故的波及影响。当前许多地方的智能电网都采用了云技术，不但可以建立一个庞大的云端数据库，还可以进行数据的交流。总之，在智能化电网调度技术的大环境下，电网始终保持着自动化通讯，并且运行和控制也更为简便、智能化，满足了高效运行的需求。

电网调度技术也具有一定的优势，首先是自愈性。电网担负着国家和城市电力传输的任务，重点是能否安全稳定地运行，而电网的稳定性也往往影响着一个城市的持续性发展。为了实现电网的稳定可靠，就需要电网具有一定的自愈性，能够及时对出现的故障进行内部排除解决，而不需要工作人员人为进行修复干预，从内部就将隐患问题有效解决，保证电网能够正常稳定运行。其次是高效性。随着我国科技的快速发展，我国已经全面进入了科技信息时代，而电网调度技术的监控在电网中的贯彻实施，不仅能够提高电网运行质量，还能提升其使用效率，因此在降低成本时，还要强化对电能的基础需求，不浪费电能资源，对电能进行高效地利用，使我国智能化电网系统更加规范合理地发展。

二、电网调度技术的主要内容及必要性

由于我国人民的生活条件日益改善，电力系统中各类电子产品的大量应用，对电网的运行造成了很大的负荷，如果电网系统在运行时发生了故障，将直接对电网系统的安全和稳定产生不利的作用。电网的安全稳定运行是电网调度技术的重要任务。智能电网的生成使电力系统实现了整体的分布和共享，从而可以有效地提升电力的使用效率。电网的调度技术是利用技术方法对电网进行调节和优化，确保系统运行的稳定、有序，强化电力在传输时的可控性。电网调度技术的运行管理对电网系统的运行起着非常关键的作用，便于在出现故障时及时修复，无论在电力输出还是在故障定位工作中都具有十分重要的作用。智能电网调度的规划工作是利用传感设备和测量设备在电力系统运行时对数据进行采集、分析和处理的一种方法。控制电网系统的主要指标分别为电流、电压、频率等，通过智能调度系统采集各种指标，进行数据的统计和数据的处理，发现有不正常的数据指标要根据规定的时间进行预警和初始调节。在接到预警信号后，负责调度的工作人员将对指标进行分析，并利用智能化、自动化处理手段去定位，及时排除故障，保证了电网系统的正常运转。

在电网系统中，为了使电力设备在发电和配电中找到均衡，对电气仪器、配电站和发电总系统实施全面监控，采用电网调度技术已是大势所趋，这些都需要电网调度技术作为支撑点来进行检测。同时，在不断改变的自然环境中，电网系统还必须依托调度技术来保证其稳定与安全。调度系统能满足电网需求的远程监控和智能化监控需求，对具体用电标准需求实行智能决策，保证用电合理化。该体系保证了调度倒闸命令的正确性，从而使各项电力设备得到科学性的安排。为直观地体现电力市场中的配电网络，将电力市场的电力调度与GPS技术结合起来，在电网发生事故时，GPS定位技术可以迅速定位出电力市场中的故障点，保证电网系统的正常安全运行。电网的关键是电网调度技术系统，它是保障电网系统安全稳定运行、对外可靠供电、保障各类电力生产正常进行的一项高效的电力管理技术手段。

三、智能电网调度技术支持系统设计与实现

（一）系统总体结构设计

智能电网建设的基本方针是：第一，要严格按照国家相关部门的规定，实行集中控制，以达到国家对电网公司的最初期望；第二，尝试构建一套集三大系统于一身的智能化电网系统，实现对用电状况和系统运行状况的监测与核查，实现对用电调度规划的合理安排，实现对系统调度的控制。智能化电网的主要作用是：能够实时监测供电状况，一旦出现故障，立即向工作人员进行反馈；完成对智能电网的安全检查工作，确保各项设备的正常平稳运转；实施调度计划的领先应用机制，使系统在负载稳定的前提下，不受负荷的影响；完成调度和管理，确保供电的平稳。

（二）基础平台模块设计

在整个体系中，基础模块平台是整个电网运行的核心和关键技术。其主要运行目标分别为建立系统的开发环境，建立系统的集成和运行环境，建立一个系统的维修环境，基础平台可以为系统的管理和存储各种数据，将基于关系数据库、基于实时数据库以及基于文件数据库的数据进行管理储存。根据电网系统的特性，可以找到适合的数据存储模式。由于电网中存在大量的信息数据，所以在电网中存储的时间非常少，而且必须要有良好的网络互连，而基础平台模块的网络环境就可以很好地解决这个问题。

（三）实时监控与预警模块设计

在电力系统处于非平稳工作的情况下，如果没有及时监测和预警，很可能会造成电力系统的故障，甚至瘫痪，为国家造成严重的经济损失。当前采用的方法是把收集到的资料数据通过图像图表的方式呈现在员工面前，便于工作人员一目了然，对整体监控状况有一定的了解掌握。由于电力系统的非平稳运行，对电力系统的安全和工作人员的生命健康构成极大的影响，通过对电網运行状况的监测和预警模块设计，可以帮助工作人员随时了解电网的运行状况是否安全稳定，了解其有无安全风险，一旦发现影响电网运行的因素或发现有安全风险，利用在线预警技术可以事先发出警报，警醒工作人员引起注意，在最短时间内消除这种影响，及时做出部署，制定相应的对策，从而减少人员的伤亡。同时，为构建智能化电力网络的安全防护体系，电网调度和运营监测技术将通过快速准确的测量感知和智能判断技术，使其能够自动地进行最优调度。不仅可以增加电网的传输能力，而且可以减少运行费用，从而达到对电网运行监测、维护和建设的生态效益。

（四）调度计划类模块设计

电网调度计划的运用主要包括预测、评价和结算、检修计划、规划分析等。评估和清算中的调节作用主要有电能测量。检修计划就是对电网进行全面的检查，对每个零件的维修检测都是在实时监控下完成的，维修工作完成后，在系统中就会记录保存下来，并且会有相应的提示，这种模块设计可以极大地提升工作的速度和效率。规划分析与评价系统是将各种应用资料进行集中的综合处理，运用数据挖掘等高端领先技术，对电网调度规划的各项环节以及整体过程进行定量的分析和评价，达到优化评价质量的效果。

（五）实现设备的一体化控制

在智能电网的调度工作过程中，设备的工作状况对电力系统的调度有很大影响。而在使用中，由于受到诸多因素的干扰，会产生各种各样的失效现象，这些故障问题的出现将直接影响到电力系统的调度和智能电网的正常运转。利用智能电网系统的调度技术来处理电网运行中出现的各种故障可以有效解决此类问题。基于智能电网系统的调度技术，实现对电力设备的集成控制，将电力网络中所有的电力设施整合到一个整体的监控体系，能够对电力设施的运行状况进行全方位的监控，并能够实现对设备安全的自动监控，防止因设备的失效而危及电力的正常运转，保障电网的智能化分布，从而提升电网的调度工作。

（六）安全防御技术

在智能化电力系统的运营中，安全防御技术是一项非常关键的技术，其应用可以保证电力系统的正常运转。在智能化网络运行中，网络的安全性出现问题将会对整个网络系统的运营带来极大的影响。所以，在电力系统的调度过程中，要加强电力系统的安全防护。同时，通过对电网系统的自动监测、自动诊断和预防等技术的运用，可以大大增强电力系统在运行过程的风险预警。以安全防护技术为基础，全面综合分析电力系统的工作状态，可以减少在极端条件下的电力系统的安全隐患，从根本上保障了电力系统的稳定运转。

（七）电力资源优化技术

当今世界以经济发展为目标，能源与经济的关系变得日益紧张起来。盲目的能源消耗在某种意义上讲，可以满足国民对经济发展的需求，但盲目地过度消耗能源却不利于国家的长期可持续发展。能源的过度消耗、不合理的利用，对我国经济发展将造成一种局限、制约甚至是阻碍。从可持续发展的角度来讲，如何高效利用各类资源是我国当前发展必须面临的问题，而生态环境的保护也是国际发展趋势。电力是国家的一项重大资源，因此，提倡节约电能是当今世界经济发展的一项重大课题，而运用领先高端技术，则可以有效减少能源的过度消耗。在智能电网中，通过电网调度技术的支持，将电能配比进行优化，并在智能电网相对应的功能特征上进行合理的调控与布局，逐步达到能源的控制能力，减少智能电网在运行过程中造成的电能损耗，切实提高电能的利用率。

（八）短路电流控制技术

在常规电网环境下短路电流控制技术，通常根据电网结构、运行方式以及电力装置的特性等因素对其进行分析。虽然可以有效地控制故障的短路，但同时也会对网络的正常工作造成一定的影响，从而影响系统的安全、稳定。电力系统的稳定与其工作模式密切相关，其工作模式的变化不仅影响到电力系统的正常运转，而且还会造成高阻电气系统的网络损耗，给电网系统的维护和运营带来成本和费用上的耗损。以上所提及的问题可以通过用故障电流限制器作为负载来实现对短路的控制。它的工作机理是：在电力装置出现失效时，限流器的阻抗可以快速提高；而在电网正常工作的情况下，限流器在较低的电阻或为零阻的情况下，将会大大减少对电网的影响。

四、结束语

随着技术的快速发展，电网调度技术在智能电网中的应用越来越广泛，它可以很好地解决传统的电网问题，从而使电网的可靠性和安全性得到有效提高，特别是在自动化的情况下，不但可以大大地提升故障诊断的效果，而且还可以降低人力成本。同时，智能电力系统的调度技术也可以有效地优化我国的能源结构，改善当前的资源短缺状况，从而保障国家的经济平稳发展，满足人民的日常用电需求。在进行智能电网的调度工作时应该注重对先进的技术的引入，有效提升电网调度的效率与安全性。我国智能电网技术现在处于发展时期，为使这种技术在促进社会生产发展过程中发挥着积极有效的作用，应加强对技术的改进与完善，对影响电网调度工作开展的因素进行有效的分析与研究，改进电网的调度与管理工作，促进管理效果的提升。

作者单位：朱清 邵春雷 宋明曙 金宇鹏 国网新疆电力有限公司

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朱清（1984.01-），男，汉族，安徽蚌埠，研究生，硕士，高级工程师，研究方向：电网调度运行工作。