雅砻江梯级水电站智能集控评价体系研究

聂强 缪益平

摘要：雅砻江流域清洁能源资源丰富，为了发挥雅砻江流域电站联合调度效益，雅砻江公司集控中心按照智能集控建设思路构建了雅砻江水风光互补调度一体化平台。如何更加安全、高效、精细地完成流域水电站水风光互补联合调度，是雅砻江公司面临的新挑战。对此，公司提出了智能集控的建设目标，并相应创新性提出了“调度智能化综合指数”。利用该指数体系对公司2022～2035年应达到的智能集控水平给出了目标分值，可有效推进智能化水平的提升。相关成果可为水电行业推进智能化调度提供统一评价模板，具有较好的指导意义。

关键词：智能集控； 评价体系； 清洁能源； 水风光互补； 雅砻江

中图法分类号： TV697

文献标志码： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.S1.049

0引 言

雅砻江流域清洁能源资源禀赋优越，全流域清洁能源可开发装机规模超1亿kW。雅砻江中游两河口水电站投产后，雅砻江梯级水电已经形成了“三库七级”联合调度新格局，水电装机容量达到1 920万kW。目前雅砻江公司正致力于打造雅砻江流域水风光一体化基地，随着全球最大的两河口水光互补项目——柯拉光伏电站一期100万kW投产发电，雅砻江水风光清洁能源装机突破2 000万kW。雅砻江流域电站水风光互补联合调度日趋复杂，面对大规模新能源电站投产发电，如何保障风光新能源全额消纳，如何充分发挥梯级电站联合优化调度效益，更加安全、高效、精细地完成雅砻江流域电站水风光互补联合调度任务，是雅砻江公司面临的新挑战，为此，雅砻江公司集控中心提出了智能集控的建设目标。建设智能集控是主动适应电网调度智能化发展的要求，是增强公司行业竞争力的积极措施，也是打造雅砻江流域水风光互补智能调度中心，完成内需目标的技术创新方向。但如何科学地评价智能集控水平，进一步指导智能集控建设，是雅砻江公司迫切需要解决的问题，也是水电行业内对标智能化的普遍性难题。

1智能集控建设思路

2019年雅砻江公司启动智能电站规划，2020年10月印发《智能电站建设规划报告》《智能电站建设规划纲要（2021～2025年）》，明确智能化集控调度需集成流域水文、气象以及电网、电站等运行数据，基于源、网、荷协同开展智能决策及控制，以实现流域优化调度、经济运行。智能集控是智能电站的延伸、是扩大化的厂站。2020年4月，集控中心对接公司智能电站规划，提出了“全面自动化、逐步智能化”的智能集控总体建设目标，2022年雅砻江公司集控中心编制《“十四五”智能集控实施方案》，智能集控按照“统筹规划、分步实施”的原则，以“促进安全生产、提高调度效益”为导向，以“信息化、模型化、智能化”为建设路径，推动大数据、云计算、移动互联、人工智能、边缘计算等新兴技术与梯级调度、工作流程、生产管理中面临的业务需求有效融合，切实解决长期困扰梯级调度生产中的一体化程度低、数据标准不统一、信息共享困难、业务协调工作量大、网源协调过程繁杂、决策能力低等问题，实现涵盖联合调度全业务的智能化分析决策支持。建设雅砻江水风光互补一体化调度平台，需要从“智能预测、智能预警、智能预控、智能调度”4个方向来打造智能集控［1-2］。

2智能集控平台架构

雅砻江公司智能集控建设的基础是雅砻江梯级水电站水风光互补调度一体化平台（图1）。雅砻江公司集控中心为了满足雅砻江中游水电站及新能源电站的接入，实现雅砻江流域电站水风光互补调度准备，2019年开始规划设计一体化调度平台，2022年一体化平台正式投入运行。智能集控的发展是一个“迭代演进”的过程，从数据互通到业务互动，最终决策智能。一体化平台的建成实现了流域电站数据和业务的互通互动，为智能集控发展提供了坚实、可扩展的基础。

一体化平台作为智能集控的基础平台，在广义上是一个系统体系，采用分层、分区的模块化总体架构设计，在结构上主要由基础设施、基础资源池、业务系统模块、高级应用模块以及智能模块等5部分组成。基础设施主要包括机房、调度大厅等设施场所；基础资源池包括通信系统、集控数据网、调度数据网、Ⅱ/Ⅲ区云平台、安全防护系统等物理资源；业务系统模块包括计算机监控、水调自动化、电能量、继电保护、故障录波以及工业电视等专业系统；高级应用模块包括发电计划、检修计划、资源预测和电力生产数据中心等部分；智能模块在构建一个知识库的基础上，打造智能化应用的集合。

如果把智能集控比作“人”的形态，那么，基础设施、基础资源池以及业务系统模块是“骨骼”，一个知识库是“大脑”，高级应用模块和智能模块是“手脚”，从“支撑”到“思考”，最终实现“行动”价值，形成完整的电力生产智能化效益链条。面对雅砻江流域电站水风光互补调度新格局，一体化平台建设攻关了大量核心技术，应用方面取得了系列技术创新成果；实现了实时数据电站侧与集控侧的自动比对及同步，大大提高了工作效率和数据可靠性；实现了水情站点野外遥测数据跨区召测及维护；首次通过流程引擎技术实现了水务智能联动计算功能，并在水电行业进行了推广应用；特别是一体化调度平台实现了计算机监控、水调自动化、电能量、继电保护以及故障录波等多个电力生产系统的模块化融合，可在一个统一窗口中实现多电力生产系统之间的菜单式调用，实现了重要信号的智能关联和快速定位，在多电力生产系统一体化的建设中，具有里程碑的意义。

3智能集控主要模块

围绕雅砻江流域电站水风光互补联合调度业务，基于雅砻江梯级水电站水风光互补调度一体化平台，智能集控的核心发展方向主要体现在“智能预测、智能预警、智能预控、智能调度”。

（1） 智能预测。基于数值天气预报技术和大数据理论，持续丰富河流特性、气象、历史观测等影响要素数据，采用深度学习、集成学习、知识图谱、大数据分析等智能化技术，通过系统自学习，逐步提高气象、水文预报精度，实现对全流域发电资源的高精度动态预测。

（2） 智能预警。从流域发电单元报警信号组合、联合运行典型事故、送出线路典型故障、来水区间流量突变下的负荷动态分配、水库安全运行约束条件等多个维度，由系统智能判断运行安全边界，实现对影响流域电力生产的各种内外部因素的智能预警。

（3） 智能预控。基于足够丰富的内外部信息，对影响流域电力生产的各种潜在风险，进行智能推演和识别，自动决策可采取的预控手段。

（4） 智能调度。综合预测、预警、预控的实时情况，按年、月、周、日发电目标、电网调峰模式、断面约束等条件，智能编制发电与检修计划，逐步形成流域电力生产的发电与检修计划的优化决策、水库调度的优化决策、发电单元实时运行的优化决策。

通过人工智能技术与联合调度业务融合应用，智能集控能增强对关键生产要素的感知预测能力，能持续积累生产经验和数据并形成知识决策库，最终实现“自动感知、自动记忆、自动推理、自动学习、自动适应、自动决策、自动演进”的全流域发电群联合优化调度和经济运行的全新生产模式，从而提高流域发电群安全稳定运行水平，优化资源配置，提升全要素生产效率。

4智能集控评价体系

为量化评价关键业务智能化水平，雅砻江公司集控中心创新性设立“调度智能化综合指数”，涵盖集控中心关键业务，包括“智能平台、智能测报、智能计划、智能调度”4个分项指标，按自动化、智能化程度分解为25个具体项目，采用百分制进行评分（表1）。

集控中心调度智能化综合指数编制基准年为2021年，适用年限覆盖2022～2035年，重点制定“十四五”期间调度智能化综合指数提升目标和措施，并兼顾未来15 a智能集控发展。根据智能集控“十四五”规划，2021～2025年调度智能化综合指数目标值分别为35，50，55，60分和75分。

2021、2022年雅砻江公司集控中心调度智能化综合指数得分为30分和41.46分，智能集控建设已初显成效。综合指数得分虽然逐年提高，反映出雅砻江公司集控中心具有较好的基础设施和较全面的数据采集，但在自动化方面迫切需要全面提升，而智能化方面刚刚起步，后续需要持续发力。调度智能化综合指数的年度评价为集控中心明确智能化重点发展方向奠定了坚实基础。

5结 语

雅砻江公司集控中心打造智能集控是一个循序渐进的过程，通过集控中心调度智能化综合指数年度评价不断补齐短板，提升智能化水平。2022年雅砻江公司集控中心明确“十四五”期末实现“全面自动化、初级智能化”所需的关键技术及典型业务场景，并在实际工作中推动落实，逐步提高集控业务智能化水平，2025年调度智能化综合指数将达到60～75分；预计到2030年，智能集控建设工作将取得阶段性成效，实现中级智能化，调度智能化综合指数达到75～85分。智能集控中级阶段将构建基于一体化平台和电力生产数据中心的智能应用体系，满足梯级调度及多能互补调度相关业务智能化需求，基本实现基于人机协同优化的智能平台、智能测报、智能计划、智能调度。2030～2035年智能集控进入高级阶段，智能集控建设工作将取得里程碑成果，实现高级智能化，调度智能化综合指数达到85～95分。雅砻江公司集控中心调度智能化综合指数的建设，为水电行业推进智能化调度提供了统一评价模板，具有较好的指导意义。

参考文献：

［1］陈意，王渤叔，花胜强.雅砻江一体化水电管控平台实时跨区同步的设计与实现［J］.水电能源科学，2023，41（7）：209-212.

［2］唐辉，韩伟.流域电站与集控中心监控系统权限划分与实现［J］.水电站机电技术，2017，40（7）：33-35.

（编辑：郑 毅）