电网智能调度技术探究

卢京祥

摘要：概述了智能电网的概念和特征，分析了智能电网技术的研究现状以及智能电网发展前景，并指出了传统电网调度的不足，对如何实现我国电网智能调度的优化管理和实施的关键技术进行了深入探讨，以期推进我国电网智能调度技术的深入研究和应用。

关键词：智能电网；调度；决策；

绿色能源、节能减排、循环经济和可持续发展已成为国际关注的焦点。国家能源政策的调整以及环境监管力度的加强，对电力市场以及网络提出了更高的要求。面对日益严峻的资源、环境和政策压力，电网必须大范围的调整能源结构，提高电网运行能力，创新能源管理体制。智能电网将成为成为现代电力工业发展的必然趋势。

1、智能电网概述传统电网和智能电网的调度区别（智能电网与传统电网的比较、

1.1智能电网的概念

世界各国均对智能电网进行了研究，直到目前为止,智能电网还没有统一的概念, 现在有美国的“IntelliGrid”和“GridWise”理论以及欧洲的“SmartGrid”概念。我国余贻鑫院士认为智能电网必须是一个全自动化的输送电网络，网络中的每一个节点都会得到全天候的实时监控，并且发电单位和用户端之间的没一条线上的电流和信息必须是双向流动的。

1.2智能电网的特征

为了保证市场交易的实时性和电网上各成员之间的互通互连及互动，改善电力的使用效率和安全可靠性，满足环保约束、保证电能质量、适应电力市场化发展，现在智能电网多采用集成的自动控制系统，通过广泛应用的分布式传感器、智能和宽带通信网络完成各项功能。智能电网应该具备自愈、交互、兼容、坚强、经济、清洁、集成、优质的特征和性能。

其中自愈性是指发生电网事故时,无需或仅需少量的人为干预,智能电网可以检测、分析、响应, 能针对实际情况修改或制定黑启动方案，维持自身稳定运行,尽可能的减少对正常系统的影响。

兼容性是指发电资源网络之间能够开放性地互相兼容。智能电网要能支持大电源的集中接入、分布式发电方式以及风电、太阳能发电等可再生能源的大规模应用，推动标准化，实现即插即用。

交互是指在智能电网网络中电网企业与电网用户之间的信息交互和需求交互。包括与变化的业务结构的交互,以及与配电网内灵活接入的新能源的交互。双向交互式的信息沟通能提高真实有效的信息传递，使需求侧管理的功能更加完善。

1.3智能电网与传统电网的区别

智能电网调度系统可以通过自愈、兼容和交互的智能化电网调度平台实现电网业务的动态分析和优化，为电网管理人员提供详实可靠的电网运营状态图，优化电网的寿命周期，实现电网调度的精细化管理，确保电网实现最大的经济效益和环境保护，从而提高能源的利用效率。传统的电网调度分为变电站和调度主站两部分。我国电网依次经历了集中式、分布式的发展历程。传统电网调度局部自动化程度比较高，但整个系统内部之间缺乏信息共享，各个单元之间的关系相互分裂，不能成为一个统一的整体，智能化水平还比较低。智能电网与传统电网的比较见下表1。

表1传统电网与智能电网的比较

2、智能电网研究现状

2.1国外电网调度现状

欧美各国对智能电网的研究开展较早，已经形成了团队效应并在实践中得到了应用。美国主要关注电力网络基础架构，利用信息技术实现系统智能对人工的替代。代表项目有美国能源部和电网智能化联盟主导的GridWise项目和EPRI发起的Intelligrid项目。

欧洲则重点关注可再生能源和分布式能源的发展，从2005年智能电网欧洲技术论坛成立起，一直到欧盟第5次框架计划的实施，分布式发电、输电、储能、高温超导体和其他

整合项目开始实施并达到了预期目的，并带动包括构成元件和新结构等整个行业发展模式的转变。代表项目有Dispower、CRISP和Microgrids。

2.2 国内电网调度现状

国内的电网建设和电力市场开发等方面相比国外发展较慢,但在同步测量装置、网络发令等方面处于领先地位。电网监控方面多采用传统的被动式二维图形监视模式，监视方式被动,无辅助决策系统,容易延误时机；频率调控方面大部分电网未考虑实时上网电价、网损等因素，只能由调度员根据一些既定的策略进行频率调整；常规调度操作方面采用网络发令的方式，改变了调度操作全部依靠调度员手动下令的模式,为电网调度实现智能化迈出了第一步；事故处理方面人工依赖性还比较大，根据故障信息类型制定事故处理方案、事故后的新断面控制、机组负荷的控制等,都需要调度员人工判断。

3、电网智能调度技术

3.1智能电网体系架构

智能调度首先应该是调度中心的智能化。智能调度通过智能化的手段为调度中心各种数据流和业务需求提供全维度精益化的服务，提供智能化分析、预警、辅助决策和控制。智能调度中心的支撑平台是从数据流的角度进行层次划分;高级应用功能则是调度业务需求的体现。智能调度中心的层次结构设计如下图1所示,包括系统级支撑平台和高级应用功能集合。

图1智能调度中心的层次结构

智能调度中心是整个智能电网正常运行的大脑，除此之外，面向各数据和业务需求的若干智能化应用是智能调度建设的重中之重,将需要更多的智能化手段支撑自动化系统调度值班和发电计划编制、运行与维护以及运行方式编排等。监控可视化是智能调度人机展现的主要特征,智能电网调度技术支持系统是建设智能调度的关键和基础。各数据和业务基于一体化平台统一协调运转, 智能调度架构如下图2所示。

图2智能调度架构

3.2智能电网调度技术

3.2.1电网实时动态监测技术

实时监测是指对电网运行的实时状态进行监测和报警，主要是对系统中的发电厂、变电站等设备运行情况进行实时监测，辨识设备和网络模型，在此基础上对电网进行实时、前瞻或者研究模式下的分析与评估,针对系统中出现的问题及时采取措施，从而为控制中心提供决策依据，保持电网频率、电压、稳定限额等在正常范围内运行。

3.2.2电网动态分析控制技术

电网动态分析控制技术指智能电网通过分布式智能代理软件、分析工具以及其它应用软件，分析、诊断和预测电网状态,采取适当的措施以消除防止供电中断及扰动的控制方法。智能化控制技术将优化输电、配电和用户侧的控制方法,根据专家系统，在该系统许可范围内进行自动控制调节，时间精确到秒级，从而实现电网的有功功率和无功功率的合理分配，有效地提高调度运行人员对电网的控制，使系统运行人员做出决策的时间从小时级缩短到分钟级甚至到秒级，提高驾驭电网运行的能力。

3.2.3电网调度智能决策

电网调度智能决策系统是构建于检测、分析基础之上的专家平台。该平台能提供电网全景信息，能进行一、二次设备状态以及电网运行状态的在线综合风险评估，具有电网动态监测预警与辅助决策功能，提供事故前预警以及事故后数据挖掘，自动形成分析报告。

4、结束语

智能调度作为智能电网的重要内容, 在通信技术、设备技术、量测技术、控制技术和决策技术等方面较传统电网具有很大优势。电网调度智能化的最终发展方向是实现机器人调度,将调度员从繁琐的日常调度工作中解放出来去做监控、分析及事故处理等事情， 实现电网的最大经济效益。

参考文献：

[1]高翔.数字化变电站应用技术[M].北京:中国电力出版社,2008.

[2]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(8):1-6.

[3]谢开,刘永奇,朱治中,等.面向未来的智能电网.中国电力,2011,41(6):19-22.

[4]余贻鑫,栾文鹏.智能电网.电网与清洁能源,2009,25(1):7-11.

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。