智能电网调度控制系统的研究与实现

吴波,汤耀景,王佳兴,陈琼良

(温州供电公司,浙江 温州 325000)

智能电网调度控制系统的研究与实现

吴波,汤耀景,王佳兴,陈琼良

(温州供电公司,浙江 温州 325000)

在国网quot;大运行quot;体系建设背景下,高度集中的智能电网调控体系势必对调控设备及信息支持平台提出更为严苛的要求,然而现阶段调度控制系统在生产实际中已经暴露出诸多弊端,例如随着quot;调控一体化quot;开展和厂站数量的增加,大量增加的远动信息量降低了系统运行速度,影响了正常业务运行.而保障智能电网的清洁环保、经济高效、安全稳定及透明互动的运行,需要在更大范围内实现调控业务的优化,采用更为高效的调控运行机制.

智能电网;调度控制系统;分布式架构;安全预警

随着我国电网逐步从集中式架构的传统电网向分布式架构的智能电网转换,传统调度控制系统在经济优化运行能力、安全预警、服务对象、可视化程度、安全防御等方面的不足日益凸显,为此国内研究者对智能电网调度控制系统展开了大量研究.例如赵明婧从实现变电站集中监控、运维一体化、网络分析应用、数据通信网络化及综合智能告警等几个方面出发,构建了安阳智能电网调度支持系统;张磊采用多核计算机集群技术、面向服务的体系结构、C语言、java的人机可视化界面及quot;告警直传、远程浏览、故障诊断、数据采集quot;等关键技术,实现了对智能电网各级调控系统的集中监视与维护,及时响应各级调控系统的告警信息.

1 智能电网调度控制系统的设计

1.1 智能电网调度控制系统的体系架构

为实现各项功能的quot;横向集成、纵向贯通quot;,智能电网调度控制系统由应用功能层、支撑平台层和操作系统层等构成(图1),其中应用功能层提供调度计划应用、调度管理应用、安全校核应用、实时监控与预警应用等功能;支撑平台层为系统各种应用功能的实现提供相应的技术支撑,例如提供图形界面处理服务、提供系统管理服务等;操作系统可以根据硬件平台的情况,选用Linux、Unix或Windows.

1.2 智能电网调度控制系统的业务应用功能架构

作为一套面向智能电网调度生产业务的集约化系统,智能电网调度控制系统的业务应用功能架构如图2所示.智能电网调度控制系统所提供的各项功能是针对特定用户的,通过权限设置功能,用户必须输入正确的用户名和密码才能执行相关操作.考虑到调度员用户需求和集控员用户办理交接,在调度员工作站和集控员工作站上,当前用户和新登录用户不能同时登录,新登录用户进入系统后,当前用户就必须退出系统.

图2 智能电网调度控制系统的业务应用功能架构

第一,调度计划.调度计划包括预测分析、检修计划、发电计划、申报发布、水库调度、考核结算及评估分析等内容,通过提供多种自动决策工具和灵活调整手段,对调度计划全景信息进行可视化展示,对影响调度计划的各因素进行定量评估分析,从而为调度计划和运行人员掌握智能电网经济运行规律提供技术支撑.

第二,安全校核.作为对各种预想运行方式和实时运行方式下的电网安全分析,安全校核包括静态安全校核、稳定裕度校正、稳定分析及评估分析等内容,旨在为发电计划、检修计划及智能电网运行操作等提供校核手段.

第三,调度管理.调度管理包括调度专业管理、内部综合管理、生产运行管理及电网综合分析评估等内容,旨在为调度机构日常调度生产管理提供技术支持,从而实现调度生产管理的流程化、规范化和专业化.

第四,实时监控与预警.实时监控与预警包括电网动态预警及辅助决策、电网实时监视与告警、电网稳态分析、电网自动控制、调度业务培训模拟、电网运行评估和辅助监测等内容,通过提供可视化的工具和手段来对电力系统稳态运行状态进行监视、控制、分析和评估,确保调度员能够及时发现智能电网运行状态的改变并及时作出决策.

1.3 智能电网调度控制系统的数据库设计

如果缺乏相应的数据信息,那么智能电网调度控制系统的所有功能都将无法实现,而智能电网实时数据必须选择很好的数据模型来进行保存.针对智能电网调度控制系统各类用户对象的特点,系统数据库设计时构建如图3所示的E-R关系图,来对诸如包括节点电压、潮流转移、网损灵敏度都等实体间的关系及各自属性予以描述.

在智能电网调度控制系统设计过程中,为了存储和调用数据时能进行快速查找,需要将大量不同数据按照不同的类别进行归类.

图3 智能电网调度控制系统的E-R关系图

2 智能电网调度控制系统实施的控制措施

作为一项复杂的系统工程,智能电网调度控制系统在实施过程中会面临诸多难题,故需要采取如下方面的控制措施.

2.1 与自动发电控制构成闭环控制系统

将智能电网调度控制系统与自动发电控制构成闭环控制系统,可以确保当系统处于预警状态时执行预防控制,避免由于自动发电控制的正常调节而使系统处于紧急状态;当系统处于紧急状态时执行校正控制,由自动发电控制自动完成消除稳定断面越限的调整.

2.2 在线化风险控制体系的构建

为了应对智能电网安全控制难度不断加大、运行特性日趋复杂的局面,智能电网调度控制系统的各项功能必须不断完善和实用化,力求从如下方面来构建在线化风险控制体系.(1)电网风险预警通知.为了深入开展智能电网运行安全风险辨识、分析评估和预防控制工作,构建quot;智能电网运行风险调度预警通知quot;制度,将智能电网运行风险预警从调度单一防控向相关部门延伸.(2)调度员潮流分析.在新设备投运、重要操作及检修方式安排前,调度人员可以利用潮流分析来进行实时或前瞻性分析计算,通过相应潮流数据的获取来为智能电网安全运行提供参考.(3)实时风险控制的集成.智能电网的运行处于动态变化之中,运行人员需要通过调度控制系统来及时掌握智能电网运行的状况,及时发现潜在的安全隐患并进行处理.

3 结语

综上所述,智能电网调度控制系统可以实现敏锐的全景化前瞻预警和自动辅助决策的安全防御,可以满足主备调系统的数据自动同步和无缝切换要求,可以实现调度业务流转的数字化和外部实时信息的接入,可以实现调度生产各环节的信息化和全景信息的共享,可以为大规模新能源的接入提供调度技术支持.但只能电网调度控制系统的建设是一个渐进且长期的过程,新架构和概念的提出需要经过实践的不断检验和修正,这就需要相关研究者的持续研究.

[1]赵明婧.安阳智能电网调度支持系统建设研究[D].华北电力大学,2015.

[2]张磊.智能电网调度控制系统运维服务支持平台的设计与实现[D].华北电力大学,2016.

[3]杨振,李江,李明等.电网调度自动化系统的应用分析[J].电气技术,2016,17(7):93-95.

TM76;TM73

A

1671-0711(2017)11(下)-0169-02