智能電網(wǎng)中電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)的功能及應(yīng)用

1、智能電網(wǎng)中電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)的功能及應(yīng)用（國網(wǎng)山東省電力公司東營供電公司 山東 東營257000）摘要：隨著我國社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力資源日益緊張，各個(gè)領(lǐng)域?qū)?于電力需求越來越大，當(dāng)前我國的電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)面臨著巨大的挑戰(zhàn)和壓力，智能 電網(wǎng)技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中的應(yīng)用，有效地提高了電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的運(yùn)行效率和供 電質(zhì)量，通過深入分析和研究電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中智能電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，不斷進(jìn)行改 進(jìn)和完善，推動(dòng)我國電力系統(tǒng)快速發(fā)展。關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)；功能；應(yīng)用電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)是智能電網(wǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它能夠?qū)χ悄茈娋W(wǎng)運(yùn)行進(jìn)行合理 的管理、調(diào)度及控制，確保電力系統(tǒng)處于最優(yōu)運(yùn)行中，因此近年來受到人們?cè)絹?越多的

2、關(guān)注和重視。一、我國智能電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀我國對(duì)智能電網(wǎng)的研究起步較早，但是前期進(jìn)展比較緩慢。1999年， 清華大學(xué)首次提出“數(shù)字電力系統(tǒng)”的概念，對(duì)下一代電網(wǎng)的特征進(jìn)行了描述; 2005年，國家電網(wǎng)公司實(shí)施“sg186”工程，同年中國南方電網(wǎng)公司開展了“數(shù) 字南方電網(wǎng)規(guī)劃”研究；2007年，華東電網(wǎng)公司正式啟動(dòng)智能電網(wǎng)可行性研究 項(xiàng)目；2008年，國家電網(wǎng)公司提出“全覆蓋、全采集、全預(yù)付費(fèi)”的建設(shè)目標(biāo)， 旨在為下一代電網(wǎng)的集成通信系統(tǒng)提供強(qiáng)大的信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)；2009年，國家電 網(wǎng)正式公布“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”計(jì)劃，提出將在2020年前建成統(tǒng)一的堅(jiān)強(qiáng)智能電 網(wǎng)。智能電網(wǎng)的智能主要體現(xiàn)在以下方面：自適應(yīng)和

3、自愈，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)優(yōu)化調(diào) 整和故障自我恢復(fù)；采用先進(jìn)的傳感測(cè)量技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的準(zhǔn)確感知；實(shí)時(shí)分 析和決策，實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)、信息到智能化決策的提升;可對(duì)觀測(cè)對(duì)象進(jìn)行有效控制。二、智能電網(wǎng)中電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)的主要功能2.1海量信息的處理隨著智能電網(wǎng)規(guī)模的快速擴(kuò)充和智能電網(wǎng)互聯(lián)的增強(qiáng)，電網(wǎng)調(diào)度需要實(shí) 現(xiàn)一、二次系統(tǒng)的同步建模、采集與分析，需要對(duì)智能電網(wǎng)、市場(chǎng)和電量信息進(jìn) 行綜合處理，需要擴(kuò)展到靜態(tài)、動(dòng)態(tài)和暫態(tài)三位一體的信息處理與分析。2.2調(diào)度運(yùn)行的實(shí)施電網(wǎng)調(diào)度部門需要對(duì)系統(tǒng)中的變電站、發(fā)電廠及各種電氣設(shè)備的運(yùn)行情 況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié),確保智能電網(wǎng)的電壓、電流、頻率和功率等在規(guī)定的范圍內(nèi)； 需要對(duì)要操作的設(shè)備進(jìn)

4、行安全校驗(yàn)，檢查操作后是否造成失壓、斷面過載、設(shè)備 過載或安穩(wěn)動(dòng)作等，通過操作票系統(tǒng)自動(dòng)核對(duì)設(shè)備狀態(tài)并進(jìn)行程序化操作和控制, 確保調(diào)度操作指令的正確性；需要對(duì)系統(tǒng)中出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行在線安全分析和 決策處理，避免發(fā)生重大事故，確保系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。2.3調(diào)度計(jì)劃的制定按照智能電網(wǎng)運(yùn)行及負(fù)荷預(yù)測(cè)的結(jié)果，電網(wǎng)調(diào)度對(duì)發(fā)電機(jī)組的開機(jī)方式 進(jìn)行安排，實(shí)現(xiàn)對(duì)智1能電網(wǎng)運(yùn)行方式安排的潮流計(jì)算進(jìn)行安全校核，從而滿足猶 能電網(wǎng)的電量平衡和電力平衡。2.4綜合功能的實(shí)現(xiàn)隨著智能電網(wǎng)的推進(jìn)，電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為更為復(fù)雜，此時(shí)作為承擔(dān)電 網(wǎng)靜態(tài)監(jiān)測(cè)、分析和控制功能的電網(wǎng)調(diào)度已經(jīng)不能完全滿足智能電網(wǎng)發(fā)展和安全 運(yùn)行的要求。

5、例如，在智能電網(wǎng)受到擾動(dòng)的動(dòng)態(tài)過程中，尤其是發(fā)生低頻振蕩等 長周期動(dòng)態(tài)過程時(shí)，電網(wǎng)調(diào)度通常無法做出反應(yīng)。此吋，需要將電網(wǎng)調(diào)度的功能 從傳統(tǒng)的監(jiān)視、分析和控制進(jìn)一步延伸到廣域保護(hù)和安全協(xié)調(diào)防御。三、電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)在智能電網(wǎng)應(yīng)用中的要點(diǎn)3.1實(shí)吋動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)將廣域網(wǎng)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于智能電網(wǎng)中，可以在同一時(shí)間參考軸下獲 得大規(guī)模的智能電網(wǎng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息和穩(wěn)態(tài)信息，此技術(shù)具有如下特點(diǎn)：利用全球 定位系統(tǒng)為每個(gè)數(shù)據(jù)打上時(shí)標(biāo)，獲取同一吋間斷面上的數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng) 的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、記錄、電網(wǎng)擾動(dòng)分析和電網(wǎng)低頻振蕩告警等；對(duì)發(fā)電機(jī)功角進(jìn) 行直接測(cè)量；每隔一段吋間（-般是40 ms）向調(diào)度主站傳送一次智能電

6、網(wǎng)動(dòng)態(tài) 數(shù)據(jù)。在使用廣域網(wǎng)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)的基礎(chǔ)上，還可以實(shí)現(xiàn)一些輔助功能，如對(duì) 電廠進(jìn)行一次調(diào)頻考核。傳統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度由于頻率測(cè)量不精準(zhǔn)、缺乏時(shí)標(biāo)和信息傳 輸?shù)难訒r(shí)性，致使網(wǎng)省調(diào)無法有效獲取發(fā)電機(jī)組當(dāng)?shù)氐念l率，因此我國一次調(diào)頻 的指標(biāo)都是相對(duì)于某一負(fù)荷中心或網(wǎng)省調(diào)位置的頻率為基準(zhǔn)值進(jìn)行的，顯然此種 方式不能對(duì)發(fā)電機(jī)組的一次調(diào)頻性能進(jìn)行準(zhǔn)確反映。而使用廣域網(wǎng)動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù), 則可以準(zhǔn)確獲得發(fā)電機(jī)組當(dāng)?shù)仡l率，從而對(duì)發(fā)電機(jī)組的一次調(diào)頻性能進(jìn)行準(zhǔn)確反 映，提高電廠一次調(diào)頻考核的準(zhǔn)確度。3.2在線預(yù)警和安全防御技術(shù)在線預(yù)警和安全防御技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)智能電網(wǎng)安全穩(wěn)定的實(shí)施預(yù)警，能 夠?qū)崿F(xiàn)在線智能輔助決策和預(yù)防控制，

7、能夠?qū)χ悄茈娋W(wǎng)的多垂故障、電廠的同時(shí) 故障和相繼故障等進(jìn)行處理，能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)調(diào)控制和防御；能夠?qū)崿F(xiàn)智能電網(wǎng)安全 穩(wěn)定的追加控制，以此彌補(bǔ)區(qū)域和就地緊急控制的缺陷。在這方面使用較好的， 有江蘇電網(wǎng)安全穩(wěn)定實(shí)吋預(yù)警及協(xié)調(diào)防御系統(tǒng)、廣東廣域動(dòng)態(tài)信息監(jiān)測(cè)分析保護(hù) 控制系統(tǒng)，它們?cè)谕度脒\(yùn)行后，能夠確保特高壓輸電線路投運(yùn)及大區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)后 的電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，提高戰(zhàn)吋電網(wǎng)抗打擊能力，從而進(jìn)一步提升構(gòu)建避免大面 積停電的堅(jiān)強(qiáng)防御體系。3.3電網(wǎng)運(yùn)行方式的智能決策技術(shù)作為確保智能電網(wǎng)平穩(wěn)運(yùn)行的基礎(chǔ)，電網(wǎng)運(yùn)行方式的安排至關(guān)重要，而 電網(wǎng)運(yùn)行方式的智能決策技術(shù)可以在負(fù)荷預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，對(duì)智能電網(wǎng)輸變電設(shè)備 的發(fā)電計(jì)劃和

8、檢修計(jì)劃進(jìn)行合理安排。在智能電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，人們通?？紤]的是n1故障下的安全穩(wěn)定性，即智 能電網(wǎng)在受到單一擾動(dòng)后，保護(hù)、開關(guān)和重合閘正確動(dòng)作，不采取穩(wěn)定控制措施， 必須確保智能電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，而其他元件不超過規(guī)定的事故過負(fù)荷能力，不發(fā) 生聯(lián)鎖跳閘。對(duì)于智能電網(wǎng)運(yùn)行過程中碰到的n3、n4等設(shè)備檢修情況下的安 全穩(wěn)定問題，猶能電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行部門的技術(shù)人員需要花費(fèi)人量的時(shí)間去進(jìn)行離線 計(jì)算，而且離線穩(wěn)定計(jì)算的結(jié)果還不能完全滿足智能電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行的需要，因此 這就需要利用電網(wǎng)運(yùn)行方式的智能決策技術(shù)，對(duì)智能電網(wǎng)運(yùn)行方式進(jìn)行在線計(jì)算, 從而大大降低電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行部門技術(shù)人員的工作量。3.4短路電流控制技術(shù)傳統(tǒng)電網(wǎng)的

9、故障電流限制技術(shù)，主要是從電網(wǎng)運(yùn)行方式、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和電 氣設(shè)備性能等方面著手，此種技術(shù)雖然可以對(duì)故障點(diǎn)的短路電流進(jìn)行控制，但是 也會(huì)影響到電網(wǎng)的正常運(yùn)行，甚至?xí)档碗娋W(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。例如，改 變電網(wǎng)運(yùn)行方式會(huì)降低電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，使用高阻抗電氣設(shè)備會(huì)增強(qiáng)網(wǎng)損，改 變電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的成本較高。利用故障電流限制器來對(duì)短路電流進(jìn)行控制，能夠彌補(bǔ)以上缺陷。當(dāng)智 能電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，故障電流限制器呈現(xiàn)低阻抗甚至是零阻抗；當(dāng)智能電網(wǎng)發(fā)生 故障時(shí)，故障電流限制器的阻抗迅速增加，并口不會(huì)對(duì)猶能電網(wǎng)的運(yùn)行方式產(chǎn)生 影響。結(jié)語在智能電網(wǎng)建設(shè)過程中，電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)應(yīng)重點(diǎn)解決人電網(wǎng)安全穩(wěn)定性問 題，著力研究分布式發(fā)電如風(fēng)

10、力發(fā)電和光伏接入和控制技術(shù)以及對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影 響，建設(shè)節(jié)能發(fā)電調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)、備用調(diào)度系統(tǒng)、風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)、電網(wǎng) 調(diào)度智能操作一體化信息平臺(tái)，從而全面提升科技創(chuàng)新能力、資源優(yōu)化配置能力 和大電網(wǎng)調(diào)度駕馭能力。電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用，是確保智能電網(wǎng)經(jīng) 濟(jì)、安全和穩(wěn)定運(yùn)行的必然要求。參考文獻(xiàn)黎靜華智能電網(wǎng)下節(jié)能發(fā)電調(diào)度多agent系統(tǒng)的研究j電力系統(tǒng)保護(hù)與控制, 2010.郝文斌智能電網(wǎng)地區(qū)調(diào)度支持系統(tǒng)框架研究j四川電力技術(shù)，2010.作者簡介姜風(fēng)水(1973.09.11),男，學(xué)歷：大連理工大學(xué)電力系統(tǒng)及自動(dòng)化研究方向：電 網(wǎng)調(diào)度。常希田(1968.10.22),男，學(xué)歷：哈爾濱工業(yè)大學(xué)