智能电网与负荷调度

智能电网与负荷调度（共11篇）

智能电网与负荷调度 篇1

1 负荷分析与预测的重要性

智能电网是未来电网的发展方向, 随着国家能源战略的调整, 大量新能源设备投入电网中, 电力负荷组成越来月复杂, 为电网负荷分析和预测带来了新的问题和挑战。

负荷水平与负荷特性是评价电网负荷状况的两个主要特征指标, 从负荷水平可以看出电网用电负荷高低的现状以及增长的趋势;负荷特性则体现出电网用电结构、用电模式等状况的优劣, 电力负荷特性是衡量电力负荷的一系列指标, 这些指标可以清楚地反映出电力系统的运行情况。

预测技术在电力工业中具有特别重要的地位, 这是电力工业生产、输送、消费同时进行, 以及电力工业先行的特点所决定的。需电量及电力负荷预测是电力系统规划和建设的基本依据, 是电力企业日常经营管理工作的重要组成部分。对电力产品市场动态及发展进行调查研究, 对计划期内各类电力用户需电量及电力负荷进行预测是电网运行 (调度) , 公司编制年度计划, 安排季、月、旬、日、时生产任务的根本保证。根据计划期内预测的需电量及电力负荷可以确定相应的发电量及燃料需要量, 可以安排发电机组、输变电设备的检修, 可以确定电网在计划期内需要增加的发、输、变电设备容量。在电力市场条件下, 只有在进行实时负荷预测后才能安排负荷平衡、备用发电容量的调度和发电机组的上网顺序。因此, 准确的需电量和电力负荷预测是实行电力市场的基本条件和首要任务。

2 负荷特性分析方法

电力系统负荷特性的分析是负荷特性预测的基础, 因此, 能否正确对电力系统负荷特性进行分析是电力负荷特性预测准确与否的关键。负荷特性具有明显的地区或区域性, 因此国内外现有的负荷特性分析资料或文献都是针对各地区的实际特点来作出分析与预测。综合现有文献知分析负荷特性最直观的方法为曲线法, 它是通过历史数据绘制历年负荷特性曲线图, 分析负荷特性的变化趋势, 并找出影响负荷特性的主要因素。在上面给的影响负荷特性的八大因素中, 从现有文献的分析来看经济发展水平和经济结构的调整是决定负荷特性的主要因素, 负荷特性的基本趋势与特征基本上由它决定, 文献[3~5]分别从行 (产) 业用电以及经济结构的调整等方面分析了行业产业用电以及经济结构转型对负荷特性的影响。温度是影响负荷特性的重要因素, 它是产生峰荷和使负荷随机波动主要原因。文献[1]从居民用电的角度讨论了温度与峰荷的关系影响, 得出了温度与峰荷的数学分析模型, 文献[2]则讨论了温度与夏季峰荷的关系, 并得出了数学分析模型。影响负荷特性的因素对负荷特性的影响往往不是孤立的, 而是相互联系的。

3 负荷预测方法

随着现代科学技术的不断进步和负荷特性分析与预测工作重要性的不断提高, 负荷特性预测理论技术得到了很大发展, 理论研究逐步深入, 国内外发表的电力系统负荷特性分析与预测的文献也逐年增加, 其采用的分析方法和预测精度也各有不同, 综合起来主要分为两大类:一是负荷预测;二是负荷特性曲线预测。

3.1 负荷预测法

负荷预测研究历史较长, 得到了不少预测方法, 其中较为成熟的传统预测方法有:回归分析法、时间序列分析法等;随着电力系统的发展要求, 许多新方法成功的应用到电力系统负荷预测中, 如灰色系统理论、人工神经网络、专家系统等方法, 在此称为现代预测方法。

回归分析法根据负荷过去的历史资料假定负荷与一个或多个独立变量存在因果关系, 通过寻找并建立因果关系的数学模型来进行未来负荷的预测。

时间序列分析法将负荷数据当作一个随时间变化的序列进行处理, 以这一序列为依据建立合适的数学模型来描述电力负荷变化的随机过程, 从而外推进行未来的负荷预测[3]。该类方法仅通过对负荷数据本身的分析得到预测结果, 在实用中面临的最大问题是对非平稳状态的辨识。

3.2 电力系统负荷特性曲线预测方法

负荷曲线预测在电力系统工程实践中扮演重要角色。首先, 在电力系统规划中, 负荷曲线是在时序负荷曲线下进行电力生产模拟的基础, 系统内各机组带负荷的位置、系统调峰容量是否足够、互联系统错峰效益的大小等, 都取决于负荷曲线的形状。其次, 在电力市场中, 负荷曲线预测更是必不可少。负荷曲线预测是市场分析与评估系统的基础。

随着电力供应矛盾的缓解以及用电结构的变化, 负荷特性趋向正常的用电负荷特性。负荷特性曲线预测的方法也越来越多, 如:分行业典型日负荷曲线叠加法、分类型典型日负荷曲线叠加法、综合典型日负荷曲线叠加法。

分行业典型日负荷曲线叠加法是以历史负荷曲线为基础, 根据未来行业的用电比重与历史上行业用电比重的相对变化来修正历史负荷曲线。先将系统的用电负荷分行业, 求得基准年份分行业典型日负荷曲线, 再根据基准年份行业典型日负荷曲线和预测年的分行业最大负荷转换叠加得到预测年份典型日负荷曲线。该方法需要分析行业用电于负荷特性的关系, 并需要预测未来行业用电的比重。由于分行业叠加法能有效反映产业结构、用电结构变化对负荷特性的影响, 成为典型日负荷曲线预测的主要方法。

分类型典型日负荷曲线叠加法是将电网用电负荷按用电结构分类 (照明、动力等) , 根据历史资料, 确定基准年分类的典型日负荷曲线, 用分类负荷在预测年的日负荷水平将基准年的典型日负荷曲线换算成预测年的典型日负荷曲线, 然后将所得的分类典型曲线叠加, 即可得到电网典型日负荷曲线。

4 结论

本文在分析了智能电网背景下电力负荷分析与预测技术的重要性, 综述了现有电力系统负荷特性分析与预测方法。随着电网智能化、电力电子化进程的深入, 急需对复杂负荷特性进行详细分析和预测, 以保证智能电网的持续高效经济运行。

参考文献

[1]姜勇.南京市居民冬季用电负荷特性分析[J].东北电力技术, 2003, Vol.15 (4) :21-23.

[2]杨建萍.南京市居民用电负荷特性分析与思考[J].电力需求侧管理, 2002, Vol. (4) :24-27.

[3]康重庆, 夏清, 刘梅等.应用于负荷预测中的回归分析的特殊问题[J].电力系统自动化, 1998, Vol.22 (10) :38-41.

智能电网与负荷调度 篇2

摘要：近年来随着信息化和数字化的高速发展，智能电网技术在电力行业系统的稳定性、安全性以及可用性起着重要的作用。智能电网技术的系统智能化对于电力调度制动化起着决策性的作用，对电网的密集度和准确度有着高度和集成性和共享性。本文通过应用智能电网技术在电力调度制动化上的应用开展研究，通过深入了解其发展的方向和未来的应用模式做出细致的研究。

关键词：智能电网;电力调度;智能;制动化

一、智能电网的发展历程

在美国电力科学研究院的发展中，将智能电网广泛定义为一种实际操作中的优化管理方式，使用传感器设备在发电，输电和配电的过程中进行收集整合，经过智能电网的分析，实现电力调度的优化设置和管理。智能电网在发展的过程中，结合了自愈性、互动性、兼容性和优化型等多个方面的特征，使得智能电网的发展具有安全性高，品质优良的特点，在我国的电力行业中得到了广泛的应用，相信在未来的发展中会得到更广阔的空间。在智能电网建成之后，可以实现在电网管理方面的精确化和信息化功能，同时形成一种通信网络体系，覆盖电网的各个处理环节，在数据管理，信息维护和运营监管，智能电网空间信息服务等方面实现调度集成模式，全面实现电网管理上的精确化服务系统。智能电网发展成功以来，实现了智能实时互动平台，在用户和管理者之间，完善了管理方式，为用户提供透明的实时化电力服务。与此同时，电网在检测的过程中充分利用了分布式电源和智能电能表，将分时段电价政策落实到实际，有效地平衡了用电高峰期的差额，减少了资源浪费和建设成本。

二、智能电网技术在电力调度自动化中的应用模式

在电网实现的过程中，要想接入新能源，就必须要对电网的结构进行新的改变，在形式上和操作上都费时费力，但是随着智能电网的投入使用，极大地提升了电网的接纳能力，对于优质的新能源，及时进行接纳，实现更大范围的资源优化配置，对于用电客户的需求进行满足，多样化的配电方式也得到了用户的好评。

(一)对电力调度进行资源整合面对能源的转型，世界各国都在加快智能电网的建设

随着电网技术的日益精进，尤其是近年来在电网和信息化方面的深度整合，使得智能电网在能源融合和优化配置等方面的作用日益显著，作为我国能源发展的重要领域，在智能电网的发展研究中，迎来了新的挑战和机遇。

(二)结合互联网发展，进行电力调度配置

随着经济多元化的发展，我国在智能电网的研发中，也结合了互联网方面的应用，智能电网的下一步发展模式就是推进与互联网的相互融合，智能电网加将和互联网企业进行合作，对我国的`电力资源进行最大化的利用。在电力传输方面，互联网企业将会结合实际情况给予一定的支持，可以结合互联网设备对终端的用电量进行实时统计和阶段分析，避免由于过多输电导致的电量浪费。智能电网结合互联网设备可以根据不同时间段的实际用电量进行合理的分配，将电网的运行效率进行有效的提升，从而更加有效地对电力传输系统进行配置。

(三)在电力调度过程中实行评估考核

在智能电网的实施过程中，分析和评估部分也是重要的环节，做好电网的评估考核工作，可以更加清晰地进行电力调度的优化，了解电网的实际运行状况，利用可视化技术，向电力调度工作人员提供实时运行情况，主要包括设备容量以及运行状况、电力分布状态、电网稳定性分析等方面。一旦电力调度过程中出现意外状况，评估考核机制就会及时的进行预警。在电力调度系统发生故障的时候，参数系统的变化速度给调度员带来了很大的工作难度，结合智能电网的参数分析功能，为调度员减轻了很大的工作压力。

(四)在电力调度中进行实施调控

在电力调度中，对电网的运行方式进行调度需要结合智能电网的调控功能，其中包含：对分布式能源的调动，对自动发电进行控制，对用电负荷进行控制，对无功电压的控制和对二次设备的控制等方面。其管理功能的实现需要通过计算机技术结合电力系统的调度方式，将近年来的资料进行整合，统一管理，尽量避免在电力调度上发生孤岛状况，提高相应的管理效率，在进行调度的时候提供全面的信息参考。

三、智能电网在电力调度的发展前景

在我国经济的不断发展下，人们对于电力的需求不断加大，电网规模随之增加，由此使得我国的电网结构越来越复杂，传统的电力调度技术在现代的电网面前失去了作用。随着智能电网技术的应用，我国在智能化运行和管理方面得到了一定的提升，在资源的优化配置上得到了升级，保证了电力调度的可靠性。所以，智能电网在电力调度中有着至关重要的作用，同时，其发展前景也是非常广阔的。在我国当前的智能调度中，智能电网是其关键环节，一些关键技术的应用，使得我国的电力调度得到了极大地发展，其发展前景主要表现在以下几个方面：

(一)智能广域电力调度机器人

所谓智能广域机器人，实际上就是智能电网的最高形式，它的理论是基于电力混成控制而提出的，在实现能力上具有多指标的优化运行能力。在电力混成控制论中，强调将一切没有方法令用户满意的状态，全部归类为一类事件，进行相应的控制和演化，将电力系统恢复到初始状态，也就是无事件进行处理的状态，将系统的各项指标都进行恢复。这种理论实现了将烦琐的电力系统归为一台机器人进行处理的形式。利用智能广域机器人进行电力调度管理，可以减轻工作人员的工作量，解放人力资源，增加电力调度的精准性，同时可以保护电力调度不受外力的干扰。所以，智能广域机器人是智能电网的未来发展方向。

(二)智能变电站

在电力调度自动化的基础上，实现调度的智能化，是电力行业发展的一种趋势，同时保护了用电安全和资源优化。智能变电站由智能化一次设备和相应的网络化二次设备组合而成，结合通信规范，实现了信息共享和相互操作，给电力调度带来了无限的发展前景。

(三)智能化的风险评估

智能电网在运行的过程中，一定会受到不可抗力因素的影响，存在一定的风险，在某些时刻就会影响电力系统的安全性。所以，在合理的范围内对智能电网进行风险评估，是对电力调度的安全负责，对电网的发展有着重要的意义。要想实现智能化的风险评估，就必须要利用设备故障的概率模型进行分析，结合电网运行过程中的工程和金融两方面进行评估，对潜在的风险进行规避，保证自动化系统在电力行业中得到稳步的发展。

结语

综上所述，相对于传统的电力调度技术，结合智能电网技术对电力调动记性优化，不仅提升了电网的安全性，还可以多方面进行电力节能，实时监控。本文着重分析了智能电网技术在电力调度自动化中的应用模式，并且从3个方面分析了智能电网的未来发展前景。随着我国科技的不断进步，在未来的电力调度自动化中，将实现智能广域机器人调配，从控制管理和安全调配等方面进行提升。在智能变电站和智能风险评估中，实现电力调配的实时信息共享功能和规避风险功能。相信在未来的科技发展中，智能电网技术将会得到更多的应用。

参考文献

[1]彭哲续.电力调度自动化中智能电网技术的发展解析[J].科技传播，2014(21)：81+100.

[2]马红飞.智能电网技术在电力调度自动化中的发展研究[J].中国高新技术企业，2014(16)：33-34.

智能电网经济调度运行分析 篇3

智能电网就是利用新能源，并通过先进的控制技术提高电网运行的稳定性、经济性以及供电的可靠性实现电网的经济调度和经济运行不仅可以提高网省公司运行的经济性，而且是实现智能电网建设的重要内容。国家电网公司积极推动的特高压建设以及智能电网建设的目标之一也是提高电网运行的经济性。

一、电网实时动态监测系统

《电力系统安全稳定导则》规定电力系统n-1故障下的安全稳定性是第一级安全稳定标准，必须遵循，为此调度运行部门每年编制《年度稳定运行规定》，包括正常方式和检修方式。

计算分析、在线电压稳定计算分析以及与之相适应的预防控制辅助决策。WAMS系统显著的特点是实现对电网的动态监测，并实现从离线分析计算向在线分析计算的重大飞跃，这是智能电网的重要内容之一。WAMS系统不仅将在电网安全稳定中发挥重要作用，还可以利用WAMS实现对电网的经济运行在线分析和调控，从而实现电网运行的经济调度，进一步发挥其在智能电网中的应用。

二、电网经济运行及经济调度

随着智能电网的建设以及电网公司自身运行的经济性，电网调度运行管理人员将密切关注电网运行经济性，可以利用WAMS系统对电网的经济运行在线分析和在线调控，实现电网运行的经济调度。

（一）电量测量与分析

同步相量测量单元（简称PMU）的出现解决了电网不能动态监测和存储动态数据的问题，各网省公司建设完成的WAMS系统还可利用PMU进行电量统计。PMU能每20ms的精确测量机组和线路的电压、电流以及相位，并且利用GPS给每个数据打上时标，因此利用PMU可以计算获得精确的有功功率和无功功率，再乘以相应时间间隔，即可以获得该时间间隔的发电机发电量和负荷的用电量，对电量进行累加，可实现对日、月和年发电机和负荷的电量；这样，可利用PMU测量获得的发电机发电量和负荷的用电量与电能量采集装置采集电量的校核，并将PMU作为电能量采集装置的后备，确保在电能量表出现不正常工作状态时，能向电网运行管理人员提供正确的发电机发电量和负荷的用电量。

（二）网损在线计算分析及统计

目前电网调度部门的网损统计（包括500kV和220kV电网），都是采取上网关口电量减去下网关口电量获得的，因此，电量表采集的准确性对网损统计以及电量统计至关重要，若电量表的电量采集在某时刻出现问题，电网运行和管理人员将得不到正确的电量数据，从而影响到电力公司运营的经济性。

由于电网实际运行状态的经常变化，电气设备的检修、发电机组出力的变化、负荷的变化、电网的建设和电源的建设等电网运行方式的变化都会对网损造成影响，精确的网损计算分析不能采用上述的两种离线方法，此外，这两种离线统计方法也不能为电网调度运行管理人员提供非常有价值的网损信息和控制方法。

WAMS系统的高级计算功能为在线网损计算及网损电量统计提供了基础。由于PMU能实时传送数据，可以进行网损在线计算分析，这就可找出造成网损大的因素，寻找控制措施，提高电网运行经济性；另一方面，可以校核实际统计网损，提高网损管理的有效性。其实现方法也简单，仅需要在WAMS系统对其潮流计算程序进行简单改造即可实现。

（三）经济调度

经典的经济调度理论基础是最优潮流，尽管最优潮流在上个世纪70年代就趋于成熟，并且随着内点法等优化算法的出现，最优潮流的收敛性也取得了较大的进步，但最优潮流仍不能用于电力系统的经济调度和在线计算。

在电网实际的调度运行中，当发电计划与实际负荷需求出现差别时，可采用经济调度，此时采用灵敏度方法是一种较实用的做法。通过在线计算电网的经济运行指标，如网损、购电费用对机组的灵敏度，按灵敏度大小对机组进行排序，然后在满足电网稳定运行的前提下（包括各种稳定运行限额），对灵敏度小的机组优先考虑满出力，实时实现电网的“次优”运行状态，以提高电网的安全经济运行水平。事实上，只要每隔5～15min对电网进行一次经济调度的灵敏度计算，根据灵敏度计算结果进行适当的调节，即可保证系统运行在“次优”运行状态。这样，不仅计算简单快速，而且易于调度运行人员实时控制。

（四）AGC的经济调控

为了达到电网实时有功功率的平衡，保证系统的安全稳定性，电网公司对并网运行的发电机组的AGC功能都提出应具体要求，并建立了严格的考核标准，这些考核指标包括AGC功能投运率、AGC指令平均响应速率和平均调节精度等。可以通过WAMS系统实现对机组AGC功能的经济调控。

随着大机组、超高压电网的形成，电压不仅是电网电能质量的一项重要指标，而且是保证大电网安全稳定运行和经济运行的重要因素，为此，电压指标是网省公司对电网运行管理的重要指标之一。网省公司对上网的电厂按季下达母线电压曲线和发电功率因数调节范围。发电厂电压曲线和变电所的母线电压曲线全天按96个点进行考核，每天24h划分为高峰、腰荷、低谷3个时段。虽然经典的无功功率优化既能保证电压合格，又能降低网损，但电力系统的无功优化问题是一个多目标、多变量、多约束的混合非线性规划问题，其优化变量既有连续变量如节点电压，又有离散变量如变压器挡位、无功补偿装置组数等，使整个优化过程十分复杂，特别是优化过程中离散变量的处理更增加了优化问题的难度，因此，在线无功优化计算同前述的在线最优潮流一样，由于收敛性和操作性的问题，无法实用化。但无功优化又不同于前述的最优潮流，有其实用性的一面，因为无功优化仅牵涉到无功电源、无功补偿设备以及变压器等设备调节，不牵涉到具有计划性的有功功率调节，因此，不牵涉到发电厂与电网公司签订的发电合同。这样，可以利用AVC实现电压质量合格，并且可提高电网经济运行性能。

通过WAMS系统实现自动电压控制（AVC）控制，对发电机无功功率、并联补偿设备和变压器有载分接头的自动调节，以电网分层分区之间的无功流动最小为目标函数，以电网电压合格的约束条件，通过多智能体协调的计算方法实现AVC的在线调控，可使电网到达运行在“次优”状态，以提高电网运行的经济性。

结束语

随着智能电网的建设工作的推进，提高电网运行的经济性是电网公司运行管理人员着重研究的方向之一。利用WAMS系统的动态监测以及强大的计算功能，可以进一步推广至电网的经济运行在线分析计算及控制，提高电网运行的经济性，实现经济调度，包括电量统计分析、在线网损计算分析、经济调度、AGC和AVC的经济控制等，从而提高电网公司运行的经济性和运行效益。

参考文献

[1]陈树勇，宋书芳，李兰欣，等.智能电网技术综述[J].电网技术，2009，33。

[2]胡学浩.智能电网——未来电网的发展态势[J].电网技术，2009，33。

[3]王正风，黄太贵，吴迪，等.电网实时动态监测技术在电力系统中的应用[J].华东电力，2007，35。

[4]陈珩.电力系统稳态分析[M].北京：中国电力出版社，1998。

[5]吴迪，李端超，董瑞，等.安徽电网自动电压控制系统的实施与效果[J].电力设备，2005，6。

电网智能调度技术研究现状与发展 篇4

在现代电网的发展过程中, 各国结合其电力工业发展的具体情况, 通过不同领域的研究和实践, 形成了各自的发展方向和技术路线, 也反映出各国对未来电网发展模式的不同理解。

国家电网公司以奉献清洁能源、促进经济发展、服务社会和谐为基本使命, 在认真分析世界电网发展的新趋势和中国国情的基础上, 紧密结合中国能源供应的新形势和用电服务的新需求, 提出了立足自主创新, 建设以特高压电网为骨干网架, 各级电网协调发展, 具有信息化、自动化、互动化特征的坚强智能电网的发展目标。提高电网大范围优化配置资源能力, 实现电力远距离、大规模输送, 满足经济快速发展对电力的需求。

智能电网是电力工业的一场巨大变革, 将引起电力工业在各个领域的革新。作为电网运行的直接生产单位——电力调度通信中心面临的变革最为紧迫。紧跟智能电网的发展, 智能调度技术的研究和研究尤为重要。本文首先阐述了当前智能电网的特征, 其次介绍了电网调度在电力生产过程中的主要作用并针对智能电网的新挑战, 研究了智能调度的主要关键技术, 最后对智能调度的发展做出了展望。

1智能电网的特征

智能电网主要有以下特征。

1.1自愈———稳定可靠自愈是实现电网安全可靠运行的主要功能。指无需或仅需少量人为干预。实现电力网络中存在问题元器件的隔离或使其恢复正常运行。最小化或避免用户的供电中断一通过进行连续的评估自测。智能电网可以检测、分析、响应、甚至恢复电力元件或局部网络的异常运行。

1.2安全———抵御攻击无论是物理系统还是计算机遭到外部攻击。智能电网均能有效抵御由此造成的对电力系统本身的攻击伤害以及对其他领域形成的伤害。一旦发生中断, 也能很快恢复运行。

1.3兼容———发电资源传统电力网络主要是面向远端集中式发电的。通过在电源互联领域引入类似于计算机中“即插即用”技术 (尤其是分布式发电资源) 。电网可以容纳包含集中式发电在内的多种不同类型发电, 甚至是储能装置。

1.4交互———电力用户电网运行中与用户设备和行为进行交互。将其视为电力系统的完整组成部分之一。可以促使电力用户发挥积极作用。实现电力运行和环境保护等多方面的收益。

1.5协调———电力市场。与批发电力市场甚至是零售电力市场实现无缝衔接:有效的市场设计可以提高电力系统的规划、运行和可靠性管理水平:电力系统管理能力的提升促进电力市场竞争效率的提高。

1.6高效———资产优化引入最先进的IT和监控技术优化设备和资源的使用效益, 可以提高单个资产的利用效率, 从整体上实现网络运行和扩容的优化, 降低它的运行维护成本和投资。

1.7优质———电能质量。在数字化、高科技占主导的经济模式下, 电力用户的电能质量能够得到有效保障, 实现电能质量的差别定价。

1.8集成———信息系统。实现包括监视、控制、维护、能量管理 (EMS) 、配电管理 (DMS) 、市场运营 (MOS) 、ERP等和其他各类信息系统之间的综合集成, 并实现在此基础上的业务集成。

2智能调度技术

2.1电网调度的定义:

为保障电力系统安全、优质、经济运行和电力市场规范运营, 实行资源的优化配置和环境保护, 保证电力生产的秩序, 对电力系统运行的组织、指挥、指导和协调的活动。

为适应智能电网发展的要求, 对传统的调度技术提出新的要求, 主要问题体现在以下几个方面:

2.1.1新能源与分布式电源的接入。

为了解决能源危机, 世界各国都在加强新能源发电的研究, 目前风电发展最为成熟, 规模也越来越大, 比如我国正在建设的几个千万千瓦级风电基地。然而风电具有随机性与不确定性, 且其预测与调控均比较困难, 在大量接入系统后将对电网安全稳定产生很大影响, 增大了电网调度的难度。因此, 必须加强风电的预测、建模与控制, 并针对风电的特征制定相关调控策略, 合理协调其与其它电源之间的关系, 优化电力生产, 保证在电网安全稳定下最大限度地提高风电的产出。

为了避免事故的扩大导致整个大电网的崩溃解列, 未来电网的发展将既是以特高压为主干骨架的大电网, 同时分解为一系列各自独立的分布式微电网运行, 这样可以保障即使在发生重大事故时也能保证继续供电。然而如何统一调度各个分布式小电网, 尤其是分布式电网中的电源管理与无功电压控制问题, 也是未来电网调度需要解决的一个难题。

2.1.2高可靠性与高安全性要求。

随着人们生活水平的提高, 对电网运行的可靠性与安全性要求也越来越高。因此, 电网在运行过程中, 能够尽可能预见存在的事故, 提供更可靠的供电运行方式, 使事故处理智能化、自动化, 将用户停电可能性降至最低。这需要建设合理高可靠性的电网结构, 选择优化的电网运行方式, 提高电网运行的自动化与智能化水平, 从而减少调度员处理一般性事故过程中用户的停送电时间。

2.1.3双向送点的供电需求侧管理。

在未来电网中, 用户不仅是单一的供电受端。有能力的用户如医院等一级负荷具有自己独立的小发电系统以及家用太阳能小发电系统等, 还将在电力充足时向系统反送电。此时, 电网的运行方式和运行状态将更为复杂, 这就需要电网能够灵活处理这些不定期用电或发电的小系统。

2.1.4海量信息处理。

智能电网是基于统一的信息平台而运作的, 在先进计算机水平与通讯技术的基础上采集电网运行的一切有用信息, 并用于状态监测、电网分析、事故预警、电网控制等。根据智能电网的运行要求以及电网调度的需求, 建立对应的一体化信息平台, 筛选并处理相关信息, 搭建相关数据模型库, 是智能调度自动化系统需要解决的重要问题。

2.2根据智能电网的要求以及电网调度在电网中所起的作用, 在未来智能电网的智能调度建设过程中, 主要包含下列关键技术:

2.2.1一体化智能应用支撑平台。

在智能调度建设过程中, 首先要建立这一平台, 主要需要研究一体化模型与数据管理技术、海量信息存储管理与应用技术、智能可视化展示技术、地理信息接入技术等。

2.2.2特大电网智能运行控制策略。

特大电网智能运行控制技术体现了智能电网坚强可靠的重要特征, 目标是建成智能电网安全防御系统, 将通过广域、迅捷、同步、精确的量测感知, 自适应智能决策, 基于决策指令和应对动态响应相协调的控制执行, 形成具备自我感知、自我诊断、自我预防、自我愈合的大电网智能安全控制能力。

2.2.3一体化调度计划运作平台。

通过一体化调度计划运作平台研究, 实现智能电网和所有并网运行发电机组的安全、节能和经济运行, 以信息化手段提高电力生产管理现代化水平, 为特高压大电网安全稳定运行和实现资源优化配置提供坚强技术支撑。

2.2.4大型可再生及分布式能源接入控制技术。

通过研究计及风电场等可再生能源的电力系统运行与控制的相关技术, 在智能调度技术支持系统平台上实现计及大型可再生能源及分布式能源的电网调度控制, 充分发挥可再生能源、分布式能源在电力系统安全、稳定、优质和经济运行中的作用。

2.2.5一体化调度管理方面。

一体化调度管理着重体现智能电网的高效, 它涉及调度中心的规范化和专业化管理、精益化和指标化管理以及调度中心的纵向互联, 是调度中心对外提供各类功能和数据服务的窗口。调度管理类功能包括调度门户功能、统计分析报表功能、专业管理功能、生产控制管理功能、业务流程处理功能、运行值班管理功能等。

3结论与展望

智能电网是未来电网发展的必然。其主要特点是整个电网信息共享, 分布式电源尤其是新能源的接入, 以及电力用户与输配电系统之间存在的电能双向流动。电网调度的目的不再只停留在保护系统安全, 而要更多在在系统安全的基础上考虑如何提高电能质量, 如何合理的分析电网的潮流分布。分布式电源接入的安全性分析、管理、建模、控制以及面向用户的配电网管理、控制、优化将是未来智能调度研究的重中之重。

智能电网调度自动化系统研究 篇5

关键词：智能电网；调度；自动化；发展

中图分类号：TM734 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2016）02-0033-02

电网是一个整体，电能从生产到输送再到使用，各个环节的总量时刻都在发生着变化。由于电网电能具有不可储存的特性，所以在电网系统中的电能在任何时刻都必须保持平衡，即发多少电的同时就必须用多少电，否则电网所供应的电能质量标准就难以符合国家规定的各项指标。根据电能生产总量和使用总量必须保持瞬时平衡的特点，如果整个电网系统没有统一规范的组织、严格的管理和科学的调度，电网根本无法安全稳定运行，所以电网调度是电力系统中的一个十分重要的环节，电网调度自动化是电网调度发展的一种全新模式。当前电能是人类生产生活过程中不可缺少的能源，随着我国经济社会快速发展，智能电网建设已经成为电力行业转变发展方式的一个必然选择，智能电网调度自动化技术具有环保性能好、安全可靠系数高、节能效果显著、自愈能力强等优质特性，因此，智能电网调度自动化是未来电网发展的主要趋势和方向。

1 智能电网调度自动化系统的基本组成

智能电网调度自动化系统组成主要分为3个部分：主站系统、数据通信网络系统和厂站自动化。调度自动化系统是整个电网的控制核心，能够对电网的各个环节进行监控，一方面可以保障电网安全稳定运行，另一方面能够根据反馈的信息及时发现故障，并第一时间对故障进行妥善的处理，有效防止故障范围进一步扩大而造成大面积停电。同时，智能电网调度自动化系统可以根据收集的故障信息对电网整体运行状况进行综合分析和研判，按照结果对电力系统中出现的各类复杂的情况和问题进行必要处理和有效解决。

2 智能电网调度自动化系统的主要特点

建立调度自动化系统能够充分发挥自身优势，逐渐减少高消耗、高污染的能源使用量，从而提高清洁、可再生能源利用率。智能电网调度自动化系统具有十分强大的优质特性。

2.1 超强的自愈性

智能电网调度自动化系统具有超强的自愈性，保障电网能够安全可靠运行。系统可以在无人操作的情况下，自动对电网中的问题进行修正和解决，从而消除潜在的风险隐患。智能电网在运行过程中，系统可以持续地进行检测，通过自动诊断修复功能来操作防爆控制系统，操作准确方便，这一功能是传统电网所不具备的。

2.2 强大的兼容性

智能电网调度自动化系统具有强大的兼容性，能够将电能供应、环保科学有机地结合起来。当客户用电负荷过高时，智能电网可以通过自动化系统进行合理的资源配置，从而减轻电网负荷过高的压力。智能电网通过调度自动化系统可以使多种能源发出的电能接入电网系统，特别是风能、太阳能等清洁可再生能源，对于节能减排环境保护具有重大意义。此外，智能电网调度自动化系统可以消除电网扰动的不利影响，大大提高电能的质量，有效保障电力系统的供电可靠性。

2.3 较好的交互性

智能电网调度自动化系统具有较好的交互性，可以对电网设计方面存在的不足和问题进行修复和完善。充分利用建立在用户端的接口，通过人机互动、人机联动和模拟等技术手段，使电能的供应和使用能够进行信息互换，从而更好地配置电力系统的资源，有力保障电力系统的供求平衡。

2.4 较强的集成功能

智能电网调度自动化系统具有较强的集成功能，可以将各个子系统进行良好地融合，使各系统间的信息和资源实现共享。并且，信息控制和系统优化等功能可以进行规范化处理，从而能够整体分析电网调度系统。

2.5 较优的资源配置功能

智能电网调度自动化系统具有优化资源配置功能，可以根据经济效益和设备运行情况对电网进行协调和优化。对输送线路输电状态进行科学分析，有效协调配置电网资源，一方面能够降低电网运行成本，另一方面可以实现社会效益与经济效益双提高，为电力企业可持续发展奠定坚实的基础。

3 智能电网调度自动化系统的构建要点

3.1 调度需求

构建智能电网调度自动化系统的根本目的是确保电网高效运行。在设计电网过程中，要把电力系统持续、稳定运行作为根本指标，使系统的各项功能都能够高效实现。要对负责调度工作的人员进行系统培训，建立健全监督评审制度，确保调度工作合法合规。要对相关设备进行实时监测，充分发挥调度系统评估计算功能，提前发现电网故障隐患，及时排除故障，有效保障电网正常运行。

3.2 技术要求

在智能电网调度自动化系统技术研究方面，一是要保证投入成本最小，二是要针对传统电网的薄弱环节改进业务结构，优化业务间连续性。研究设计用户使用界面要满足使用简单、操作便捷以及减少后期维护成本的要求；系统架构要有良好的拓展性，兼容性要强大，互操作能力要高，可以将软件模块接入系统进行升级，达到安全稳定运行的目标。

3.3 研究模式

从当前智能电网调度系统发展情况来看，研究模式主要有自主开发和由外到内两种。自主开发主要是面向处于运行状态的电网，相关运行环节要充分结合电力系统的特征，及时发现电网存在的故障，并按照规程进行改进和完善，使电网的整体性能更加优化。由外到内主要是运用研、商结合的研究模式，充分调动政府和电力企业的积极性，共同参与研究工作，进一步拓展研发创新性，确保研究设计的调度系统的可行性更强。

4 智能电网调度自动化技术发展前景

智能电网是实现电力工业科学发展的必由之路，智能电网调度自动化系统将广泛使用三维GIS、高级配网等高新技术，使数据信息可以在各个区域之间进行传送。先进的调度自动化系统可以将复杂的数据在规定区域内进行整合，并且可以随时调取所需要的资料信息，形成一个完整的电网模型。建设信息构架，一方面可以为信息提供共享平台，另一方面可以避免出现海量信息筛选的难题，有利于及时有效取得第一手资料。智能电网可以通过调度自动化系统及时掌控用户需求电量情况，预判可能存在的风险，实现优化资源配置、应对突发情况、节约使用电能、提高经济效益等，对于电力企业树立良好的形象、承担相关的社会责任具有十分重要的意义。

参考文献

[1] 马韬韬，郭创新，曹一家，等.电网智能调度自动化系统研究现状及发展趋势[J].电力系统自动化，2010（9）：7-11.

[2] 刘鹏飞，梁晶，钱前.基于3G技术的电网调度自动化系统研究[J].商情，2013（36）：75.

[3] 任志翔，仇群辉.智能电网调度自动化技术思考[J].经济研究导刊，2010（7）：182-183.

智能电网与负荷调度 篇6

纵观中国电网调度自动化技术的发展,一直伴随着电网的发展而不断进步。近30年来,大体经历了三个阶段:一是消化吸收阶段,解决了各级调度技术支撑之急需;二是发展创新阶段,满足了全国联网初期调度控制的需要;三是赶超先进阶段,支撑了建设世界一流的坚强智能电网调度机构[1,2,3,4,5,6,7,8,9]。

第一阶段自20世纪80年代中期开始。为了满足跨省区域电网调度运行监控技术的需求,电力部组织从国外引进了“四大网”(华北、华东、华中、东北)能量管理系统(EMS)及开发技术,主要基于通用小型计算机VAX、专用操作系统VMS、专用网络协议DECnet等。当时的中国电力科学研究院和南京自动化研究所(现国网电力科学研究院)等开发单位,以引进工程为依托,以引进技术为基础,进行了全面消化吸收和技术再创新,并研制了适用于各级调度的数据采集与监控(SCADA)系统。

第二阶段为20世纪90年代中后期。为了满足全国互联电网初期调度运行的需要,经过十余年的消化吸收和技术积累,开始奋起直追。恰值精简指令计算机(RISC)、开放操作系统(UNIX)、因特网技术等在国际上迅速发展,为中国奋起直追提供了重大技术机遇。中国电力科学研究院开发了新一代调度自动化系统CC-2000(荣获2000年国家科技进步一等奖),国电自动化研究院(现国网电力科学研究院)研发了SD-6000,OPEN-2000调度自动 化系统 (后来于2005年升级为OPEN-3000系统,荣获2007年国家科技 进步二等 奖)。这2个系统推 出后,迅速占领了国内市场的大部分份额,其技术水平总体上与国际业内巨头西门子公司的SPECTRUM系统、ABB公司的SPIDER系统等持平,在适应中国国情的应用方面已经超过了上述国外系统。

第三阶段始于21世纪初。2003年8月14日北美大停电事故发生后,各国都开始研究大电网在线安全稳定分析预警技术,国家电网公司于2004年立项开展了基于大规模并行计算技术的大电网动态稳定分析和预警的研究,验证了多路多核集群服务器可适应电网调度控制业务需求。2008年初,中国大范围冰灾对电网造成严重破坏,“5·12”汶川地震更是对电力设施造成毁灭性破坏,但当时的调度自动化系统难以满足多级调度联合处置重大电网事故的要求,调度中心也缺乏异地容灾备用的能力。地震发生后,国家电网公司快速决策,立即着手新一代调度控制系统的研发。根据全球电网发展趋势,国家电网公司于2009年全面启动智能电网发展战略, 在调度控制领域重点推动智能电网调度控制系统 (其基础平台简称D5000平台)的技术研发与集成应用。2010年底,10家试点单位的智能电网调度控制系统上线运行。至2013年底,智能电网调度控制系统已部署到国家电网公司全部32个省级以上调度控制中心,并迅速推广应用到59个地市调度控制中心,覆盖了国家电网公司范围内全部国家等级保护四级系统,实现了特大电网多级调度控制业务一体化协同运作,促进了大规模可再生能源有效消纳, 为特大电网调度提供了须臾不可或缺的重要技术手段,已成为坚强智能电网的重要组成部分。

1 系统总体结构

智能电网调度控制系统由国家电网公司总部统一组织、集中研发,中国电力科学研究院和国网电力科学研究院等科研单位负责具体研制,各级调度控制中心参加总体设计和功能设计。总体技术路线 是:立足安全性高的软硬件,采用多核计算机集群技术提高系统运行可靠性和处理能力,采用面向服务的体系结构(SOA)提升系统互联能力,将原来一个调度中心内部的10余套独立的应用系统,横向集成为由一个基础平台和四大类应用(实时监控与预警、调度计划、安全校核和调度管理)构成的电网调度控制系统,如图1所示。同时,纵向实现国、网、省三级调度业务的协调控制,支持实时数据、实时画面和应用功能的全网共享,如图2所示。

智能电网调度控制系统在世界上首次研究并实现了满足特大电网调度需求的大电网统一建模、分布式实时数据库、实时图形远程浏览等关键技术,攻克了多级调度协同的大电网智能告警及协调控制、全网联合在线安全预警等重大技术难题。

随着智能电网调度控制系统成功开发和规模化应用,推动了电网调度控制技术的升级换代,实现了电网调度业务的“横向集成,纵向贯通”,实现了特大电网的实时监测从稳态到动态、稳定分析从离线到在线、事故处置从分散到协同、经济调度从局部到全局的重大技术进步,提高了调度机构驾驭大电网的能力、大范围资源优化配置能力以及应对重大电网故障的处理能力,保障了电网的安全、稳定、经济、环保运行。

2 重大技术突破与应用成效

智能电网调度控制系统之所以能够开发成功并快速实现规模化应用,主要得益于以下几个方面: 1目标明确,满足了智能电网调度控制的业务需求; 2勇于创新,在技术层面取得重大突破;3团结协作,统一组织全行业技术力量联合攻关。该系统完成的大量技术突破和应用成效如下。

2.1 特大电网的可观测性大幅提高

针对特大电网多级调度中心的全网实时数据共享和调度业务协同需求,制定了多项行业、国家和国际标准,研发了分布式实时数据库、图形界面高效远程浏览和大电网统一建模等关键技术,研发了支撑电网调控业务、统一标准的一体化D5000平台,率先解决了特大电网多个控制中心实时工况共享的重大技术难题。其中,实现的技术突破主要包括如下几个方面。

1)研发了开放安全的D5000平台,实现了调度控制业务的横向集成和纵向贯通,支撑了特大电网多级调度的协调运作。

2)研发了高效的安全服务总线、动态消息总线、跨安全区邮件总线和广域流转的工作流引擎,实现了电网调控中心内部以及电网调控中心之间的安全高效数据传输与交换。

3)研发了面向电力系统设备、支持公共信息模型(CIM)标准、广域分布、直接定位的实时数据库技术,建立了覆盖国家电网220kV以上设备的分布式实时数据库,解决了多级调度高效共享实时数据的世界级难题。

4)研发了支持海量数据存储的时间序列实时库和无损压缩的时间序列历史库,实现了大电网动态数据的高效存储与访问。

5)提出了国际标准IEC 61970-555“CIM Based Efficient Model Exchange Format(CIM/E)”,研发并应用了特大电网统一建模技术,实现了电网模型数据在多级调度中心的源端维护、全网共享和在线使用。

6)提出了国际标准IEC 61970-556“CIM Based Graphic Exchange Format(CIM/G)”,研发并应用了多级调度及变电站图形界面远程浏览技术,实现了可视化与地理信息系统(GIS)融合的图形界面通用集成环境,极大地提升了图形生成、交换、浏览和维护的效率。

2.2 特大电网的可控制性得以加强

通过研究多级调度协同的大电网实时监控、综合智能 告警和安 全控制技 术,实现了国 家电网500kV及以上电网故障的全网联动实时告警,率先解决了特大电网多级调度协调控制和故障联合处置的世界性难题。其中的技术突破主要包括如下几个方面。

1)研发并应 用了面向 电网事件 及统一支 持IEC 61970,IEC 61968和IEC 61850等多种对象模型的电网运行实时监控功能,有效支撑了大电网调度的一体化协调运行和分布式备用。

2)研发了基于安全标签、数字证书和硬件加密的安全远方控制功能,实现了人机登录、服务链接、命令传输、命令执行的全过程安全通信和访问控制。

3)研发并应用了考虑电网安全约束、多区域、多目标的自 动发电控 制 (AGC)和自动电 压控制 (AVC)技术,实现了特大电网多级调度的有功无功协调控制。

4)提出了多级调度协同的大电网综合智能告警方法,构建了面向全网的电网故障实时告警体系,实现了多级调度告警信息的实时共享,增强了大电网故障的全景感知和协同处理能力。

5)提出并建 立了基于 服务的广 域测量系 统 (WAMS)分布式应用体系,构建了世界上规模最大的电网动态监测系统(覆盖1 500多个厂站),实现了电网实时监测从稳态到动态、从局部到全局的重大技术突破。

2.3 多调度中心协同运行和在线安全预警的能力 大大提升

研发了基于特大电网实时实测运行工况、事件触发、多级调度互动的在线动态安全预警技术,提高了特大电网安全状态评估的及时性,解决了长过程多重连锁故障预警处置的重大难题[10]。其中的技术突破主要包括如下几个方面。

1)研发并应用了国、网、省三级调度联合互动的在线动态预警功能,建立了大规模跨区潮流数据在线共享、任务并行处理和计算分布协同机制,解决了特大电网动态预警分析的数据快速准备和多级调度协同计算的技术难题。

2)研发并应用了基于事件触发和周期启动的大电网多重相继故障动态跟踪预警功能,实现了跨区电网静态安全、暂态稳定、电压稳定、短路电流和小干扰稳定的在线计算,为调度应对多重相继故障提供了技术手段。

3)研发并应用了低频振荡预警和在线小干扰稳定分析相结合的低频振荡综合分析功能,提高了低频振荡在线监测与分析的精准性。

4)研发并应用了综合考虑电压水平、开机方式和负荷分布等多种因素的输电断面裕度在线分析功能,实现了电网断面稳定水平的在线校核。

5)研发并应用了基于轨迹灵敏度法[11]、考虑发电机动态功角特性的暂态稳定辅助决策功能,实现了调度对大电网及时有效的预防预控。

2.4 电网运行经济性和新能源消纳能力持续提高

研发了适应节能与经济等多种调度模式、考虑新能源消纳、兼顾安全与经济的发电计划模型与方法,开发了日前、日内和实时发电计划优化决策软 件,实现了自适应负荷变化的多目标发电计划优化决策和精细化安全校核,解决了大规模间歇性可再生能源发电的有效消纳和节能发电调度等重大技术难题,填补了国内技术空白。

1)研发并应用了多目标、多时段的安全约束机组组合(SCUC)和安全约束经济调度(SCED)关键技术,解决了时空耦合、兼顾安全与经济的特大电网发电计划协调优化难题。

2)研发并应用了多时间尺度母线负荷预测关键技术,采用多模式自适应方法,提升了预测精度,为发电计划和安全校核提供了高质量的基础数据。

3)提出了发电计划静态、动态和暂态三位一体的安全校核方法,实现了对发电计划的功角稳定、电压稳定和小干扰稳定安全校核,实现了大电网安全运行的预防预控。

4)研发并应用了日前、日内和实时发电计划的自适应滚动优化技术,结合短期和超短期风电/光伏功率预测,提高了大电网消纳可再生能源发电能力。

5)提出并建立了国、网、省三级调度计划协调优化机制,研发了多级调度计划编制的协调优化技术, 提升了特大电网运行的经济性、安全性、节能性和可再生能源消纳能力。

2.5 电网调度抵御重大自然灾害和集团式网络攻 击的能力显著增强

按照国家等级保护四级结构化安全要求,基于安全可靠软硬件研发了电网调度控制系统,创造性地构建了省级以上分组分布式备调体系,基于分层虚拟专用网(VPN)建立了调度专用数据网双平面, 构建了更加坚强的电力二次系统纵深安全防护体系。

1)研发并应用了满足国家等级保护第四级安全要求的电网调度控制系统,研制了基于椭圆曲线密码体系(ECC)的调度数字证书、调度安全标签、内网安全监控、新型安全通信网关等专用安全设施,提高了调度控制系统抵御集团式网络攻击的能力。

2)建立了基于VPN的大规模调度专用数据网络,骨干网采用独立双平面组网,多层接入网采用双归方式接入骨干网,网络覆盖了各级电网调度机构、110kV及以上主要变电站和发电厂,保障了电力生产控制业务实时数据通信和控制指令的安全传输。

3)研发并应用了“国调网调异地互备、省级调度异地共备,地县调数据独立采集、业务上为下备”的分布式备调核心技术,已建成省级以上协调运作的分布式特大型备调系统,实现了数据、系统、业务、场所和人员等5个层面的容灾备用,提高了电网调度抵御重大自然 灾害、重大事 故及外部 攻击破坏 的能力。

3 技术展望

虽然智能电网调度控制系统取得了一系列重大的技术突破和显著的应用成效,但是,特大电网的安全经济运行、大规模可再生能源的高效消纳、市场化改革的步伐加快、快速发展的IT技术、不断恶化的网络安全形势等,都不断对调度控制业务提出新的要求,调度控制技术本身也在不断发展,因此还有许多技术需要进一步深入研究。

1)平台与应用的集群化和服务化技术。虽然D5000平台的体系结构是按集群化目标设计的,在线稳定分析(DSA)实现了数百、上千个处理器的大规模并行计算,离线稳定分析和次日调度计划安全校核也采用了大规模集群服务器,网关服务器和前置服务器也采用了任务动态分担的自动均衡技术。然而,还有一些传统应用程序如SCADA/AGC、计量、水电、计划、调度运行管理系统(OMS)等,仍然是单进程运行于双机或多机热备用服务器,既没有发挥本机多核的处理能力,也没有利用多机集群的冗余能力。后续可以考虑首先实现传统应用进程的多线程化,然后实现多机集群的功能分担和负载均衡,继而优化调整系统架构,进而实现基于集群的并行处理和冗余备用,大幅提高系统可靠性和处理能力。另一方面,虽然D5000平台和应用功能都是按照SOA设计和开发的,而且专门为应用功能提供了标准化的服务总线,大大简化了应用程序的服务化改造。但是仍有不少安全Ⅱ区和安全Ⅲ区的传统应用程序尚未完成服务化改造,有的改造还很不彻底,造成这些应用程序之间难以相互协同,多级调度之间难以 纵向贯通。 因此,下一步将 加快推进D5000平台上所有应用程序的服务化改造。根据业务性质和接口标准,各类应用均可改造为以下三种类型的服务之一:自动提供式服务(如SCADA等)、订阅推送式服务(如事件告警等)和请求响应式服务 (如画面浏览等)。

2)变电站模 型与电网 模型互动 映射技术。IEC 61970定义了电力系统设备和网络结构公用模型,IEC 61850定义了变电站一次设备和二次设备的分相详细模型。多年来相关专家一直试图实现这两个标准模型之间的相互转换。实际上,IEC 61970描述的是整个电网模型,主要为电网运行控制服务, 而IEC 61850描述的是设备分相模型,主要为变电站设备运行服务,两者之间的关联是电网一次设备, 因此直接映射即可,不需转换。但是,如何实现变电站模型与电网模型的映射与互动,还有待进一步研究,特别是如何将变电站配置文件(SCD)中的电网模型提炼出来实现电网和变电站的模型与图形的 “即插即用”、模型与图形的相互转换以及如何建立相应技术标准等。

3)实时通用服务协议。在SOA中,主要以文 本方式进行服务访问,效率较低,难以支持实时服务;而实时数据通信的应用层 协议众多,包括IEC 60870-5-101,IEC 60870-5-102,IEC 60870-5-103, IEC 60870-5-104及TASE.2等,需要统一;变电站的IEC 61850系列标准具有自描述特性,定义了变电站详细模型和60类典型服务,已经广泛应用,但也暴露出实时效率低、与模型关联太紧、单个数据编码没有面向对象等问题。实时通用服务协议正是为了解决这些问题而开发的,其基本原理是将从IEC 61850继承并扩展的几十类服务及报文结构直接映射到TCP/IP上,采用面向对象的二进制M编码技术,实现服务和报文数据结构的动态自定义,机制简单、容易实现、实时性强、可靠性高,并能兼容以往各类实时通信协议。

4)基于NoSQL的集群数据库技术。近年来关系型数据库技术发展很快。在数据库访问方式 方面,传统结构化查询语言(SQL)主要是为方便事务 (transaction)处理的原子性而设计的,非常接近自然语言,语法灵活,但解析复杂,效率较低。目前业界正从Old SQL发展到New SQL,进而发展 到NoSQL。对于电网调度控制业务而言,关系型数据库和SQL主要应用于历史数据、调度计划、能量计量和OMS等非实时业务处理,确实存在库体结构性差和访问效率低等问题,需要继续跟踪研究进行优化。在数据共享方式方面,主要有3种方式受到关注:共享磁盘方式、无共享方式和两者相结合方式。目前,在电力系统应用中,多采用基于磁盘阵列的双机热备用方式,切换时间较慢,可靠性不高,处理效率较低,急需研究开发NoSQL的集群式关系数据库,大幅提高系统可靠性和处理效率。

5)可信计算和安全免疫技术。电力二次系统安全防护体系由结构安全、本体安全、基因安全、物理安全和安全管理等5个方面构成,细分为11个层次。其中,结构安全分为4个层次,包括安全分区、网络专用、横向隔离和纵向认证;本体安全分为4个层次,包括业务无恶意软件、软件无恶意漏洞、整机无恶意芯片和芯片无恶意指令;基因安全是基于可信计算技术实现全系统的安全免疫和版本管理;物理安全是对核心业务系统进行数据、系统、场所和业务等冗余备份;安全管理是对核心业务进行全系统、全过程、全环节和全人员的安全管理。安全防护技术非常重要,但“三分技术,七分管理”,一些技术上做不到或近期难以实现的安全措施,只有依靠更加严密的安全管理来弥补。随着网络攻击和安全防护技术的不断 发展,一个时期 是“道高一 尺、魔高一丈”,另一时期是“魔高一尺、道高一丈”,安全防护是一个永无休止且攻防互长的发展过程,因此安全防护体系也要不断发展并逐步完善。

6)实时数据采集的整秒同步和分级闭环时间同步监测。目前各级调度SCADA稳态数据的时间同步性不是很高,大多采用变化传输,基本上是随来随送,多级转发的总体时延可能达10s以上,这意味着稳态实时潮流数据并不是严格同一时刻的实测数据,尤其是联络线两端功率的不同时性表现得尤为明显,容易对后续的电网在线稳定分析造成不利影响。此问题不仅与全网时钟同步精度有关,更与厂站数据采集方式及调度数据转发方式密切相关。其实,目前变电站侧合并单元输出的4kbit/s数据流中,已经对采样 值 (SV)数据帧进 行了编号 标识, 0ms时刻对应于0编号,但后续处理模块并没有对此重要信息予以利用。不同厂站内及同一厂站内不同合并单元的时间同步性可通过基于乒乓原理(三时标或四时标)的分级闭环监测体系实现在线监视, 即各级调度控制中心监测管理直调厂站和下级调度的时间同步状况,厂站监控系统监测管理站内主要二次设备的时间同步状况,从而实现电力系统时间同步的闭环管理,进而提升不同厂站内及同一厂站内不同合并单元的时间同步性。另外,部分调度机构前置系统转发程序的定时器设置方式过于简单, 大多没有考虑整分整秒问题。这些问题解决后,有望实现全系统稳态实时数据采集的整秒同步。

7)数值天气预报技术深化应用。目前数值天气预报主要用于风电功率预测和光伏功率预测,空间分辨率已达5km×5km,时间周期 达到15 min。除了风电和光伏之外,数值天气预报还可以用于水情预报;宏观尺度的数值天气预报可用于系统级负荷预测,微观尺度的数值天气预报可用于母线负荷预测;与雷电定位系统相结合可用于电网故障的快速判断等。

8)保护定值单的标准化及导入导出。传统继电保护定值单为纸质盖章的文本文件,正本由直接调度机构下发到继电保护运维管理单位,由其人工输入继电保护装置,同时由调度台将副本传真到厂站运维单位,用于进行定值核对。显然这种方式已经难以适应技术进步和业务需求,急需将继电保护定值单电子化。可以依据IEC 61850的规则统一继电保护装置名称和定值项目 名称,采用CIM/E技术实现定值单的标准化描述,利用调度数字证书和安全标签对定值单进行数字签名,包括制单、审核、批准、执行和校核等各环节,通过安全Ⅰ区传输到保护装置,保护装置根据预先存入的相关调度机构和人员的公钥鉴别并导入包含数字签名的定值单,同时保护装置导出装置定区中的定值单,以便于定值校核。

9)配电网数据通信技术。目前的调度数据网络是建立在基于同步数字序列(SDH)技术的电力特种光缆(OPGW等)传输网之上的调度控制专用业务网络。之所以采用SDH技术,是由于继电保护的快速响应和等时延的特殊需求所决定的。然而在10kV配电网上,继电保护的响应速度比主网低,在随电缆沟道铺设的光纤传输介质上不再建设SDH设备,转而采用无源光以太网(EPON)或工业以太网交换技术。在统计复用的技术体制下,如何确保调度控制业务与其他业务的安全隔离,需要深入研究。同时,还需要进一步研究如何将汇集到35kV变电站的多条EPON线路转接到调度机构,至少存在电路层、网络层和应用层等3种方式需要进行深入论证。

10)在线稳定计算的动态解耦技术。目前,大电网潮流的分网解耦计算技术已经非常成熟[12,13],大电网稳定的分网解耦计算已用于故障集不大的离线计算。实验 表明,在万兆以 太网上,将电网分 为14块时隐式积 分法计算 速度最快,加速比为7.4倍,但分网更多时,计算速度反而下降,当分网到24块以上时,计算速度比不分网时还低。因此,该方法还不适应于故障集很大的在线应用。另一方面,电网等值技术已经应用于潮流计算,但无法适应电网稳定计算。为了支持在线稳定分析,目前的措施是全网共享220kV及以上电网模型和实时数据,各级调度重点分析自身所关心的故障集,计算结果全网共享。但是该方式对实时数据和模型数据的汇集、传输、存储和维护的要求较高,同时对电网分析计算程序速度、收敛性等的要求也较高,运行压力较大。因此,需要进一步研究在线稳定计算的动态解耦技术,实现根据电网地理位置的动态解耦,同时还需要进一步研究故障集过滤技术,仅对临界故障进行详细时域仿真计算。

11)运行方式自描述及动态解析技术。电网运行方式是指导调度运行控制的主要技术依据。目 前,年度运行方式(含夏季方式和冬季方式)、月度方式和特殊方式等,均为纸质盖章的运行控制管理规定,调度计划人员据此安排发电计划、交易计划和检修计划等,调度运行人员据此进行实时调度指挥和控制操作。现在的运行方式是给人看的,由人执行的。然而,随着电网规模的不断增大,运行约束日益复杂,大规模可再生能源带来更多的随机性,传统纸质的运行方式越来越难以适应,迫切需要电子化的运行方式描述,在保留人可读的基础上,实现机器可读,进而实现电网运行状态的动态识别、运行方式的动态解析以及两者的动态匹配,同时也可完成在线稳定分析中实时断面与安控策略的自动匹配,对保障电网安全稳定运行意义重大。

12)短期电力市场的多级多时段优化技术。中国电力市场的发展几起几落,总体上落后于欧美的电力市场。虽然智能电网调度控制系统中设计了支持日前电力市场和实时电力市场的模块,省级以上调度控制系统具备了支持短期电力市场运行的能 力,但毕竟还没有实际测试验证的环境,也没有明确的市场规则,缺乏实际电力市场运行考验。特别是, 中国多级电力市场的空间结构和多时段电力市场之间协调配合等问题,都需要密切结合电力市场的实际情况加以逐步研究与完善。

4 结语

智能电网与负荷调度 篇7

关键词：智能电网调度控制系统,特大电网,安全性

0 引言

电网调度自动化技术在近三十年的发展中, 主要经历了三个发展阶段, 一是消化吸收阶段, 这阶段开始于20世纪80年代, 主要任务是提供各种调度技术所需要的材料;二是发展创新阶段, 这阶段开始于20世纪90年代, 主要工作是满足全国联网初期调度控制需要;三是赶超先进阶段, 这阶段开始于21世纪初期, 主要任务是建立了世界一流坚强智能电网调度机构。

1 系统总体结构

智能电网调度控制系统的组织者是国家电网公司总部, 研制单位是中电科学院与国网电力科学院, 参与智能电网调度控制系统设计的则是各级调度控制中心。在进行智能电网调度控制系统的总体技术路线时, 设计的基础是采用安全性较高的软硬件和计算机集群技术, 以确保系统在运行中具有较高可靠性。这一控制系统的建立不仅满足了现阶段特大电网调度统一建模的需求, 还解决了多级调度协同大电网智能告警等难题[1]。

2 关键技术的创新与应用效果

2.1 有效提升了特大电网的可观测性

智能电网调度系统建立以后有效提升了特大电网调度的可观测性, 其创新表现在以下几方面:一是建立了开放式D5000平台, 这种平台具有极高的安全性, 它的应用不仅使调度控制业务实现了横向集成与纵向贯通, 还为特大电网的多级调度的协调运作提供了支持;二是扩大了时间序列库范围和职能, 对于时间序列库的研究主要包括实时库和历史库, 在时间序列实时库研究中扩大了数据存储空间, 在时间序列历史库的研究中实现了无损压缩, 这两项研究显著提升了大电网动态数据的存储能力与访问能力[2]。

2.2 提升了电网调度抵抗自然灾害能力

根据国家电网的实际安全需要, 建成了省级以上分布式备调体系, 这一体系建成以后, 有效提高了电网调度对于重大自然灾害的抵抗能力, 使电网调度免于受重大事故或外部力量的攻击, 保证电网调度能够正常运行。

2.3 有效减少了电网运行成本, 提高新能源消耗能力

在智能电网调度系统研发过程中, 加入了适用节能与降低电网运营成本的多种调度模式, 同时还加入了新能源消纳材料, 实现了安全发电与经济发电并行。在研发中添加了滚动优化技术并将短期与超短期风电光伏功率的预测功能加入其中, 有效提升了大电网消耗接纳可再生能源的发电能力。

3 技术展望

尽管我国智能电网调度控制系统在技术上已经取得了很大进步, 并在实际应用中取得了显著成效, 但由于特大电网对于安全运行、新能源消纳提出了新的发展要求, 又随着市场化改革步伐的加快和网络技术的发展, 网络安全形势受到严重威胁, 这样就对电网调度控制提出新要求, 为解决这一问题就需要对智能电网调度控制系统技术进行深层研究。

3.1 可信计算与安全免疫技术

电力二次系统的安全防护体系主要有结构安全、物理安全、本体安全、安全管理等几方面共同构成[3]。在整个安全防护体系中技术固然重要, 但是单纯依靠技术是远远不够的, 还要有管理的加入, 这主要是考虑到现有技术不能完成部分操作, 这就需要用安全管理弥补这些缺失。此外, 随着网络技术的发展, 网络攻击能力也在增强, 这就要求应不断提升安全防护技术, 以使安全防护技术体系能够长久保护智能电网控制体系不受侵害。

3.2 短期电力市场的多级多时段优化技术

我国电力市场的发展经历了几次大起大落, 却一直达不到欧美电力市场水平。尽管我国智能电网调度控制系统已经加入了能够支持现阶段电力市场所需要的先进模块, 省级以上的调度控制系统也可以满足电力市场运行需求, 但这项技术并没有得到实际应用, 又由于缺乏一定的市场规则, 导致这项技术在实际电力市场中的运行受到了一定阻碍。

3.3 运行方式自描述及动态解析技术

电网运行方式通常是指导调度运行控制技术的重要依据。现阶段, 电网运行方式主要有年度、月度以及特殊运行方式, 这些运行方式具有同一特点就是都要按照纸质盖章运行控制管理规定, 负责电网调度计划人员要根据此规定合理组织发电、交易以及检修等计划, 负责电网调度运行的工作人员要根据此规定及时进行调度指挥及操作控制。目前的运行方式基本都是给人看并由人执行操作的。但随着电网规模的逐渐扩大, 运行方式的约束条件也随之变得复杂, 大量可再生能源的随机性也在增多, 使得纸质运行方式难以适应电网调度需求。这就需要使用电子运行方式, 在确保人可读的同时, 还要实现机器可读, 之所以有这样的要求, 主要是为实现电网动态识别能力, 准确解析运行方式动态效果, 保证电网调度安全运行[4]。

4 结论

智能电网运行的中枢系统是智能电网调度控制系统。本文通过对电网调度系统的发展历程进行研究, 阐述了电网调度控制系统的整体结构, 讨论了职能电网调度控制系统所取得的技术创新, 并讨论了这些创新型技术应用以后所带来的有效成果, 最终提出了对智能电网调度控制系统的技术展望, 希望能为我国智能电网调度事业做出贡献。

参考文献

[1]刘克权.基于服务视角的S省智能电网调度控制系统设计研究[D].兰州大学, 2011.

[2]杨清波, 李立新, 李宇佳, 严亚勤, 狄方春, 花静, 韩魏.智能电网调度控制系统试验验证技术[J].电力系统自动化, 2015 (01) :194-199.

智能电网与负荷调度 篇8

从电网调度系统的发展历程上进行分析,电网调度系统始终处在不断改进以及革新的过程中,可以说其发展主要经历了两个主要的阶段,一个阶段是经验型的阶段,另外一个阶段是分析型的阶段,随着这两个阶段的不断革新,促进了其规模的进一步扩大,并且在结构上也呈现出愈发复杂的变化,这就要求对信息处理具有更加严格的要求,所以智能化是今后发展的必然趋势,电网在运行的过程中需要满足安全性以及经济性的需要,因此本文重点对相关问题展开了论述。

1.电力调度系统经历的阶段

作为电网工作系统中的重要组成部分之一,电力调度系统承担着智慧以及决策性的支持作用。因此,电力调度系统实际上是在不断发展着的。其主要经历了两个主要阶段。分别是经济型调度阶段以及分析型调整阶段。在经济型调度阶段中,这是电网系统在发展过程中最基本的阶段,但是因为当时的自动化以及通信技术还没有达到现代化的发展水平,所以在一定程度上不能满足调度系统的应用,也限制了调度工作的顺利展开。这一阶段的主要方式为现场询问,在处理故障时也只能依靠经验解决,不能保证准确性与实时性的要求。在分析型的发展阶段中,是以电网系统的规模不断扩大为背景实现的,面对网络规模的复杂化发展,仅仅运用经验已经不足以适应当前工作的需要了,所以就需要数据采集系统以及监控系统的应用,为其自动化发展提供必要的条件。可以为分析提供一定的依据。

2.智能型电网调度决策支持系统简介

当前的电网规模呈现出发展壮大的趋势,无论是在结构上还是在规模上,都愈发复杂。在应用的过程中,系统所受到的影响因素越来越多,所以出现的故障也就越来越多,这就增加了其严重性。

2.1系统概述以及基本特点

作为一种智能型电网调度系统,这与一般的系统可能有所不同,而是一种更为高级的系统,是以SCADA为基础的,在使用功能方面,需要对电网系统中的相关信息以及参数进行采集以及分析,可以对调度人员起到一定的指导作用。除此之外,在电网系统运行的过程中,从运行状态进行分析,能够为系统提供一个更加合理化与科学化的决策,实现电网更加安全与稳定的运行。智能电网在运行的过程中还能对故障予以进一步的分析,将系统的工作效率得到进一步的提升。

在系统运行的过程中,该系统主要具备了以下特点。一是能够将变电站中出现的故障进行收集,再将所收集到的故障信息上传,这样便可以优化管理,将故障信息的相关数据得到综合化的处理。二是能够对信息以及相对应的参数进行有效的控制,在以安全性以及经济性为前提下对系统的运行进行评估与检测,由此产生了对电网故障系统的分层结构处理。除此之外,还能实现信息的智能化处理,真正做到了智能化的发展。

2.2智能系统的主要构成形式

电网调度系统的构成部分是软件与硬件,这两部分系统共同发挥着自身的作用,保证电网调度系统的正常运行。首先是系统的硬件部分,主要分为数据服务器两台,前置机两台以及PAS工作站五台,这些组成部分通过以太网相互连接,并且在局域网的作用下进行工作。系统的软件会相对复杂一些,主要是由五个组成部分组成,一是对变电站进行继电保护的信息管理系统,当系统出现故障时起到保护的作用,同时还可以收集信息,对信息进行监管以及分析报表中的数据等。二是网络通信系统,这一部分的主要作用是在网络传输协议的作用下进行数据传输的工作。三是综合数据平台,可以提供数据,这样在系统进行决策时就能提供必要的依据,也能在出现故障时对故障的问题进行分析。四是高级应用软件系统,这一部分的作用主要是在电网运行的过程中进行分析以及必要的指导,满足优化的需要,电网系统在这种环境中便可以实现更加安全与稳定的运行。最后一个组成部分是维护子系统,主要起到在日常管理工作中进行维护的作用,通过必要的指导可以保证各个子系统的正常工作。

3.智能型电网调度决策支持系统的实现

这一系统的实现实际上是以多代理技术为基础的,在多代理技术的指导下,可以为系统提供相应的支持以及帮助。如果将指挥系统比作大脑,那么大脑在人体中起到决策支持的作用,所以指挥系统的作用也是如此,各个系统在指挥系统的统一协调下,能够正常的运用。电力系统的运用还需要以领域环境为首要前提,这是一个抽象的概念,电力调度能否正常的运行,都要依靠这一基本的生存环境。只有充分的了解了领域环境,才能更好的感知信息,执行任务。领域环境包括代理个体和驱动软件。在代理个体中,包括各种功能软件模块,潮流计算、状态的估算、安全分析、无功优化、负荷预测、故障诊断等,各个模块有着自己的运行要求和功能,通过驱动事件的支持实现对环境变化的感知和运行。定义安全分析软件的生存环境在状态树中所处的节点,安全分析软件生存的节点为正常节点安全分析执行结束后,安全分析软件将扩展系统的状态节点至下一层:安全节点或不安全节点。对定义安全分析软件的驱动事件,其中代理软件模块的运行程序以及输出的结果与原有的软件模块的区别不大,因此可以减少对结果的修改工作,提高了工作的效率,加大了系统运行的经济性。领域环境扮演协调与中介的角色分析,本软件系统中领域环境主要负责在各个代理个体间共享状态与发布事件,以及通过规划分析、协调各个代理个体所提交的服务请求,将其转化为原子服务,以完成需要在代理间交互的复杂任务。

4.结束语

随着当前电网规模朝着扩大化与日益复杂化的方向发展,所以对电网提出了更高的决策要求,针对这一需求,应该在建立在现代电网运行的基础上,这样才能适应时代发展的需要,满足智能电网的发展要求。智能电网的相关调度决策系统是新环境中的必然选择,在现实生活中也取得了显著的效果,可以说当前已经积累了相当丰富的经验能够为今后的电力系统调度起到一定的推动作用,为智能电网的调度系统得到全面的应用提供重要的帮助。

摘要：在现代社会发展的过程中,电网系统也在得到不断的改进,尤其是在调度决策支持系统中,充分发挥了智能化的特点,该系统在电网运行的过程中可以确保安全性以及准确性。也就是说一旦系统出现问题时,智能电网就能对故障产生的原因自行进行分析,并且提出有效的解决措施。本文重点对智能电网的调度决策支持系统进行了阐述,尤其是在对系统进行开发及其实现的过程中,更加需要得到有效的指导,这样才能从根本上保证智能电网能够得到正常的运行。

关键词：电网调度,系统开发,实现

参考文献

[1]李秋丹,迟忠先.基于数据仓库的地区电网调度决策支持系统[J].电力系统自动化,2009(12).

[2]周明,任建文.基于多智能体的电网调度操作票指导系统研究与实现[J].中国电机工程学报,2009,24(4).

县级电网调度中的负荷率调整探析 篇9

负荷率就是在一定时间内用电的平均负荷Pp与最大负荷Pmax之比, 公式表示为:Kp=Pp/Pmax×100%。负荷率是个小于1的系数, 从经济角度考虑, 负荷率越接近于1, 表明电网和设备利用率越经济, 它反映了发、供、用电设备的使用情况。各国的电网都很重视提高负荷率的工作, 我国采取的是由上级电网对下级电网下达负荷率考核指标, 而区、县又对其所管辖的用电单位下达负荷率考核指标, 从而进行层层考核的方法, 这对发、供、用、电网四方都有好处。

1 电网负荷率低的原因分析

我市位于河北省中部, 是省委、省政府确定的“十一五”期间河北省优先培育的12个新兴中等城市之一。我市自然条件优越, 土地肥沃, 淡水资源充足, 物产丰富, 农业基础坚实, 被国务院列为淮海农业综合开发试点市和油料生产基地、国家商品粮基地, 盛产小麦、玉米、花生、大豆、土豆、胡萝卜等农作物。每逢灌溉期, 我市电网负荷上涨迅猛, 负荷特性具有明显的农业特点。2011年, 我市电网最高负荷达233 MW, 最低负荷仅62 MW;日峰谷差大, 其最高值达155 MW;平均负荷率为73.2%, 达不到地区下达的负荷率考核指标——75%。经分析, 我市电网负荷率低的原因有: (1) 随着我市“城网改造”工程、“两改一同价”及“四到户”管理的实施, 用户电价大幅度下降, 这促使居民生活中的各种电器和电炊具增多, 导致生活用电负荷比例增大, 从而造成峰谷差加大。 (2) 乡镇企业生产结构不尽合理, 尤其是白沟商业区 (以皮革业为主) , 多为单班制并集中在高峰期生产, 而连续性和三班制企业较少, 这种用电状况也会拉大峰谷差。 (3) 乡镇企业, 尤其是我市东部经济开发区的企业, 在生产用电方面基本无峰谷观念, 调峰意识淡薄, 企业内部用电也缺乏错峰管理手段, 这也造成峰谷差增大。 (4) 农网缺乏负荷调控技术装备和错峰的管理手段, 对用电负荷不能直接管理到户, 无序、失控的用电情况必将造成峰谷负荷差距的加大。 (5) 我省缺乏低谷电力开发利用的激励政策, 导致本地区低谷电力开发利用不足, 再加上夜间农村照明负荷锐减, 造成峰谷差进一步加大。

2 提高负荷率的意义

我们知道, 电网输送的有功负荷是随时间而变化的, 因此, 一天24 h内的用电负荷也是不一样的。通常把实际负荷电流大于平均负荷电流的运行时段称为“峰”, 而把实际负荷电流小于平均负荷电流的运行时段称为“谷”。电网运行中峰谷差距加大, 必将导致负荷率下降, 电网损耗也会随着负荷率的下降而增加。根据损耗计算公式可知, 电网运行中所产生的损耗, 不仅与峰谷负荷差距的大小有关, 还与峰谷负荷的持续时间长短有关;峰谷负荷差距大, 电网运行中所产生的损耗也必然增加。如果采取“削峰填谷”等管理手段提高负荷率, 使运行负荷趋于平衡, 即减少峰谷负荷差距, 则电网损耗也能随之减少。由此, 我们可以看出:电网负荷率的高低将直接影响电网损耗大小。为此, 只有采用“削峰填谷”的管理手段和先进的技术装备, 强化负荷管理, 落实调荷措施, 电网负荷率才会提高。

联系我市的电网实际情况, 提高负荷率具有以下优点: (1) 提高发、供电设备的利用率, 减少国家投资。负荷率提高了, 高峰负荷会被压下去, 而低谷负荷会被抬高, 这样可以提高发、供电设备的利用率, 减少为满足短时间高峰负荷而必须增加的发、供电设备容量, 从而节约投资。 (2) 有利于降低线路损耗。在日用电量不变的情况下, 平稳的负荷和波动的负荷所产生的线路损耗是不一样的。在平均电流一样的情况下, 电流波动大所产生的损耗也大。 (3) 有利于机组的经济运行。提高负荷率可使峰谷差减小, 从而为合理安排发电机组的经济运行提供合适的条件, 进而降低发电煤耗和发电成本, 同时使水力发电在更为有利的水头下运行, 减少了弃水损失。 (4) 提高了电网的安全运行水平和供电质量。在装机容量不变的情况下, 压低了高峰负荷也就相当于增加了电力系统的备用容量, 这样可以减少或避免因发电负荷不足而造成的事故, 并满足了供用电的平衡, 使电网的电压和频率稳定, 提高电网的供电质量。 (5) 减少了用户的设备投资和电费开支。负荷率的提高, 减少了用户线路和高峰负荷值, 从而减小了电费开支。 (6) 改善了公共服务业的紧张状况。为提高负荷率, 采取了工厂轮休、错开上下班时间等措施, 这就改善了交通状况, 也使公共事业 (如自来水、煤气等) 的供应情况得到了改善。

3 负荷率调整的具体方法

根据电网负荷率的定义, 用电负荷调整应着重于日负荷, 也就是要移峰填谷或躲峰运行。笔者根据多年从事调度岗位工作的实际经验, 联系我市辖区电网的具体特点, 特总结了几点负荷率调整的具体方法。

(1) 合理调整负荷, 对用户负荷进行管理。电力负荷的调整是一项全局性工作, 我局把生产用户按区划片, 积极引导生产用户实行轮流厂休制度;按季节特点, 安排农业用电和工厂大修停电;按供电负荷曲线, 错开上下班时间, 避峰生产, 禁止大功率设备在峰段投运, 如在负荷紧张的情况下, 与太华311、太泗312线路所带的大功率用户华丰钢厂积极协商, 令其在低谷时段生产;按生产工艺, 尽量安排三班制生产和低谷时段生产等。

(2) 实行峰谷电价, 用经济手段管理负荷。实行峰谷分时电价, 这是“削峰填谷”的有效措施, 旨在提高负荷率。如果单纯降低高峰负荷, 会造成用电量的减少, 平均负荷也会降低, 从而使得负荷率提高不明显。而实行峰谷电价对用电负荷进行调整, 不仅能降低高峰负荷, 而且还可使一部分高峰负荷转移到低谷时段。实行峰谷分时电价, 应逐步拉大峰谷电价的差距, 这样才能使用户在电费支付中权衡经济效益, 自觉地采取“削峰填谷”措施, 提高负荷率。据报道, 为引导企业将用电负荷转移到低谷时段, 广东佛山电网公司实行峰谷电价, 高峰期电价是低谷期电价的3.16倍, 因此不少企业自觉地将耗能生产改在深夜23:00至凌晨7:00进行。在错峰用电的影响下, 佛山经常在深夜23:00至凌晨7:00出现用电新高峰, 继8:00—12:00、15:00—17:00、19:00—22:00三个用电高峰后, 出现了用电“第四峰”。对此, 电力权威人士表示, 这一情况的出现, 对于提高电能的利用效率和电网的负荷率都有着积极的意义。

(3) 依靠技术手段, 完善“削峰填谷”措施。农村供电管理中, 在经济政策和其他手段相对滞后的情况下, 应把技术措施作为“削峰填谷”的主要手段。因此, 可采用无线电集中负荷控制或电力定时控制等装置。采用技术措施可实现负荷的宏观调控和微观调控的统一, 能根据用电负荷情况对不同季节、不同时段适时进行控制, 及时有效地实现调控, 从而“削峰填谷”, 提高负荷率。

(4) 强化用电管理, 提高企业负荷率。我供电公司根据GB3485—83《评价企业合理用电技术导则》的规定, 通过经济、技术和其他相配套的措施来调动企业提高负荷率的积极性, 从而使企业自觉地采取措施进行“削峰填谷”工作。只要各企业、各用电单位增强用电的峰谷观念, 与电力部门配合, 共同协作提高负荷率, 那么电网负荷率提高的效果也就会更加明显。

(5) 推广绿色照明技术和产品, 实施“万家灯火”工程。要“削峰填谷”, 但更要保证照明用电, 故照明灯具的节电应提上议事日程。照明情系千家万户, 若能广泛推广绿色照明技术和产品, 实施“万家灯火”工程, 即可降低高峰照明用电负荷。此外, 灯峰时期的其他照明用电可定量、定时控制, 促使高峰负荷的降低, 从而有利于提高负荷率。

(6) 建立现代化通讯系统。在电网运行中要对用电负荷进行调整, 或对用户的负荷直接控制, 必须采用电力调度手段来实现。电力调度实现负荷调整必须借助于通讯工具, 为此, 建立现代化通讯系统也是提高负荷率的必备措施。

4 结语

电网负荷率与系统有功负荷高峰低谷有关。电网负荷率高表明该地区负荷峰谷差较小, 负荷比较平均;电网负荷率低说明该地区峰谷差较大, 需要“削峰填谷”, 使各时段负荷变化减小。调整负荷, 提高负荷率, 不仅能使用电单位的用电更加经济合理, 而且也为整个电网的安全经济运行创造了条件。

摘要：分析了县级电网负荷率低的原因, 总结了提高负荷率的意义, 在此基础上提出了负荷率调整的具体方法。

关键词：电网调度,负荷率,峰谷差

参考文献

[1]胡兆光, 韩新阳.综合资源战略规划与需求侧管理——理论方法与实践[M].北京:中国电力出版社, 2008

智能电网与负荷调度 篇10

【关键词】智能电网；调度自动化系统；集中运维；远程浏览；远程维护

引言

随着智能电网建设水平的提高，电网运行特性日趋复杂，管理电网运行的难度逐渐增加，调度已离不开技术支持系统，系统运行维护工作面临着更高要求。目前，我国大多数地区都已经引入智能电网调度技术支持系统以提高管理电网运行的水平，确保电网运行的稳定性、安全性和经济性。系统运行维护工作是关键环节，直接影响到智能电网调度技术支持系统的正常使用。因此，研究智能电网调度技术支持系统的集中运维关键技术具有现实意义，笔者提出一种智能电网调度技术支持系统的集中运维关键技术方案，以期为相关人员提供参考。

1.调度自动化系统运行维护现状

目前，我国调度自动化系统运行维护工作主要存在以下问题：现有调度技术支持系统的运维机制难以促进自动化系统的稳健发展，难以充分发挥科研机构对调度技术支持系统的技术支撑作用；运行维护人员数目不多，难以满足调度技术支持系统的发展需求，再加上各地自动化系统维护水平参差不齐，这就给运行维护工作增加了难度。为了解决上述问题，必须要建立起调度技术支持系统集中运维中心，对调度自动化系统的设备、软件及数据进行统一监视，这样有助于及时发现并解决问题，减少问题带来的不良影响，从而为调度运行提高优质服务，提高系统运行的安全稳定性。下面详细阐述了一种智能电网调度技术支持系统的集中运维关键技术，通过集中运维方式来进行高效远程维护，从而提高调度机构诊断、处理系统故障的效率，提高调度技术支持系统的可靠性和自动化水平。

2.运维系统结构及功能

集中运维中心系统与各调控中心系统的数据采集网络互联，运维系统网络结构见图一。集中运维中心主要负责远程监视省级以上智能电网调度技术支持系统运行工况及一些通用性业务的值班工作，对系统进行常规性维护，运维中心系统能够通过高效的远程维护手段来帮助调度部门快速诊断并处理系统故障，能够为调度技术支持系统的研发单位及工程部门提供各项技术服务。

运维系统可以通过采集智能电网调度技术支持系统的运行状态及支撑环境，找出各调度技术支持系统存在的故障，然后通过人机界面、电话等形式通知运维相关人员，从而及时处理系统故障，有些保障调度技术支持系统的安全运行，运维系统的主要功能见图二。运维知识库是系统的核心知识源，储存着大量信息，例如操作日志、事故预案、故障记录、统计分析评估报表等，运维人员借助运维知识库能够快速查询相关信息，提高运维工作效率。运维人员能够集中监视各调控中心系统的报警信息、远程浏览各调控中心系统画面，对各调控中心系统进行远程维护调试及技术支持。运维技术支持系统能够将运维资源集中起来并实现资源共享，能够提高处理事件的反应速度。通过统一集中管理，能够加强对运行管理的控制，降低安全风险，提高管理效率及质量，最终保障电网运行的安全稳定性及经济性。

3.智能电网调度技术支持系统集中运维关键技术

3.1报警信息汇集技术

报警信息汇集技术主要针对各网省调技术支持系统及运维技术支持系统，调度技术支持系统（报警产生端）在发现技术支持系统运行过程中出现异常状况或发生故障时，会根据报警标准将报警信息传递到运维技术支持系统（报警接收端），接收端根据相关标准解析报警信息，从而快速掌握报警详情并做出处理。报警信息汇集技术使得远程浏览各调度端技术支持系统的报警信息成为可能。报警信息所包含的内容较多，例如报警点号、报警内容、时间、原因、级别及设备名称等。调度技术支持系统通过DL476/IEC60870-104协议向运维技术支持系统传输报警信息，并实时采集、传递、分析远方各调度技术支持系统的报警信息。各调度技术支持系统在将报警信息传输给运维技术支持系统前，需要先将本地稳态监控结果及报警信息转换成带站名及设备名的标准报警信息。运维技术支持系统报警采集程序在接收到报警信息后，需要进行解析，然后再以消息的形式传给报警系统，由报警系统进行处理。

3.2远程浏览画面

当运维技术支持系统需要远程浏览调度技术支持系统画面时，可以通过本地代理与远程代理建立TCP连接，具体交互如图三所示。运维技术支持系统可以直接浏览各调度技术支持系统的实时数据与画面，实现全景信息监视。

3.3数据优化及统计分析

运维技术支持系统主要负责收集智能电网调度技术支持系统的关键数据、监视运行状态及支撑环境的在线数据，然后进一步分析各调度技术支持系统是否存在故障，通过电话、语音、人机界面等形式来通知运维人员，督促使其快速处理好系统异常及故障，保障调度技术支持系统的安全运行。运维技术支持系统实时接收的信息主要包括以下几类：节点运行状况，一旦发现超出规定值便会及时发出报警信息，督促系统进行及时处理；网络工况，即自动采集实时数据并监视网络设备的工况与负载、端口状态及流量、链路状态等，并具有报警功能；数据库状态，当出现异常时发出报警；主要进程工况，即监视系统应用、服务及重要进程，出现异常立即报警。

3.4知识库管理及故障查询

知识库管理主要是将系统运行中出现的问题及解决办法进行整理、保存及管理，从而有助于后期快速解决类似问题。知识库管理可以录入、检索、审批知识，可以根据类别、提出者、时间等条目进行模糊查询。知识库在划分子类时一般以环境、设备、网络、操作系统、数据库及应用软件等为划分依据。知识库不仅可以在运维人员遇到问题时帮助其迅速找到解决办法，还能够为运维人员提供一个学习培训的平台。随着现代化技术的快速发展与更新，运维人员要能够在工作过程中不断学习，掌握更多的知识技能，要能够充分利用知识库，掌握系统各方面的知识，从而提高自身工作技能，保障系统的正常运行。

3.5预案管理

系统能够通过预案管理功能来向每个报警对象提供相关的处理预案，具体包含故障报警的处理方法、处理经验及相关责任人等信息，为值班人员提供相关资料信息，以提高处理故障的速度。运维系统具备预案的编辑、上传、关联报警对象点、自动应用等功能。预案主要分为两类：共性预案及个性预案，共性预案可以作为典型预案，能够重复使用。运维人员在处理故障后需要建立新的预案，这样能够进一步完善预案管理，以供其他运维人员学习并应用到故障处理中。管理部门需要安排专门人员负责预案管理功能，预案的修改或增加都需要经过各部门讨论决定并报领导审批，最后再安排专门人员负责预案管理功能的维护。

结束语

综上所述，智能电网调度技术支持系统集中运维有助于对智能电网调度技术支持系统加强运维管理，有助于规范运维工作流程，有助于保障调度技术支持系统的稳健运行，切实提高调度技术支持系统的整体运维水平，为电网的可持续发展及安全运行提供基本保障。

参考文献

[1]高卓，罗毅，涂光瑜.基于分布式对象技术的变电站远程维护系统[J].电力系统自动化，2002（16）：66-70

[2]马皓，韩思亮.电力电子设备远程监控与故障诊断系统设计[J].电力系统自动化，2005（2）：50–55.

[3]高翔，郭创新，张金江等.基于调度数据网的变电站智能设备远程维护系统[J].电网技术，2005（23）：62-66

[4]马韬韬，郭创新，曹一家等.电网智能调度自动化系统研究现状及发展趋势[J].电力系统自动化，2010（9）：7-11

作者简介

智能电网与负荷调度 篇11

关键词：电网调度,系统开发,实现

纵观电网调度系统的发展, 处于不断的改进和革新之中, 主要经历了经验型和分析型两个阶段, 其规模越来越大, 并且结构也呈现出复杂化的趋势, 对信息的处理要求也越来越高。因此, 电网决策系统的智能化成为发展的必然趋势, 对电网调度人员的调度工作起了极大的支持和帮助作用, 极大的提高了电网运行的安全性和经济性。

1 电力调度系统的发展

调度系统是电网工作系统的一个重要组成部分, 对整个系统工作起着重要的智慧和决策支持的作用。就其发展而言, 主要经历了两个主要的发展阶段:经济型调度阶段和分析型调度阶段。

1.1 经济型调度阶段

在电网系统发展的初级阶段, 自动化和通信技术的发展水平较低, 制约了调度系统的发展, 对于调度工作的开展, 主要是通过调度人员的现场询问方式开展的, 对于故障的处理也仅仅是根据经验进行判断, 其对故障的处理缺乏实时性和准确性。

1.2 分析型调度阶段

电网系统规模的发展和壮大, 网络规模和结构越来越复杂, 依靠经验型调动难以满足调度工作的需要, 主要是受到调度人员素质的制约以及系统的复杂性的约束, 因此监系统和数据采集系统得到了应用, 这就为实现调动的自动化创造了有力的条件, 为调度人员对故障进行分析提供依据。

2 智能型电网调度决策支持系统的概述

随着电力系统的发展, 电网的规模越来越大, 并且其结构呈现出复杂化的特点, 同时系统受到多个因素的影响, 出现的故障也越来越多, 并且严重性也越来越强, 因此, 需要发展智能型的电网调度决策支持系统。

2.1 系统的概述和主要特点

智能型电网调度系统是一种高级的调度系统, 建立在SCADA基础之上的, 其主要的功能是对电网系统中的信息和各种参数进行采集和分析, 对调度人员提供指导和帮助, 及时的了解电网系统的运行情况, 并根据其运行状态, 为系统的决策提供支持和依据, 这就提高了电网系统运行的稳定性和安全性, 同时对电网系统的经济性进行评估, 通过对开关以及保护系统的控制, 实现对故障的分析了处理, 提高了电网调度系统工作的效率。

同时该系统具有以下特点, 对电网整体系统的运行起到了积极的促进作用, 首先, 可以对变电站的故障进行采集和上传, 并进行相应的管理, 并对稳态的信息和故障信息的数据进行综合, 实现对信息的综合利用和对参数的控制, 同时对系统运行的安全性和经济性进行评估和检测, 形成电网故障系统的分层结构, 在先进软件系统的控制下, 对实时的信息进行智能化的处理。

2.2 系统的基本构成

电网的调度系统主要由硬件系统和软件系统两个部分组成, 这两个部分拥有各自的优势, 发挥着不同的作用。

图1系统硬件结构

2.2.1 系统的硬件结构

电网调度决策系统的硬件结构主要由以下几个大的方面组成:两台数据服务器、两台前置机以及五台PAS工作站。在以太网的连接作用下, 利用局域网的网络协议, 展开工作。其基本工作结构图如图1。

2.2.2 系统的软件结构

系统的软件结构主要包括五个基本组成部分:变电站继电保护信息管理系统, 主要是负责系统的故障保护以及对信息的收集和监管, 并对报表进行分析和处理;网络通信系统, 在基本网络传输协议的指导下实现数据的传输和管理工作;综合数据平台, 为调度决策系统提供数据基础, 作为决策的依据, 同时对系统运行的故障进行分析, 实现了对稳态系统和故障系统的有机融合, 为高级软件的应用提供了全面而准确的信息;高级应用软件系统, 对电网的运行进行分析和指导, 实现优化功能, 提高整个电网系统运行的安全性和经济性;维护子系统, 对决策系统的日常工作进行指导和管理, 并对各级系统的运行进行相应的维护工作。

3 智能型电网调度决策支持系统的

该系统的实现是依赖多代理技术的支持, 主要是通过以下几个方面对系统提供支持和帮助。指挥系统是整个系统的大脑, 对系统的决策进行支持, 并协调各个系统按照一定的程序运行。

领域环境是对整个电力系统的抽象概括, 是电力调度决策系统的生存环境的描述, 因此需要对领域环境进行描述和分析, 进而了解到系统运行环境中的执行任务以及感知信息。对于领域环境的定义通常是利用状态树的模式进行的, 其中包括代理个体和驱动软件。在代理个体中, 包括各种功能软件模块, 包括潮流计算、状态的估算、安全分析、无功优化、负荷预测、故障诊断以及故障的回复和操作等, 各个模块有着自己的运行要求和功能, 通过驱动事件的支持实现对环境变化的感知和运行。定义安全分析软件的生存环境在状态树中所处的节点, 安全分析软件生存的节点为正常节点安全分析执行结束后, 安全分析软件将扩展系统的状态节点至下一层:安全节点或不安全节点。对定义安全分析软件的驱动事件, 其中代理软件模块的运行程序以及输出的结果与原有的软件模块的区别不大, 因此可以减少对结果的修改工作, 提高了工作的效率, 加大了系统运行的经济性。

领域环境扮演协调与中介的角色分析, 本软件系统中领域环境主要负责在各个代理个体间共享状态与发布事件, 以及通过规划分析、协调各个代理个体所提交的服务请求, 将其转化为原子服务, 以完成需要在代理间交互的复杂任务。领域环境将及时更新表征电力系统运行状态的状态, 并在有感兴趣的事件发生时, 与各个代理个体通信。

4 结束语

由于电网规模的扩大以及结构的复杂化, 对电网的调度决策系统提出了更高的要求, 为了顺应时代发展的需求以及满足现代电网的运行需要, 发展智能型电网调度决策支持系统是必然的选择, 智能调度的应用于实际取得了很好的效果, 为电力系统调度由分析型向智能型转变积累了初步的经验。可以预见, 智能型调度将会成为电力系统调度发展的新方向。

参考文献

[1]李秋丹, 迟忠先.基于数据仓库的地区电网调度决策支持系统[J].电力系统自动化, 2009 (12) .[1]李秋丹, 迟忠先.基于数据仓库的地区电网调度决策支持系统[J].电力系统自动化, 2009 (12) .

[2]周明, 任建文.基于多智能体的电网调度操作票指导系统研究与实现[J].中国电机工程学报, 2009, 24 (4) .[2]周明, 任建文.基于多智能体的电网调度操作票指导系统研究与实现[J].中国电机工程学报, 2009, 24 (4) .

[3]葛晓滨.许剑.智能电网互动化应用实时决策分析系统[J].计算机系统应用, 2012 (08) .[3]葛晓滨.许剑.智能电网互动化应用实时决策分析系统[J].计算机系统应用, 2012 (08) .

[4]杨洁.基于多Agent的智能电网调度决策支持系统研究[J].陕西电力, 2011 (4) .[4]杨洁.基于多Agent的智能电网调度决策支持系统研究[J].陕西电力, 2011 (4) .