智能电网

王庆++尤存++马建龙

[摘 要]当前我国电能资源短缺，国家电网对现有供电系统实施优化改造，以智能技术为中心规划新型电网模式，创建符合区域用电要求的电网调度平台。智能电网作为国家电网未来改造趋势，其要求供配电系统形成更加优越的作业环境，并且建立新型操控作业平台。因此，对传统供电系统实施定向改造，可减小供电传输不当帶来的能源耗损问题。

[关键词]供电系统；电网运行；智能调度；分析

中图分类号：TM734 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）16-0279-01

1 导言

随着电网的不断发展，电网规模越来越大，电网的结构也越来越复杂；同时，市场化、地区能源结构不平衡和新技术的不断涌现，使得电力系统愈加复杂，数据激增，运行更趋于极限。在这样的现实情况下，如果SCADA/EMS仍采用现有潮流图为主的监视方式，那么势必会给调度员带来很多困难。为此，建设电网实时运行可视化调度系统的必要性和紧迫性已日益显现。（1）电网规模越来越大，系统内设备种类繁多，在SCADA系统中每一细节的表达具有局限性。（2）由于生理特点，人眼对图形的敏感度要大大高于抽象后数据的敏感度，调度员很容易从可视化图形中发现系统存在的问题和发展趋势，更容易快速决策。

2 智能电网的特点

智能电网就是电网的智能化，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，采用了先进的传感技术、测量技术、设备技术、控制方法及先进的决策支持系统技术。因此，智能电网作为国家电力工程改造发展趋势，具有可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全等诸多优点，带动了国家电力产业经济发展。

3 供电系统电网调度现状

电网调度自动化负责监控整个电网运行状态，使调度人员可统观全局，运筹全网，有效地指挥电网安全、稳定和经济运行，是调度现代电网的重要手段。电网调度自动化系统对电力系统的安全经济运行起着不可或缺的作用。到目前为止，电网调度自动化系统的发展已经历了4代。目前已开发出第4代电网调度自动化系统，它是一套支持EMS、配电网管理系统（DMS）、广域监测预警系统（WAMS）和公共信息平台等应用的电网调度集成系统，为调度自动化提供了一揽子的集成方案，提供了一套先进、开放、可扩展、稳定可靠、面向对象的电力企业自动化系统支撑平台和丰富的电网分析应用软件运行平台。尽管目前电力调度的计算机化、网络化应用水平越来越高，但我们也要清醒的意识到，电力调度在实际的运行中，其经济效益往往并不明显，这主要是由于电力调度系统的智能性往往不够，这也是本研究论文的初衷，试图设计具有一定智能性的调度方案。

4 智能电网对供电传输的新要求

4.1 效率方面

随着我国电网工程改造步伐的加快，供电线路运行效率成为电网考核的主要标准之一，及时解决线路运行效率也是供电公司的重要任务。因此，为了摆脱传统供电模式存在的不足，从多个方面设定线路运行管护机制是提高效率的保障性措施。

4.2 故障方面

由于供电环境的特殊性，供电线路工作期间面临着许多故障隐患，阻碍了电网向地区供电的作业水平，建立科学的故障检修体制是很有必要的。例如，供电线路是电网配电传输的主要方式，借助线路介质可实现定向、定点传输方案，保障区域供电生产流程一体化水平。

4.3 安全方面

新时期国家电网建设步入新阶段，各地区开始根据实际供电需求分布电力线路，维持区域用电调度的一体化水平。供电线路是供电系统的传输介质，架设于地面之上形成供电运输网络，解决了传统地面线路埋设存在的安全隐患。

5 电网安全运行智能调度设计

5.1 电网智能调度方案设计

（1）电网调度的任务。电力系统调度的任务是控制整个电力系统的运行方式，使电力系统在正常状态下能满足安全、优质和经济运行的基本要求：在缺电状态下能做好负荷管理，合理分配电能；在事故状态下能迅速定位、清除故障和尽快恢复正常供电，简单的说，电网调度自动化的任务就是利用计算机技术、远动技术和通信技术，实现电力系统调度管理自动化，帮助调度人员完成复杂的调度任务。（2）电网调度的功能设计。电网调度的主要功能有：数据采集、数据处理、采用数字式微机保护与自控装置、安全监控与操作闭锁、事件记录处理、报警处理、事故报告以及人机联系等功能。（3）电网调度的网络规划方案。电网调度采用分布式并行处理系统，以调度室的中央控制台为主控服务器，对辖区内的电网运行设置若干的监控节点，形成分布式的监管调度网络；另一方面，每个节点的数据处理及与中央服务器的通信机制均是并行处理的，这样有利于电网调度系统的整体维护。

5.2 关键技术探讨

（1）电网调度的任务执行方式分析。经过对现有电网自动化系统的分析，我们认为，整个调度处理的过程被分成了许多步，每步总是在前一步的基础上进行新的处理，然后将结果传递给下一个处理模块处理。如果把这些处理过程看成一个个的处理函数，那么可以认为这是一个没有返回结果的函数调用链。起始函数获得要处理的数据，做一定处理后调用下一个函数接着处理，并且将处理的结果传递给下一个函数，最后总的处理结果以一定的方式显示或者保存起来。事实上，任何一个程序都可以看作从输入经过处理再到输出的过程。这些处理被分为许多步，每一步处理是一个相对独立的部分，它需要前一部分的结果，处理后再将结果传递给下一步处理模块。

（2）电网调度管理数据库的构建。电网调度管理数据库首先是一个实时数据库管理系统，这里采用关系型数据库进行构建。电网调度管理数据库是实现智能调度决策支持的基础系统，是一个功能庞大、结构复杂的软件系统，各个实时任务之间存在嵌套、合并、通信和合作的关系，一个任务的导出数据对象可能是另一任务的输入数据对象，数据对象和任务之间存在相互制约和依存的现象，所以必须协调好各个实时任务的活动。

6 结论

随着现代电力系统规模的不断扩大，系统结构和运行方式日益复杂，任何一个小失误都可能给整个电网带来致命的后果，这也就对调度人员执行调度任务提出了更高的要求。近年来，随着计算机信息技术及人工智能技术的快速发展，它们也被越来越多地应用于电力领域，出现了诸如无人值守变电站等有较高智能程度的管理系统。电网调度中心作为地区电网运行管理的指挥中心，其所使用的调度自动化系统的可靠性、灵活性和智能性对保证整个电网安全、优质、经济的运行有着非常重要的意义。

参考文献：

[1] 金芬兰，王昊，范广民，余建明，米为民.智能电网调度控制系统的变电站集中监控功能设计[J].电力系统自动化，2015，01：241-247.

[2] 常乃超，张智刚，卢强，郭建成，姚建国，南贵林，陶洪铸，刘金波.智能电网调度控制系统新型应用架构设计[J].电力系统自动化，2015，01：53-59.

[3] 王恒.“大运行”智能电网调度技术支持系统在电力系统中的应用与展望[J].中国高新技术企业，2014，01：137-138.

[4] 陈晓谨，姬源，沈冠全，高红均，魏震波，苟竞.地区电网智能调度支持系统架构设计[J].广东电力，2014，01：76-80.

[5] 刘润宇.县级供电公司建设智能调度运行管理信息系统探索[J].重庆电力高等专科学校学报，2011，02：64-67+82.