電網(wǎng)智能調(diào)度自動化系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

鐘煜奇

摘要：經(jīng)濟社會的快速發(fā)展為電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用創(chuàng)造了廣闊的市場空間。在信息時代，電力系統(tǒng)自動化技術(shù)有了新的內(nèi)涵。為了保證社會生產(chǎn)生活的正常用電，電力企業(yè)需要從工作實踐出發(fā)，深化各種自動化技術(shù)的應(yīng)用和優(yōu)化，促進電力系統(tǒng)自動化技術(shù)體系的形成和應(yīng)用場景的拓展。本文將對這一技術(shù)的發(fā)展進行描述，并結(jié)合實際應(yīng)用場景展望其未來的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：廣義智能;智能調(diào)度;調(diào)度自動化

前言

在電網(wǎng)運行出現(xiàn)故障的情況下，必須借助人工經(jīng)驗進行處理。然而，在今天的大規(guī)模電網(wǎng)中，人工處理已經(jīng)失去了它的效力。在知識經(jīng)濟、信息化、智能化的時代，各行各業(yè)的發(fā)展迎來了新的機遇。作為電網(wǎng)運行的主要技術(shù)系統(tǒng)之一，電力系統(tǒng)自動化與信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合，使電網(wǎng)系統(tǒng)中各設(shè)備之間的聯(lián)系更加緊密，促進了跨平臺的數(shù)據(jù)交換與共享，有利于不同地區(qū)之間的合作和信息共享。

一、狹義智能電網(wǎng)調(diào)度實踐

1. 調(diào)度員助理決策

電網(wǎng)建設(shè)日益復(fù)雜。在這種環(huán)境下，無論調(diào)度員的經(jīng)驗多么豐富，應(yīng)急能力多么強，都不可能準確及時地處理問題。我們從認知的角度得出結(jié)論，隨著事物的日益復(fù)雜，人們的認知和判斷能力會下降。即使是有經(jīng)驗的調(diào)度員，積累的應(yīng)對突發(fā)事件的經(jīng)驗和方法也難以形成和傳授知識。因此，智能調(diào)度最基本的特點就是調(diào)度員輔助決策。

2. 開發(fā)實踐

國外研究者提出了Ao（調(diào)度機器人）的概念。蘇格蘭南方能源公司根據(jù)工程師和調(diào)度員的經(jīng)驗，引入相應(yīng)的基于知識的解決方案，使這些經(jīng)驗知識得到有效的傳遞。這種方法的關(guān)鍵在于依靠人工智能在電力系統(tǒng)運行中的標志——機器學(xué)習(xí)和樣本訓(xùn)練，在一定程度上實現(xiàn)了調(diào)度中心的智能化。

二、廣義智能電網(wǎng)調(diào)度實踐

1. PJM的Ac2研究

a） 確保業(yè)務(wù)連續(xù)性。實施準同步運行策略，逐步取代原有的控制中心系統(tǒng)，實現(xiàn)業(yè)務(wù)連續(xù)性;

b） 具有擴展空間的模塊化軟件體系結(jié)構(gòu)。運用積木的設(shè)計思想，重點優(yōu)化各軟件供應(yīng)商的運作協(xié)調(diào);

c） 安全性能改進。采取措施保護應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)，以及邊界保護、管理和監(jiān)視、授權(quán)和訪問，以提高安全性能

2. 現(xiàn)階段電力系統(tǒng)自動化技術(shù)特點

a）降低了操作和維護的難度。電力系統(tǒng)自動化對電網(wǎng)運行影響最明顯的是提高了運行維護效率，在一定程度上減輕了工作人員的壓力。而且，精密的設(shè)備和儀器能夠有效地提高對異常問題的敏感性，從而提高電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性和安全性。此外，電力系統(tǒng)自動化在電網(wǎng)調(diào)度中的應(yīng)用，促進了“智能電網(wǎng)”的發(fā)展。

b） 進入新的發(fā)展階段。從機械化技術(shù)向自動化技術(shù)的發(fā)展是電力系統(tǒng)的一次重大技術(shù)飛躍。在自動化技術(shù)的應(yīng)用中，傳統(tǒng)的機械化作業(yè)方式逐漸被半自動、全自動和人工數(shù)據(jù)處理所取代;現(xiàn)階段，智能化已成為電力系統(tǒng)自動化技術(shù)發(fā)展的新平臺和方向。模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)等智能技術(shù)的應(yīng)用將充分發(fā)揮自動化技術(shù)的作用。

三、電力系統(tǒng)自動化中的幾個問題

1. 電力規(guī)劃不完善

完善的電力規(guī)劃有利于電網(wǎng)的發(fā)展。在電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)高度依賴過程和計劃的當今社會，如果沒有完善的電力規(guī)劃，將對電力建設(shè)的進度、資金使用、技術(shù)規(guī)范等產(chǎn)生不可估量的影響，如果電力建設(shè)中沒有合理的監(jiān)督管理，它將影響電力建設(shè)的質(zhì)量和安全。電網(wǎng)運行需要穩(wěn)定和安全。電力規(guī)劃的完善通常需要政府相關(guān)部門和電力企業(yè)管理層的主導(dǎo)。

2. 要形成技術(shù)體系和質(zhì)量控制體系

電網(wǎng)自動化是一個龐大的技術(shù)體系，涉及電網(wǎng)運行的方方面面、各種設(shè)備和應(yīng)用技術(shù)以及相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范。如此龐大的技術(shù)體系一旦出現(xiàn)問題，就會“觸動全身”。在電力自動化技術(shù)施工現(xiàn)場，經(jīng)常需要按照工藝規(guī)程和操作規(guī)程進行作業(yè)。如果員工缺乏技術(shù)或責任意識，容易發(fā)生質(zhì)量事故或安全事故，這也體現(xiàn)了質(zhì)量控制體系在電網(wǎng)建設(shè)中的重要性。

3. 自動化設(shè)備的非均衡發(fā)展與應(yīng)用

一方面自動化設(shè)備的研發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域反映出科研成果向工業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)化的不足;另一方面，也意味著自動化技術(shù)的應(yīng)用場景有限，不同地區(qū)、不同電網(wǎng)的電力系統(tǒng)自動化水平不平衡，這在很大程度上與當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展水平有關(guān)。在電網(wǎng)數(shù)據(jù)共享和大型控制平臺的建設(shè)和發(fā)展中，也存在較大的地區(qū)差異。這種不平衡的技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用很難打破，因為它主要取決于當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展水平和對電力服務(wù)的需求。從根本上講，電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用需要經(jīng)濟的發(fā)展。

四、電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展趨勢

1. 綜合自動化

綜合自動化是指未來電力系統(tǒng)自動化技術(shù)及相關(guān)配套設(shè)施的建設(shè)將在很大程度上依托現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)（如最近興起的5g技術(shù)）和經(jīng)濟環(huán)境，建立更加完善的自動化系統(tǒng)，包括傳統(tǒng)的技術(shù)體系，也有隨著時代發(fā)展的新技術(shù)或新設(shè)備，保證電網(wǎng)設(shè)備和功能與時俱進。

2. 智能遠程

智能化遠程操作終端的建設(shè)，大大提高了電網(wǎng)運行維護的靈活性?，F(xiàn)階段重點解決遠程操作終端可能出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)安全、信息共享程度低、異地平臺建設(shè)不兼容、數(shù)據(jù)挖掘程度低等問題。這些關(guān)鍵問題的解決將有助于進一步提高電力系統(tǒng)自動化水平，降低建設(shè)成本，從根本上創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)的電力服務(wù)。

3. 方便穩(wěn)定

信息化程度的提高也使得電力自動化的便利性進一步增強。在現(xiàn)階段電網(wǎng)建設(shè)過程中，穩(wěn)定性和安全性是兩個長期討論的重要課題。除了傳統(tǒng)電網(wǎng)的配電安全和施工安全外，網(wǎng)絡(luò)安全和通信安全也成為電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵問題。在電網(wǎng)實際運行中，既要注意電力數(shù)據(jù)的采集，又要注意用戶隱私的保護，重點防范和解決各種安全問題。

4. 集成與協(xié)作

整合主要是指建設(shè)和使用具有多功能屬性的各類電網(wǎng)平臺，既保證了電網(wǎng)穩(wěn)定安全運行，又方便了用戶與電力企業(yè)之間的溝通。此外，跨平臺的數(shù)據(jù)共享和協(xié)同分析也為電網(wǎng)運行和用電預(yù)測提供了可靠的數(shù)據(jù)。

結(jié)束語

我們不僅要停留在發(fā)展先進技術(shù)上，更要認識到發(fā)展技術(shù)的最終目的是為應(yīng)用服務(wù)。社會用電量的激增為電力行業(yè)創(chuàng)造了良好的發(fā)展機遇，也對電力系統(tǒng)提出了更高的要求。作為電力供應(yīng)的主要支柱，電力系統(tǒng)自動化技術(shù)將在新時期發(fā)揮越來越重要的作用。首先，它承擔著提供優(yōu)質(zhì)電力資源和高水平電力服務(wù)的基本功能，也為社會經(jīng)濟發(fā)展和我國盡快趕超西方發(fā)達國家創(chuàng)造了應(yīng)有的價值。我們必須結(jié)合新的信息技術(shù)，使電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的發(fā)展邁上新的征程。

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