淺談智能電網(wǎng)調(diào)度的自動化及其可視化

1、       淺談智能電網(wǎng)調(diào)度的自動化及其可視化                     趙沁（國網(wǎng)湖北省電力公司孝感供電公司，湖北 孝感 432000）摘要：隨著社會電力需求的提高，計算機(jī)通信及自動化技術(shù)的快速發(fā)展，電網(wǎng)調(diào)度及運(yùn)行自動化面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。智能電網(wǎng)作為電力系統(tǒng)改革發(fā)展的重要方向，其安全運(yùn)行在一定程度上與社會發(fā)展密切相關(guān)，智能電網(wǎng)調(diào)度自動化及可視化作為保障

2、電網(wǎng)系統(tǒng)高效運(yùn)行的核心技術(shù)，如何對智能電網(wǎng)調(diào)度自動化及可視化加強(qiáng)研究，使其在電網(wǎng)中發(fā)揮應(yīng)有的作用，具有重要意義。關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；電力調(diào)度；自動化技術(shù)；可視化；電力需求文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a中圖分類號：tm732文章編號：1009-2374（2015）06-0141-02doi：10.13535/ki.11-4406/n.2015.0498隨著我國電網(wǎng)的快速發(fā)展、特高壓電網(wǎng)建設(shè)的穩(wěn)步推進(jìn)，電網(wǎng)運(yùn)行的技術(shù)水平和復(fù)雜程度越來越高，加上節(jié)能發(fā)電調(diào)度的試點(diǎn)和推進(jìn)，電網(wǎng)運(yùn)行的難度越來越大。因此，加強(qiáng)電網(wǎng)調(diào)度能力建設(shè)，全面提升調(diào)度系統(tǒng)駕馭大電網(wǎng)和進(jìn)行資源優(yōu)化配置的能力、著力提高電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行管理水平顯得愈加重要和迫

3、切。再加上電力系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜性的提高，威脅電網(wǎng)安全運(yùn)行的風(fēng)險一直存在。而調(diào)度自動化系統(tǒng)能對電網(wǎng)運(yùn)行提供智能化的科學(xué)管理手段，能夠?yàn)楸ＷC電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全運(yùn)行提供可靠保障，因而提升調(diào)度自動化系統(tǒng)應(yīng)用的重要性就凸顯出來。如何利用電網(wǎng)來輸送更多的電力，成為電力企業(yè)研究的重要課題。我國幅員遼闊、人口眾多，人均資源略顯不足。為了高效利用有限的資源，必須要創(chuàng)新資源利用方式。智能電網(wǎng)調(diào)度作為合理利用資源的重要方式之一，加強(qiáng)電網(wǎng)調(diào)度自動化及可視化的研究，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。1智能電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)1.1調(diào)度自動化系統(tǒng)構(gòu)成智能電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)主要由三個部分組成：主站系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及廠站自動化系統(tǒng)。調(diào)

4、度自動化系統(tǒng)作為電網(wǎng)的控制核心，其主要功能是監(jiān)控整個電網(wǎng)，保障電網(wǎng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性，根據(jù)實(shí)時告警信息快速處理故障。電網(wǎng)調(diào)度自動化就是根據(jù)故障信息來對電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況做出預(yù)測與分析，根據(jù)實(shí)際情況來處理系統(tǒng)中存在的各種復(fù)雜問題。1.2智能電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)功能智能電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)功能主要有實(shí)時監(jiān)控與預(yù)警、調(diào)度計劃、安全校核和調(diào)度管理四類，是保障電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要技術(shù)手段，電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的應(yīng)用已成為加快電力系統(tǒng)發(fā)展非常重要環(huán)節(jié)。電力企業(yè)可以通過以下措施來判斷電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)是否成熟：其所采用的技術(shù)與平臺是否先進(jìn)；該系統(tǒng)是否遵循國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；該系統(tǒng)是否具備可管理性及可擴(kuò)

5、充性；該系統(tǒng)運(yùn)行是否具備安全性、可靠性及穩(wěn)定性。智能電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的功能性主要體現(xiàn)在兩個方面：第一，在網(wǎng)絡(luò)傳輸層，調(diào)度自動化系統(tǒng)要能夠在保障數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)安全的前提下，向外傳輸重要數(shù)據(jù)，由于調(diào)度生產(chǎn)管理系統(tǒng)與辦公自動化系統(tǒng)之間安全隔離，因此調(diào)度控制系統(tǒng)與調(diào)度生產(chǎn)系統(tǒng)之間只能采用單向傳輸方式，安全隔離措施采用正、反向電力專用物理隔離裝置；第二，在調(diào)度自動化系統(tǒng)應(yīng)用層面，為了確保其作用的發(fā)揮，保障操作系統(tǒng)及數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的安全，必須要對關(guān)鍵軟硬件設(shè)備做好冗余備份處理，對于重要數(shù)據(jù)要能夠同時做好熱、冷備份，這樣能夠避免重要數(shù)據(jù)受到病毒的破壞；對于廣域網(wǎng)及局域網(wǎng)上的調(diào)度數(shù)據(jù)，必須要針對業(yè)務(wù)系統(tǒng)的不同，使用不同

6、安全機(jī)制的技術(shù)，例如網(wǎng)絡(luò)安全訪問控制技術(shù)、加密通信技術(shù)、身份認(rèn)證技術(shù)等。2智能電網(wǎng)調(diào)度的可視化2.1電網(wǎng)調(diào)度可視化功能的實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)可視化計算以系統(tǒng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化及技術(shù)手段為前提，以集中處理與可視化應(yīng)用為支撐，各系統(tǒng)數(shù)據(jù)的整合能夠?qū)崿F(xiàn)可視化數(shù)據(jù)支撐體系并建立可視化應(yīng)用平臺，事故分析、調(diào)度計劃、方式?jīng)Q策及實(shí)時調(diào)度的可視化，能夠突破各系統(tǒng)之間的界限，使可視化功能模塊發(fā)揮應(yīng)有的作用，調(diào)度可視化架構(gòu)如圖1所示。智能電網(wǎng)調(diào)度可視化主要通過以下四個方面來自www.lw5u.com來實(shí)現(xiàn)：第一，可視化預(yù)警功能。智能電網(wǎng)借助該功能，能夠通過各種可視化小部件來顯示預(yù)警分析結(jié)果，智能電網(wǎng)可視化指標(biāo)種類較多，例如動態(tài)穩(wěn)

7、來自w定阻尼裕度、預(yù)想故障暫時預(yù)警、預(yù)想故障熱穩(wěn)預(yù)警、低頻振蕩實(shí)時告警、潮流越限程度等。調(diào)度人員可以針對預(yù)警分析結(jié)果來觀察系統(tǒng)中的薄弱電力設(shè)備及故障的嚴(yán)重程度。第二，可視化控制功能。通過直觀的可視化界面來顯示自動電壓控制、自動發(fā)電控制的應(yīng)用分析結(jié)果，有助于分析人員對智能電網(wǎng)進(jìn)行直觀控制與監(jiān)視，從而為智能化調(diào)度奠定重要基礎(chǔ)，使調(diào)度人員全面掌握電網(wǎng)實(shí)時運(yùn)行狀況，減輕調(diào)度人員的工作壓力。第三，可視化分析功能。電壓排序能夠使調(diào)度人員更好地掌握全網(wǎng)的電壓情況；靈敏度排序能夠協(xié)助調(diào)度員快速調(diào)整設(shè)備重載的情況。調(diào)度人員在運(yùn)行過程中，需要注意避免出現(xiàn)人機(jī)界面不友好或分析目標(biāo)過多的現(xiàn)象，要能夠及時解決系統(tǒng)存在的

8、故障問題。第四，可視化觀測功能。智能電網(wǎng)可以通過可視化計算方法來直觀地顯示出電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)，靈活設(shè)置電網(wǎng)分區(qū)，由其來獨(dú)立負(fù)責(zé)分析重載設(shè)備、電壓合格率、電力電量平衡、容載比及電網(wǎng)安全性等。靈活設(shè)置電網(wǎng)分區(qū)且對分區(qū)間的斷面信息進(jìn)行全面監(jiān)控，這就是電網(wǎng)分區(qū)運(yùn)行的可視化。2.2可視化技術(shù)在智能電網(wǎng)調(diào)度中的應(yīng)用第一，地理接線圖。電力調(diào)度中地理接線圖是可視化技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)，智能電網(wǎng)應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)大都是在地理接線圖的基礎(chǔ)上展示分層信息，地理接線圖充分利用了地理信息系統(tǒng)及電力系統(tǒng)，能夠真實(shí)反映出電力調(diào)度運(yùn)行狀況。第二，wamap系統(tǒng)展示。wamap系統(tǒng)主要根據(jù)pmu動態(tài)數(shù)據(jù)來對電力系統(tǒng)進(jìn)行在線分析，主要用于提高電壓

9、、低頻振蕩及暫態(tài)等在內(nèi)的安全穩(wěn)定性，同時還能夠?qū)χ悄茈娋W(wǎng)進(jìn)行在線監(jiān)視，做出實(shí)時預(yù)警。第三，在調(diào)度操作方面的應(yīng)用。電氣相關(guān)的操作主要包括編寫操作票、電氣操作的發(fā)布與執(zhí)行；非電氣相關(guān)操作中主要包括啟停機(jī)爐、修改電能計劃、電能交易的輸入及執(zhí)行等?？梢暬夹g(shù)在調(diào)度操作中的應(yīng)用主要是為調(diào)度操作提供可視化的應(yīng)用界面，為操作人員展示可視化的現(xiàn)場設(shè)備、通信、繼保、調(diào)度操作等。第四，實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視的可視化，主要分為三個部分：（1）可視化技術(shù)在電壓監(jiān)控方面的應(yīng)用主要包括廠、站節(jié)點(diǎn)的電壓可視化應(yīng)用及系統(tǒng)電壓這兩個方面。在廠、站節(jié)點(diǎn)電壓的可視化應(yīng)用中，電壓高低及分布是衡量電網(wǎng)運(yùn)行安全與否的重要依據(jù)；從可視化計算在系

10、統(tǒng)電壓中的應(yīng)用來看，節(jié)點(diǎn)電壓情況只能體現(xiàn)出電壓的局部特征，而調(diào)度員在工作過程中，必須要全面掌握智能電網(wǎng)的整體電壓狀況。因此，掌握一種能夠使調(diào)度員全面了解電力系統(tǒng)電壓整體狀況的手段尤為重要；（2）在潮流監(jiān)控方面應(yīng)用可視化技術(shù)，不但能夠動態(tài)展示潮流的走向，還能夠清晰地顯示出潮流的限額裕度，使得調(diào)度員快速準(zhǔn)確地做出判斷，從而切實(shí)提高潮流監(jiān)控的有效性；（3）旋轉(zhuǎn)備用作為電力調(diào)度系統(tǒng)運(yùn)行的重要指標(biāo)，在旋轉(zhuǎn)備用方面應(yīng)用可視化技術(shù)，使得電力系統(tǒng)保留一定的旋轉(zhuǎn)備用容量，即使智能電網(wǎng)在運(yùn)行過程中發(fā)生故障，停止運(yùn)行時，系統(tǒng)仍能夠及時運(yùn)用旋轉(zhuǎn)備用機(jī)組產(chǎn)生的出力，這樣能夠避免因頻率過低而造成的拉限電。3結(jié)語綜上所述，

11、為了滿足社會的用電需求及未來電網(wǎng)的發(fā)展趨勢，智能電網(wǎng)建設(shè)人員要能夠充分應(yīng)用先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、通信技術(shù)及控制技術(shù)，切實(shí)提高智能電網(wǎng)調(diào)度的先進(jìn)性，最大限度地優(yōu)化覆蓋所有電壓等級的發(fā)輸變配用電及調(diào)度等各環(huán)節(jié)的資源，切實(shí)提高智能電網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量，進(jìn)一步融合業(yè)務(wù)流、信息流及電力流，使智能電網(wǎng)調(diào)度工作為我國經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展提供服務(wù)。只有進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的自動化及可視化，才能促進(jìn)電力體系的建設(shè)，提高電力企業(yè)的生產(chǎn)效率，促進(jìn)電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效率的最大化，為電力企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供基本保障。參考文獻(xiàn)1沈國輝，李立新，狄方春，孟鑫，劉金波，高寶成特高壓電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成和可視化展示j電力系統(tǒng)自動化，2009，（24）2馬韜韜，郭創(chuàng)新，曹一家，韓禎祥，秦杰，張王俊電網(wǎng)智能調(diào)度自動化系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢j電力系統(tǒng)自動化，2010，（3）3章