智能電網電力調度控制中心自動化關鍵技術分析

萬強，仇婧，韓一鳴

（1.國網河北省電力有限公司石家莊供電分公司，石家莊050000；2.國網河北省電力有限公司石家莊市藁城區(qū)供電分公司，石家莊050000）

1 引言

21世紀是科技高速發(fā)展的時代，電器設備更新?lián)Q代頻繁，用電設備逐漸增加，無論是工業(yè)、商業(yè)還是家庭用電量都增長明顯。在此用電需求激增的社會背景下，實現(xiàn)電力資源的合理調度十分重要。如何在原有電網系統(tǒng)的基礎上為更多的用戶提供服務，并減少故障發(fā)生率是當前電力企業(yè)一直在探討的問題。為了更加合理地利用有限的資源，需要思考變革資源的利用方式，而智能調度和控制系統(tǒng)是非常有效的實現(xiàn)方式之一，以下對智能調度系統(tǒng)控制中心的關鍵自動化技術研究展開討論。

2 智能調度系統(tǒng)控制中心的關鍵自動化技術

2.1 電網智能運行一體化設計系統(tǒng)

20世紀90年代，我國主流的自動化調度系統(tǒng)開始起步，其主要系統(tǒng)架構已經沿用多年，雖然電網的業(yè)務得以深入發(fā)展，其功能也開始拓展，但是基礎的框架系統(tǒng)并未改變，導致新業(yè)務、新應用未來的發(fā)展受限。因此，有必要對IT技術的發(fā)展現(xiàn)狀以及技術水平進行深入調研，尤其要深入分析服務體系的發(fā)展，提出相應的部署方案以及聯(lián)合發(fā)展方案[1]。

ESB是一個調度系統(tǒng)的服務支撐平臺，可以在此平臺的基礎上研究如何實現(xiàn)服務封裝以及接入方式，理清各個級別的調度機構的智能發(fā)展和業(yè)務發(fā)展需求，分析電網的調度主站以及廠站管理和一體化運行的特征，完成整個電網控制中心自動化系統(tǒng)基礎框架以及功能規(guī)范方面的設計，建立一體化的電網規(guī)劃和管理系統(tǒng)。

2.2 應用功能技術

實現(xiàn)電力系統(tǒng)的應用功能要循序漸，但是目前缺乏電網運行的整體規(guī)劃，智能調度系統(tǒng)的應用功能在不同的系統(tǒng)中分散分布，雖然實現(xiàn)方式多樣，但是融合起來十分困難，并且部分功能并不是必須功能。而采用以服務為基礎的松耦合技術可以對調度功能實現(xiàn)靈活配置，且此項服務功能具有易擴展性，可以靈活配置調度功能，與此同時，其易擴展型還可以滿足階段性調度功能的建設需求。在新型SOA系統(tǒng)中，故障分析、阻塞管理等傳統(tǒng)的應用系統(tǒng)被細致劃分為多個基礎模塊[2]，可以根據(jù)服務的不同需求選擇標準訪問方式，以實現(xiàn)對服務模塊的調用。

2.3 數(shù)據(jù)功能技術

數(shù)據(jù)的保存和傳輸是電網運行和對其進行管理的基礎，因此，確保數(shù)據(jù)準確、完整、及時、一致是調動控制中心一直追求的目標，也是電網一體化智能運行系統(tǒng)的關鍵。目前，電網運行數(shù)據(jù)的獲取以及處理存在以下3個問題：（1）前置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)冗雜且橫向數(shù)據(jù)的交換方式比較復雜，運行效率低；（2）部分冗余數(shù)據(jù)存在不一致的情況，數(shù)據(jù)融合起來困難；（3）分級調度的縱向數(shù)據(jù)交換方式的靈活性較差。以SOA系統(tǒng)為基礎的數(shù)據(jù)服務，經過數(shù)據(jù)的注冊中心以及標準的接入方式，可以解決自動化調動控制系統(tǒng)在運行過程中反映的問題，實現(xiàn)橫向和縱向數(shù)據(jù)的一體化設計和共享，使運行數(shù)據(jù)得以融合，并支持對電網設備的使用周期管理。選用虛擬服務技術可以有效對物理數(shù)據(jù)存儲信息進行有效屏蔽，實現(xiàn)訪問方式的無差別。通過綜合數(shù)據(jù)服務及通信訂閱機制可以使前置通信模塊統(tǒng)一，簡化前置運行流程，實現(xiàn)訂閱以及調整在線數(shù)據(jù)。

2.4 節(jié)能減耗調度技術

我國現(xiàn)在的煤炭消耗量已經占據(jù)了不可再生資源消耗量的70%，與世界平均消耗量相比，高出40%，目前對可以降低消耗量和節(jié)能減排的智能電網需求迫切，并且需要分析各個電網轄區(qū)內的能源分布情況，開發(fā)大規(guī)模的可再生發(fā)電能源，從而對碳的排放量進行監(jiān)測和控制，實現(xiàn)優(yōu)化水電調度、優(yōu)化階梯水電調度以及節(jié)能減排調度等多個方面的計劃編排，可以全面實現(xiàn)對節(jié)能減耗調度的推進。以多級別多維度協(xié)調優(yōu)化節(jié)能調度的關鍵技術為研究重點，適應節(jié)能調度、三公調度等多種類調度模式，滿足三維（時間、空間、目標）相統(tǒng)一的調度優(yōu)化關鍵技術。與此同時，要研究實現(xiàn)多級別調度實現(xiàn)一體化建設的既安全又經濟的調度優(yōu)化協(xié)調技術和方法，構建全方位安全且環(huán)保節(jié)能的數(shù)據(jù)模型，從而實現(xiàn)對多級別調度安全管控技術的考核，實現(xiàn)既安全穩(wěn)定又環(huán)保節(jié)能的協(xié)調優(yōu)化技術。

2.5 在線仿真模擬技術

現(xiàn)在的電網大多屬于價值流混合聯(lián)結的復雜系統(tǒng)，其運行方式較多，但是穩(wěn)定性方面的問題十分突出，離線仿真模擬系統(tǒng)構建的模型不夠準確，運行方式覆蓋不夠全面，而且其仿真模擬效果參考價值不大，在線仿真模擬系統(tǒng)、校核系統(tǒng)以及預警系統(tǒng)實用性不強，統(tǒng)一、高性能的計算平臺并未建設起來。針對智能電網在在線仿真模擬系統(tǒng)建設方面的現(xiàn)狀，應積極應用計算機以及信息技術深入調研仿真算法，研究可并行的云計算、網格計算等高性能的關鍵計算機技術，提高其實用性，同時研究在線實時預警系統(tǒng)，構建在線模型，對參數(shù)進行校核并且實施編制調度計劃的關鍵技術應用方式。可以先建立試點，對仿真模擬計算平臺進行研究，實現(xiàn)電網智能仿真平臺的建設，實現(xiàn)從經驗型調度中心向智能型調度中心轉型的智能化調度發(fā)展目標。

3 建設自動化電網調度的控制中心的意義

實現(xiàn)電力調度的自動化，建設智能控制調度中心，是通過計算機技術、通信技術等系統(tǒng)完成的，跨越了時間和空間的限制，可以實現(xiàn)對整個電力系統(tǒng)的智能調度和管理，調度人員只需在控制中心內就能夠遠程對整個電力系統(tǒng)進行監(jiān)控、管理和維護。與此同時，在電力系統(tǒng)中應用智能化調度技術，其中的參數(shù)計算和預警系統(tǒng)可以提升整個電力系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性，降低能永遠消耗量，減少碳的排放量。對于用戶來說，可以滿足實際電量需求，還可以享受到全方位的用電服務，這對于提高用戶滿意度方面具有重要意義的。

4 結語

打造智能電網，建設低碳電網，為電網未來的發(fā)展提供了動力，也提供了未來的發(fā)展方向，這與我國建設環(huán)保型企業(yè)的目標相符，也是建設和諧社會的必然要求，但是對于電力調度的控制中心來說是機遇也是挑戰(zhàn)。本文詳細談論了關鍵的自動化技術電網智能運行一體化設計系統(tǒng)、應用功能技術、數(shù)據(jù)功能技術、節(jié)能減耗調度技術以及在線仿真模擬技術，同時論述了自動化調度系統(tǒng)對電力企業(yè)提升管理效率、提高用電安全以及提高用戶滿意度方面的意義，希望可以為后續(xù)提供參考價值。