基于态势感知的电网自动智能调度架构及关键技术
2014年1月Power System Technology Jan.2014文章编号：1000-3673（2014）01-0033-07中图分类号：TM734文献标志码：A学科代码：470·40
基于态势感知的电网自动智能调度
架构及关键技术
杨胜春1，汤必强2，姚建国2，李峰2，於益军2，冯树海2
（1．华中科技大学电气与电子工程学院，湖北省武汉市430074；
2．中国电力科学研究院，江苏省南京市210003）
Architecture and Key Technologies for Situational Awareness Based
Automatic Intelligent Dispatching of Power Grid
YANG Shengchun1,TANG Biqiang2,YAO Jianguo2,LI Feng2,YU Yijun2,FENG Shuhai2
(1.School of Electrical&Electronic Engineering,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan430074,
Hubei Province,China;2.China Electric Power Research Institute,Nanjing210003,Jiangsu Province,China)
ABSTRACT:The construction and development of smart grids in China make higher demand of dispatching and operation of power grid,thus it is necessary to develop an intelligent dispatching supporting system conformable with smart grid.Based on existing technical achievements in the field of smart grid dispatching it is proposed to construct a situational awareness based architecture of automatic intelligent dispatching system to accurately master the development trend and process of power grid operating conditions.Firstly,the defects of traditional power grid dispatching are analyzed and the concepts of situational awareness and operating trajectory of power grid as well as the method to characterize them are presented;then the overall objectives of automatic intelligent dispatching are put forward, and the functions of automatic intelligent dispatching and the framework of its technical architecture,mainly including perception based forecasting,risk analysis,auxiliary decision-making and automatic control and so on,are given. On this basis,combining with technical status of power grids, eight key technologies to be broken through for the realization of automatic intelligent dispatching are pointed out.
KEY WORDS:automatic dispatching;intelligent dispatching; operating trajectory of power grid;situational awareness; power system
摘要：我国智能电网建设的发展对电网调度运行提出了更高要求，需要发展与之相适应的智能调度支撑体系。在智能电网调度领域已有技术成果的基础上，提出构建基于态势感知的自动智能调度体系架构，以期实现对电网运行状态发展趋势和过程的准确掌控。文中首先分析了传统电网调度的不
基金项目：国家电网公司科技项目。
Project Supported by Science and Technology of SGCC.足，介绍了电网态势感知及运行轨迹的概念及其表征方法，然后提出了自动智能调度的总体目标，给出了自动智能调度的功能和技术体系框架，主要包括感知预测、风险分析、辅助决策、自动控制等环节。在此基础上，结合电网调度领域的技术现状，指出了实现自动智能调度所需要重点突破的8个方面的关键技术。
关键词：自动调度；智能调度；电网运行轨迹；态势感知；电力系统
DOI：10.13335/j.1000-3673.pst.2014.01.006
0引言
我国智能电网的发展承载着能源资源优化配置、降低能耗和有效利用新能源、推动新兴产业技术进步的使命，已成为我国能源战略的重要组成部分[1-3]。作为智能电网建设的重要环节，智能调度是坚强智能输电网的神经中枢，是维系电力生产过程的基础，是保障智能电网运行和发展的重要手段。
随着“三华”特高压同步电网建设的稳步推进、可再生清洁能源的大规模开发、大型能源基地特高压直流输电项目的相继投运，电网的调度运行面临着更多、更复杂的挑战。一是电网运行一体化，电网控制复杂程度大幅提高。电网运行特性由区域模式转向总体模式，互联大电网的层级增多，电气联系增强，电网运行特性更加复杂。二是电网运行的不确定性因素显著增强。风光等新能源发电以及电动汽车等新型负荷的快速发展给电网引入了大量的不确定性因素。三是外部环境对电网影响增大。近年来自然灾害、恶劣气象、外力破坏频发，外部极端灾害对电网侵害越来越严重，如冰灾、台风、地震、雷电、洪水会造成大范围的群发性故障重影
响电网安全运行。
近年来，国内外在智能调度领域开展了大量的研究和实践工作[4-11]。享有“调度自动化之父”之称的Dyliacco博士提出“智能调度机器人”概念[4]，其目的是为了使运行规则能适应在线运行方式，实现精细化调度，提高电网的输送能力。美国电力科学研究院提出智能电网调度控制系统应具有自愈、交互、优化、预测、协同、集成、安全等特征[5]，具有代表性。美国PJM公司先后提出了先进控制中心(advanced control center，AC2)的构想和理想调度(perfect dispatch，PD)的概念[6]，侧重于电力市场环境下的计划滚动编制和实时有功控制。国内在智能调度领域的研究相比国外发达国家而言起步较晚，但是发展迅速。文献[10]提出了面向中国智能输电网的智能控制中心的概念，从信息基础、分析评估和控制决策等3个层次探讨中国智能控制中心的技术革新。文献[11]提出了智能广域机器人(smart wide area robot，Smart-WAR)的思想，以电力混成控制论为理论基础，目标是使电网具备“多指标自趋优运行能力”，其核心是事件驱动控制，即电网运行出现不满意状态时进行控制，使其恢复为满意状态。文献[12]提出了三维协调的新一代能量管理系统，该系统能够适应电网在空间、时间和目标3个维度上的特点进行多方面协调的综合预警和智能辅助决策。华东电网高级调度中心的建设[13]，为建立适应我国电网发展的智能调度体系进行了有益的探索。文献[14]提出以混成控制系统为核心，构建超级能量管理系统，并将超实时仿真引入紧急状态的判断和紧急控制策略的验证。文献[15]针对特高压交流试验示范工程调试试验和调度运行的需要，研究开发了特高压调度运行支持系统，为特高压调度运行提供了方便可靠的技术支持。文献[16]提出了综合性的大电网安全稳定分析、预警及控制方法，研发的系统在国家电网仿真中心的数字电力系统上已完成测试。文献[17-18]提出了面向智能调度的新一代高级应用软件的整体架构，以云计算的高级应用软件分析平台为支撑，通过调度业务支撑环节和集中式机器学习系统环节，实现高级应用软件由面向功能到面向调度生产业务的转变。国家电网公司开展了智能电网调度技术支持系统的研发建设工作[19]，该系统采用一体化平台、统一的数据模型[20-21]以及先进的可视化技术[22]，集成了实时监控与预警、调度计划、安全校核和调度管理4大类应用功能。目前，该系统已经成功应用于各级调度机构。这些研究和实践工作对推动智能电网建设的快速发展起到了至关重要的作用。
但是，现有调度系统仍以“经验型+分析型”为主，其自动化和智能化程度不高。主要原因是系统缺乏对电网运行状态发展变化情况的准确掌控。同时，系统各类分析应用软件提供的分析结果只侧重电网运行的某一方面，缺乏从全网整体运行态势上给出综合分析结果及决策建议，需要调度运行人员通过手动调阅各类分析结果，基于人工经验和离线策略判定操作控制策略。因此，随着电网规模快速扩大以及运行复杂性的不断提升，调度运行人员的工作压力随之加大，确保电网安全经济运行的难度也日益增大。本文在前人研究的基础上，从适应我国未来智能电网发展需求出发，提出了一种基于态势感知和电网运行轨迹的自动智能调度体系，以期实现对电网运行状态发展趋势的准确预判与发展过程的全面掌控，有效减轻调度运行人员的工作负担，提高复杂大电网调度控制水平。文中首先介绍自动智能调度的2大基础(态势感知技术和运行轨迹表征技术)，然后提出自动智能调度的总体目标和框架，结合电网调度领域的技术现状，指出实现自动智能调度所需要重点突破的关键技术，为后续研究工作的开展指明方向。
1自动智能调度的基础
未来我国将逐步建成“三华”特高压交流团状网架，区域电网联系更加紧密，间歇性可再生能源接入电网比重显著增加，负荷侧也将逐渐具备参与电网运行控制的能力，电网形态将呈现出新的特征和发展态势，对自动智能调度的需求日益迫切。自动智能调度在现有基础上不断提升调度的自动化和智能化水平，以电网安全为中心，兼顾电网经济要求，确保电网运行轨迹始终保持在安全边界范围之内的经济最优运行状态。态势感知技术和电网运行轨迹是支撑自动智能调度的2大重要基础。
1.1态势感知的内涵
态势感知(situational awareness，SA)是指在一定的时空范围内，认知、理解环境因素，并且对未来的发展趋势进行预测。态势感知技术已在航天、军事、核反应控制、空中交通监管以及医疗应急调度等领域被广泛研究应用[23]。
电网态势感知是掌握电网运行轨迹的重要技术手段，通过对广域时空范围内，对涉及电网运行变化的各类因素的采集、理解与预测，力求准确有效地掌握电网的安全态势，使得电网的安全管理从被动变为主动。调度员可以判断系统安全所处状态
的趋势，能在电网遭受扰动和故障之前，及时采取防御措施和安全策略。
电网态势感知过程分为态势要素采集、实时态势理解、未来态势预测3个阶段，分别解决“电网正在发生什么，为什么发生，将要发生什么”等问题。
1）态势要素采集或者觉察(Perception)：获取被感知对象中的重要线索或元素，这是态势感知中基础的一步。随着电网技术进步，态势要素采集范围得到不断扩展。目前能采集到的各类信息主要包括设备状态信息、电网稳态数据信息、电网动态数据信息、电网暂态故障信息、电网运行环境信息等。其结果为电网安全态势的理解与评估、预测做准备。
2）实时态势理解(Comprehension)：整合采集或者觉察到的数据和信息，进行态势评估，通过综合分析和判断形成对电网安全状态的综合评价。
3）未来态势预测(Projection)：基于对态势信息的感知、理解评估的结果，对电网态势的发展变化规律进行总结和推理，进而预测未来态势的发展变化趋势，这是态势感知中最高层次的要求。
预测的结果将提交给决策执行环节，对电网进行闭环控制。基于电网态势感知的自动智能调度的闭环控制过程如图1所示。
图1电网态势感知的闭环控制过程
Fig.1The closed-loop control process of
power grid with situational awareness
1.2电网运行轨迹的概念及指标体系
对电网运行轨迹进行准确表征是实现自动智能调度的基本前提。电网运行轨迹实际上就是态势感知的输出结果。有别于常规的功角、电压曲线等单一物理量的变化曲线，电网运行轨迹是一个更加宏观、抽象的概念，可以形象地解释为一段时间内电网运行点的时序图，描绘了历史、当前、未来时间构成的连续时间段内电网运行状态变化过程。
用单一实际物理量来完全表征电网运行轨迹几乎是不可能的，而指标体系是一种表征电网运行轨迹的有效方法。即从庞大的电网运行轨迹信息中提取对电网运行具有意义的关键知识，作为运行轨迹的表征量，建立全维度多层次的电网运行轨迹指标体系。指标体系的建立方法及过程如图2所示。
图2运行轨迹指标体系建立过程示意图
Fig.2The index system schematic diagram of
power grid operating trajectory
该指标体系综合考虑电网运行的安全性、脆弱性、风险性以及经济性等方面，反映电网运行状态变化过程及发展趋势。整个指标体系不是将各种指标进行简单的罗列，而是需要深入挖掘指标间的关联度、量化下层指标对上次指标的贡献度。指标体系包括基础指标、分类指标和总体指标3个层次，总体指标由各分类指标信息聚合而成，各分类指标由基础指标信息聚合而成。分类指标反映了某一具体视角上的电网运行轨迹，而总体指标则描述了电网全局视角上的电网运行轨迹。
2自动智能调度的总体目标与框架
2.1总体目标
自动智能调度的总体目标为，以态势感知为手段，以全面表征电网运行轨迹的指标体系为基础，综合利用电力信息物理融合技术、广域量测技术、数值预测技术、电网分析控制技术等，进行多领域信息融合、海量数据挖掘、电网态势预测，准确获得完整的电网运行轨迹信息，实时提取电网运行演变特征，进行计及电网不确定因素的在线风险评估与预警，据此对电网进行及时校正和超前控制，从而实现“正常运行状态下自动巡航，异常运行状态下自动导航”的电力系统自动智能调度。
2.2自动智能调度总体框架
自动智能调度通过对电网运行轨迹指标体系的在线快速计算，实现对电网运行状态的全景感知、准确预测和风险分析。自动智能调度的总体框架思路如图3所示。首先需要判断是否有大扰动发生，如有，进入电网紧急控制。如没有，总体来说，可以将其分为2种状态，一种是当电网运行状态处在正常范围内，通过自动协调优化控制手段，实现
图3自动智能调度整体框架思路示意图
Fig.3The general framework of automatic intelligent dispatching
电网正常状态的“自动巡航”；另一种是处于非正常状态，则根据轨迹指标信息，自动给出综合决策建议，辅助调度运行人员对电网运行轨迹进行手动修正，实现电网异常状态的“自动导航”。不论是哪种状态，均通过操作控制作用于实际电网从而完成电网调整，构成一个闭环过程。
自动智能调度的核心是电网运行轨迹的态势感知，也就是图3正中间(虚线框)的部分。主要由数据综合处理与知识挖掘、电网运行感知预测、电网运行轨迹风险分析和电网运行轨迹综合预警4个部分组成。不仅要判断当前的电网状态(即“我在哪儿”)，还要掌握电网运行的边界(即“我还能走多远”)。电网运行轨迹指标体系模型将贯穿态势感知全过程。
3自动智能调度的主要功能
自动智能调度是对现有调度技术体系的继承和发展。主要包括感知预测、风险分析、辅助决策、自动控制4个主要环节和调度软件后评估、运行轨迹指标计算、人机交互3项支撑功能。其功能架构图如图4所示，同时也表示了各个环节和功能之间的数据交互信息和先后次序。
1）感知预测：主要是实现对电网运行态势的全景感知与预测，并为电网运行轨迹状态类指标计算提供数据源。本节的基础是对多领域海量信息的综合处理与挖掘。同时，需要建立外部因素与设备故障的关联模型，改进电网状态估计算法，提升新能源发电和负荷预测的精度等。
2）风险分析：实现对电网运行风险的准确掌控，并为电网运行轨迹趋势类指标计算提供数据源。包括高风险多重故障集的自动生成、电网运行轨迹演变分析、基于轨迹预测的在线风险评估等部分，为后续辅助决策和自动控制提供电网运行风险及预警信息。
3）辅助决策：主要目标是实现“异常运行状态下自动导航”。在电网设备发生故障等异常情况下，自动给出故障诊断信息与恢复策略；在自动控制手段不能消除异常状态或潜在风险时，主动给出操作建议，辅助调度运行人员决策控制。
4）自动控制：在现有自动发电控制、自动电压控制、电网稳定实时紧急控制等闭环控制手段的
图4自动智能调度功能框架体系示意图
Fig.4The functional schematic diagram of automatic intelligent dispatching
基础上，结合电网运行轨迹指标信息，加强有功与无功的协调控制、多时间尺度在线优化调度控制、主网与配网的协调控制等，以实现“正常状态下的自动巡航”。
5）运行轨迹指标计算：在感知预测与风险分析2个环节中均需对电网运行轨迹进行实时计算，其指标信息将提供给辅助决策和自动控制环节。
6）人机交互：采用先进的人机交互手段，以电网运行轨迹指标动态展示为核心，结合调度业务流程，在动态可视化等技术的辅助下，实现监控画面的“自动导航”，显著改善调度人员的操作体验。
7）调度软件后评估：通过对调度系统各软件模块功能进行在线后评估，进行滚动改进完善，提升系统整体性能。
4自动智能调度关键技术
为了实现自动智能调度的上述功能，需要突破的关键技术包括：电网运行轨迹指标体系构建技术，基于海量信息知识挖掘的电网运行轨迹辨识技术，计及不确定性因素的电网运行轨迹预测技术，基于风险的在线评估与预警技术，电网运行智能辅助决策技术，电网运行自动协调控制技术，在线调度软件后评估技术，基于自然模式的人机交互技术等。这些也是自动智能调度的下一步研究方向。4.1电网运行轨迹指标体系构建技术
电网运行轨迹指标体系的构建要经过指标的筛选和聚合。指标的筛选过程中需要对现有各种电网运行指标从不同方面进行度量，如独立性、可测量性、重要性、可区分性等，然后综合选择。指标的聚合需要采用合理的数据挖掘技术，发现子类指标关联关系，选择合适的子类指标进行聚合，形成父类综合指标。父类综合指标的量化值需要由子类指标的量化值聚合而来，如何将多个具有不同量纲子类指标进行数量上的归一化，如何确定子类指标在综合指标的贡献度，采用何种方式计算指标的权重，都值得深入研究。另外，需要基于指标体系，制定合适的电网运行状态等级判定准则。该准则不仅能够确定电网当前所处状态，还能定量地描述状态域空间的位置。
4.2基于海量信息知识挖掘的电网运行轨迹辨识技术
电网自动智能调度要求及时准确地掌握电网运行态势，而电网运行态势除了与自身设备运行状态相关外，还受到外部各种环境因素的影响。需要充分利用所能采集到的各种海量信息，进行知识挖掘，提升对电网运行轨迹感知能力。
1）电网外部环境因素建模方法。影响电网安全稳定运行的外部环境因素众多，例如气象、水文、公共事件等。而各类外部环境因素对电网的影响模式和程度各不相同，需要综合考虑地理位置和时间等属性，实现外部环境要素与电力设备数据的有机融合，对数据形式进行抽象、归纳，形成可供电网分析应用的规范化外部环境要素模型。
2）多领域数据综合处理与知识挖掘技术。对实时SCADA数据、动态PMU数据、计划数据、告警数据、设备监控数据等结构化数据和调度日志、视频监控数据、外部环境数据等非结构化数据进行统一抓取和整理，深入挖掘其内在隐含知识，实现对电力供给、需求变化、电网结构、拓扑变化、潮流转移、外部环境影响等电网态势的准确感知。
3）大电网理想状态估计算法。经典最小二乘算法缺乏抗差能力，且实际电网中量测误差分布往往与正态分布相距甚远，从而导致最小二乘法失去其优良特性。更为严重的是，由于估计算法不具备抗扰性，单个大误差点就可能导致估计结果面目全非。为此需要研究新的理想状态估计算法，实现拓扑结构及参数的准确辨识、状态估计抗差能力的提升及计算速度的大幅提高。
4）状态估计新考核指标体系。现有状态估计考核评估指标主要包括遥测估计合格率、电压残差平均值、状态估计月可用率等。这些考核指标并不能全面合理地对状态估计结果进行评估，导致后续分析及仿真决策软件缺乏准确的模型和断面基础，影响了这些软件的实用性，甚至可能导致某些辅助决策措施错误，给电网安全稳定运行带来了较大隐患。因此需要研究计及各应用对象以及目标的状态估计新评价考核方法，从电网模型完备性、电网参数准确性、遥信以及遥测的准确性等方面出发，研究状态估计新考核指标体系。
4.3计及不确定性因素的电网运行轨迹预测技术
现有基于确定性的分析方法难以应对未来间歇式的可再生能源高渗透率接入电网以及随机的需求侧响应给电网运行带来的大量的不确定性。需要研究计及不确定性因素的电网运行轨迹预测技术，充分考虑新能源出力、互动用电等各种不确定性因素的影响，基于概率的方法预测并模拟未来电网运行轨迹的发展，告诉调度人员电网变化及故障的概率分布特征，以灵活应对未来电网运行状态的变化。重点需要研究高精度可再生能源发电功率预测技术、计及需求响应的母线负荷预测技术和计及随机性和不确定性的概率分析方法。
4.4基于风险的在线评估与预警技术
计及电网设备概率模型的电网分析方法常规
上采用蒙特卡罗模拟法，需要根据随机变量概率特性进行大量抽样，计算量巨大，无法满足在线应用的时间要求。因此，需要研究通过构建设备停运概率模型，自动生成高风险度的故障集。结合预测数据，以及继电保护动作的时序特征，构建最可能发生的具有时序特征的相继故障演变模型，以获取电网运行轨迹潜在演变的各类趋势，并针对这些趋势进行在线风险评估，发现潜在危险，及时预警。4.5电网运行智能辅助决策技术
主要考虑决策结果的有效性和可操作性，并且在分析决策过程中，充分考虑电网运行安全性与经济性的动态平衡。重点研究故障自动诊断恢复、输电线路在线动态增容、电网在线优化重构等技术。
1）故障自动诊断与恢复技术。现有调度侧故障诊断软件已能够对简单输电设备故障进行准确定位及诊断，但是对较复杂的多重或连锁故障的诊断能力仍显不足。有必要深入研究电网故障快速辨识方法，充分利用各类告警信息，结合态势感知结果和预想事故分析结果，实现对复杂故障快速准确的分析诊断。在故障恢复上，重点研究实用的最优恢复供电路径搜索技术。
2）输电线路在线动态增容技术。在经济发达、人口密集的地区，由于电网建设密度已经很大，能够用于进行新建线路的输电走廊资源非常有限，且社会环保意识的增强使得线路走廊扩充日益困难。输电线路在线动态增容技术可以在出现或者即将出现阻塞的线路或者输电断面上进行动态增容，合理提升输电断面热稳定限值，有效挖掘线路的输电潜力，提高电网运营的精益化水平。
3）电网在线优化重构技术。通过改变电网网架拓扑结构，在不增加投资的情况下提高系统运行可靠性、降低短路电流、优化系统潮流[24]、释放发电能力、减少用户停电损失。
4.6电网运行自动协调控制技术
适应电网统一调度、分级管理的需要，自动智能调度总体上采用分散自治、集中协调的模式，以电网运行轨迹指标及状态等级信息为指导，充分利用各种控制资源，实现大电网运行的各层级自动协调控制。
1）有功/无功协调控制技术。研究考虑特高压电网的多级协调自动电压控制技术和基于广义联络线的多级自动发电控制的广域协调控制技术。研究电网有功频率和无功电压的在线协调控制策略。
2）基于运行轨迹的多时间尺度在线调度优化控制技术。研究在线调度时空协调机理，构建在线调度时空协调优化模型，实现多时间尺度的调度计划滚动优化和基于风险安排的阻塞调度。
3）主配网协调控制决策技术。未来光伏、微网、储能等分布式电源，电动汽车、需求侧等柔性负荷都将成为配电网的重要组成部分，这些分布式电源和柔性负荷同时也可以作为调节资源参与电网的频率/电压的调整。通过研究主配网的协调控制策略，实现集中控制与分布式控制的协调优化。4.7在线调度软件后评估技术
针对不同应用需求，从影响电网分析结果可用性的关键因素出发，研究能够反映电网分析结果准确性和合理性的评价指标及其量化方法。在评价指标的基础上依据SMART准则(S=Specific、M=Measurable、A=Attainable、R=Relevant、T=Trackable)构建电网分析后评估指标体系架构，提出在线分析软件的评估方法，实现对调度系统中各类软件的准确性评价。根据评估结果，对影响各软件结果准确性和合理性的因素提出改进措施，反馈修正，提高各分析计算软件的结果可信度。
4.8基于自然模式的人机交互技术
电网运行信息的自动交互是自动智能调度的“自动”特征的重要体现；对普适环境的自动感知并通过自然交互手段将信息传送给调度运行人员的人机交互技术是“智能”特征的重要体现。通过建立使用人员与运行数据的内在逻辑联系，结合动态可视化技术手段，引导和帮助调度人员主动、快速、全面、准确的掌握当前电网状态、可能的发展趋势及可行的应对策略，从而实现对电网运行的“自动导航”。
1）电网调度信息定制服务技术。根据调度人员的岗位职责、管辖范围、工作流程的不同，对各类信息进行深入挖掘、分类筛选抽取、以及自动聚合，形成面对不同对象的不同层次、不同类型的信息(知识)集合(信息库)，并根据个性化的信息视图需要，以合适的方式主动推送或者展示给需要知道该信息的人员。
2）图形自动导航技术。采用机器学习技术，实现调度员画面操作的记忆功能，分析调度员操作使用习惯，根据调度员的画面操作以及电网各类数据的内部相关性，分析调度员下一步可能的查看需求，自动给出相应的画面切换提示，引导调度员快速定位到目标画面。在事故发生时，自动展示事故相关信息(事故设备、故障简报、辅助决策信息等)，自动屏蔽次要或者无关信息，辅助调度人员迅速决策，有效防止事故的进一步扩大。
3）基于用户体验的双向人机交互技术。虚拟现实技术和数据手套、头盔显示器等设备的出现，丰富了信息获取和展示方式。通过构建双向人机交
互模式，利用基于自然的普适性交互技术将信息进行全景可视化展示，形成一个逼真的环境，使得调度运行人员可直接置身于电网运行空间中使用各种手段与系统进行自然交互，达到足不出户就能看到虚拟现场情况的效果，实现电网监控的全景化。5结语
随着我国坚强智能电网建设的深入发展，未来电网呈现出新的形态和特征，电网调度运行面临重大挑战，现有调度技术支撑手段需要全面升级。本文在智能电网调度技术已有成果基础上，提出构建基于态势感知和电网运行轨迹的自动智能调度，并给出了其总体目标，功能和技术体系架构，在此基础上分析了实现自动智能调度需要重点研究的关键技术。
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收稿日期：2013-06-27。
作者简介：
杨胜春(1973)，男，硕士，研究员级高级工程师，
研究方向为电力系统分析与控制、电网调度自动化、
需求响应，E-mail：yangshengchun@https://www.360docs.net/doc/9311493577.html,；
汤必强(1979)，男，硕士，高级工程师，研究方
向为智能电网调度、电力系统仿真等，E-mail：
tangbiqiang@https://www.360docs.net/doc/9311493577.html,；
杨胜春
姚建国(1963)，男，硕士，研究员级高级工程师，研究方向为电力系统运行与控制、电网调度自动化、智能电网，E-mail：yaojianguo@ https://www.360docs.net/doc/9311493577.html,。
（责任编辑王晔）
电网调度自动化的智能电网技术研究
电网调度自动化的智能电网技术研究 最近几年，电力行业的发展极大的促进了我国社会经济的发展。当下，电力调度问题极为关键。就我国目前情况来看，对于电力调度自动化的推广及使用过程中依然存在不少问题，制约着电力行业的发展。随着信息时代的来临，智能电网得到了大力建设，将智能电网技术科学、合理的应用在电力调度自动化工作中，能够取得意想不到的效果。基于此，本文展开了讨论，以供参考。 标签：电力调度;自动化;智能电网技术 引言 近些年，各国家的资源存量不断减少，随之自然环境的承载能力也随之下降，环境已成为制约各国经济发展的重要因素。对此，各国家想要得以可持续的发展，就需要加强对“能源节约、损耗降低、排放减少”可持续发展机制的建立。应用信息技术对现有能源利用体系的改造，能最大限度的提升“投入与产出”比例，以最少的能源与最小的污染代价创造出更多的价值，这正是智能电网调度产生的理念源泉。智能电网的诞生与发展所产生的影响，将会波及到电力网络覆盖的各部门中，所以，电力调度通信的智能化作为电网运行的主要生产单位，所具有的作用是十分关键的，是智能电网正常运行的重要前提。 1智能电网调度自动化概述 智能电网调度自动化，是将自动化技术、智能技术综合起来，实现电网调度测量和监控数字化、自动化和集成化，再利用计算机网络技术，运行电网调度系统。根据文献资料，电网调度自动化的特征如下：1）可以采集和检测元件，检查电网运行中的故障发生;2）检测内部元件运行状态，达到经济指标要求后，可以及时向相关人员反馈调度信息并提供依据;3）保证电网的安全运行，避免意外带来的经济损失，并能优化供电;4）能大大提升工作效率，减少工作人员的失误操作，降低电力故障时间发生几率，增加设备使用期限，智能电网调度自动化技术的应用，能够减少值班人员工作量，提高效率，减少手动操作失误概率。我国用电量是个庞大的数据，电网的智能化，对于提高生产值，加快经济发展，增加系统安全性可靠性起重要作用。这一技术也契合“节能低碳”的发展目标。 2智能电网调度自动化技术的功能 2.1实时信息采集 实时信息采集功能，是应用广义测量技术，对电网中各节点的功率、相位、电压等信息进行实时采集，同时还能采集电网设备的运行数据。通过智能电网调度的自动化技术，可以高效分析电网运行状态下的海量数据，并能让技术人员对数据进行深度分析，达到稳定运行的目的。
电网调度自动化系统
电网调度自动化系统 1.电网调度自动化系统的规划* 第一章引言* 第二章需求分析* .1 现状与需求* .2 设计原则* .3 规划目标及依据* .4 设计内容* 第三章主干网架构* .1 电力通信特点* .2 通道方案设计* 第四章主站系统* .1 调度自动化主站系统的规划* .2 变电所端的规划* .3 调度自动化系统计划费用* 附录1．选择县级调度自动化主站系统需要考虑的问题* 附录2．交流采样RTU与直流采样RTU性能的比较* 电网调度自动化系统的规划 引言 近几年，无人值班变电所在国内取得了成功的经验，对提高供电企 业的劳动生产率，按现代企业的要求实现科学管理；对提高电网和
变电所的安全运行水平；对降低变电所的建设成本，都有直接的经济效益和社会效益，是现代化电网建设的重要组成部分，也是调度管理的发展方向。根据省局和国调中心的有关文件精神，县级调度自动化工作应把变电所无人值班建设放在重要的位置。 电力部（原能源部）对县级调度自动化工作非常重视，曾先后几次发文对县调自动化的技术规范做了规定和要求（请参阅部颁有关文件）；在当时，这些技术规范是先进的、科学的，但是随着科学技术的迅猛发展，尤其是计算机及网络技术、软件技术和通讯技术近几年取得的突破性进展，供电企业计算机信息管理和生产自动化管理的观念已有革命性的变化，原有的技术规范已暴露出其明显的不合理性和局限性。 建立供电企业计算机管理网络已是大势所趋，硬件条件也已基本形成。用电管理系统、生产管理系统、人事管理系统、财务系统等已在许多县级供电局投入使用，MIS系统和EMS系统等也已提上议事日程，并已有成熟的产品出现。那么，如何看待和处理各计算机子系统尤其是调度自动化系统与企业管理网之间的关系，作出一个全面、完整、科学的规划和设计，是摆在我们面前的一个新课题。 从某种意义上说，调度自动化系统是企业管理网的基础，起着核心重要的作用。因为调度自动化系统所采集的数据是供电企业生产和用电管理的基础数据；建立一个通信网络，周期长、耗资巨大，不可能重复建设，所以为调度自动化系统所建立的通信网必将是企业计算机管理网的通信骨干网。我们必须全面、整体地考虑这些问题，利用最新科学技术，制定最佳方案，在不增加很大投资的前提下，充分发挥调度自动化系统的功能，并且为逐步实现一个性能完善、功能强大的企业管理网提供技术上的保证。 在调度自动化系统向实用化迈进的过程中，新生事物不断出现，MIS 系统和EMS系统又成了人们议论的话题，如何看待和处理SCADA 系统与MIS系统、EMS系统之间的关系，成为人们关注的焦点。这不仅对原已通过实用化验收的调度自动化系统提出了一个挑战，同时对那些正在考虑建设调度自动化系统的单位提供了一个机遇，也就是说，他们可以充分考虑MIS系统、EMS系统对调度自动化系统及通道的要求，在系统规划、通道规划、功能配置上可以更全面，起点更高，从而少走弯路，加速发展。 本规划设计方案全面分析了县级调度自动化系统在企业计算机管理网中的地位和作用，充分考虑了MIS系统、EMS系统等对调度自动化系统极其通道的要求和影响，系统规划设计在调度自动化系统功能一步到位的基础上，力求将整个电力企业的计算机都纳入整个企业网中，实现统一规划、分块工作、异地互联、整体管理，并为将来的应用扩展和系统的升级预留接口。
浅论智能电网调度系统现状与技术展望
浅论智能电网调度系统现状与技术展望 发表时间：2016-08-12T15:05:53.260Z 来源：《基层建设》2016年11期作者：张浩 [导读] 随着我国经济的快速的发展，科技行业的得到了快速的发展。 国网江苏省电力公司 210024 摘要：随着我国经济的快速的发展，科技行业的得到了快速的发展，先进的技术也渐渐的加入到电网的建设中，智能化渐渐成为了电网发展的目标，在世界的许多的国家已经把智能电网作为国家发展的标志。在智能电网的的建设中，智能调度显得尤为重要，文章介绍了电网智能调度技术的研究现状，并为其未来的发展趋势提出了展望。 关键词：智能电网；调度；调度技术 引言：近些年，随着全球经济的快速发展，电网逐步实现现代化的建设。结合我国经济的体系和国情，不断的完善电网智能化的建设，对我国的电网不断的创新，建立各级电网的协调发展，坚持以智能电网的发展为目标。智能电网调度系统对智能电网的建设尤为重要，所以我们要格外注意智能电网调度系统的建设，为我国的供电系统提供更好的服务。 一、电网调度自动化系统的结构和功能 国民经济基础设施有很多，电网是其中最重要的一种。它具有协调国民经济的发展、保证能源优化利用和保障生产安全等重要职责。电网调度自动化系统主要分为四个系统，即信息的采集以及命令执行子系统、信息传输子系统、信息的收集以及处理控制子系统、人机联系子系统，每一个子系统都在实际的操作和应用当中扮演着非常重要的角色。电网调度自动化系统的主要功能：第一，是变电站的自动化，针对变电站的相关运行工作特点，实现对变电站的综合控制，完成相关数据的远距离传输以及遥测；第二，是配电网管理，通过对变电以及配电用电等进行监控，达到控制和管理的效果。 二、我国电网调度自动化系统现状 1、随着计算机技术的快速发展，我国电网的调度系统逐步实现自动化，从最简单的远程遥控，到现在的高度智能化系统，我国的电网调度系统实现的质的飞跃，现在的高科技设备比以往更加安全可好，稳定性也大大的提高，许多电力企业都升级了相应的设备和技术。 2、为了与国际的电网调度自动化技术接轨，我国从七十年代就开始加强了专业人才的储备工作。如今经过这么多年的发展，我们国家已经培养了大批的专业人才，并开发了一批自主产权的高科技产品，并在我国电网调度中得到了大量的应用，且效果都非常好，逐渐赶上国外许多先进的技术水平，在国际上形成了良好的竞争力。 3、计算机技术的快速发展，给电网的自动化建设带来了很大的基础保障，电网调度自动化系统越来越得到广泛的应用，这样可以使得我国电网系统的运行实现更加规范化、科学化的管理，更加方便了我国电网各级的调度人员对电网运行数据的收集、分析工作，对出现的问题可以及时的向上级反映，按时上报。 三、电网调度自动化系统的发展趋势 对电网调度自动化系统的未来发展趋势进行分析和探讨，掌握好未来电网的发展趋势，建立明确的发展目标，为我国电网的建设做出应有的贡献，使得我国的人们有更好的用电体验，提高我国在国际上的地位。 1、集成化 集成化是为了电网系统发展的方向，随着互联网的不断发展，通过各平台系统数据的不断的相互共享，使得系统与系统之间达成统一，优化平台和应用功能，从而完善更好的服务体系。同时与现代各种先进的技术相结合，使得系统的使用更加的快捷、准确对各大电网的数据和信息进行利用和处理，让整个电网调度系统的功能效果更加出色。 2、数字化 数字化是数字计算机的基础：若没有数字化技术，就没有当今的计算机，因为数字计算机的一切运算和功能都是用数字来完成的。数字化技术在我们日常的应用十分广泛，且包含着许多方面的内容。首先电网的测量信息、控制信息以及管理信息等，通过最开始的模拟的信号转换成完美的数字信号，此可称之为信息数字化；通过依靠信息化为主体，今昔数据的集成化处理以及采集和监控；其次，是通信数字化，指的是数字化的变电站以及调度自动化主站，实现更加通畅、快速、安全的网络环境，保证数据的实时准确传输；最后，是管理的数字化，主要包括有设备的生产、运行等，来更好的实现电网规划、设计、运行以及维护等多个环节的全程信息化。实现数字化的根本在于对电网调度过程中所涉及到的全部数据信息进行量化统计与处理，将调度管理的对象演变成为数字量模式。 3、网格化 网格化的建设可以让电网调度系统的资源进行有效的协调和共享，网格化是一种在无力网络互连基础上的应用和功能意义上的系统级联网。利用网格化的技术，可以对电力系统的每个时刻的变化进行很好的监控和预测，建立相应的数据系统，通过计算和储存将资源进行共享。在这信息化的时代，这样可以使得信息得到很好的利用，让电网调度系统的运行更加的流畅，使得我国电网更加的稳定。 4、智能化 智能化是未来电网发展的一大趋势，所以也是电网调度系统的发展趋势，智能化的技术可以让电网更好的运行。智能化技术可以及时的有效的对电力系统的信息进行收集，对电网的运行做到实时的监控和控制，做到动态的预警工作。当电网在运行是出现问题时，智能化的技术可以进行数据的分析和调整，及时的避免会出现的问题，如一些无法处理的紧急的事故，智能化技术还可以将电网紧急关闭，从而保障整个电网系统的安全。在日常的运行中，智能化技术还可以对电网进行优化处理，保障电网的更加长久的运行，保证人们的用电安全。 5、市场化 在当今社会，市场化带来的影响越来越大，未来电网调度系统与电力市场化的运用管理的结合会更加的紧密。市场化决定的人们的用电需求，人们的用电需求则决定着电网的发展方向。同时市场是一个大的环境，不同的市场里存在着不同的电力需求，这就需要我们的电网调度系统更加的市场化多元化。市场的不稳定因素对电网的影响也巨大，这就要求我们去主动的分析市场，预测市场的风险，优化电网
浅议智能电网中电网调度技术的应用
浅议智能电网中电网调度技术的应用 摘要：我国近年来经济发展十分迅速，人民的生活水平也逐步提高，这在很大 程度上提升了对用电量和供电质量的需求。但是在传统的电网中，存在着很多缺陷，导致实际的供电稳定性和安全性不能得到保障，并需要花费大量的人力和物 力资源进行维护。智能电网的出现很好的弥补了传统电网的缺陷，可以利用新能 源和新技术提高电网运行的稳定性，并保证电能分配的合理性。因此，在智能电 网中应用电网调度技术是十分有必要的。 关键词：智能电网；电网调度技术；应用 一、电网调度技术的主要内容及必要性 电网中的电网调度技术是指在电网调度过程中采取技术手段进行调控调度， 在此工作中要保证电力安全可靠，调度过程有序，电力传输过程可控。电网调度 的主要作用就是保证整个电网的安全可靠，在出现故障时也能及时控制，所以电 网调度在电网工程建设中的作用十分重要。智能电网调度工作就是在电网的运作 过程中运用传感设备、测量设备来完成数据的采集、分析和处理。调控电网运行 的指标有电流、电压、频率等，智能调度要收集各个指标信息进行分析，对于存 在异常的指标要及时发出警报并按照设定的程序进行初步调控。调度工作人员在 收到预警信息后作出分析，通过自动智能系统进行故障排除，以确保电网的安全 运行。 在电网中，配电用电与发电要达到平衡状态，实现对发电系统、电气设备和 配电站变电站的监控，都需要智能电网的调度技术。电网也要在变化的自然环境 中保持稳定性和安全性也需要调度技术的作用。调度系统能够实现远程的监管控制，并能对用电需要进行智能决策。调度系统能够保障调度倒闸指令的准确无误，来实现电网设备的调度。为了能够形象的反映出配电网络，电网调度系统与GPS 平台相结合，当电网出现故障后，GPS的跟踪功能可以快速找到故障具体方位， 从而使得电网系统更加安全稳定。 为了快速查找故障位置，智能电网调度技术要具备一下以下功能：在线分析 功能，故障发生时能对故障有着系统的分析。计算功能，对故障进行负荷计算和 网损计算等。智能通信功能，第一时间将故障发生的信号发送给工作人员。云计 算功能是目前最先进的计算功能，可以更快实现对信息的分析共享。综上所述， 智能电网调度要具备通讯智能、控制自动化、操作便捷，经济节约的特点。 二、智能电网中电网调度技术应用 2.1实现设备一体化控制 设备运行状态直接关系到智能电网中的电网调度工作开展，设备运行中受多 方面因素影响，导致设备出现故障。设备故障后，将影响电网调度工作开展，威 胁电网运行稳定。电网调度技术应用可解决这一问题，在电网调度技术支持下， 可对设备实现一体化控制，将智能设备纳入统一管理体系，对其运行状态实时监督，及时发现设备运行隐患。电网调度技术可实现对设备故障自动检测，提前预警，避免故障发生后，威胁电网稳定运行，确保电能分配合理，提高电网调度工 作效率及质量。 2.2应用服务 从宏观层面上看，智能电网规划工作还需要继续优化，这是因为当今电网集
智能电网调度一体化设计分析
智能电网调度一体化设计分析 摘要在我国的科学技术飞速发展的今天，智能电网已经成为目前世界电力工业发展的一种必然趋势。只能电网的应用优势来源是多方面的，它可以使电网在传输过程中的电力资源的使用效率得到显著的提高，还可以提高电网运行过程中的安全稳定性以及供电过程中的可靠性。在智能电网普及的今天，智能电网的电力调度部门智能变革是促进这一工程成功运行和实现的一项关键性因素。 关键词智能电网调度；数据库；一体化；动态数据；功能 1 引言 二十一世纪后，能源的消耗已经演变成了一项备受世界关注的热点问题。节约能源、降低能源消耗、降低二氧化碳排放量等一系列指标也相继提出，建立一个环境节约型和能源友好型的可持续发展的社会主义社会成为了整个世界都十分关注的焦点性话题。本篇文章是在笔者的亲身实践工作经验的基础上，在目前国家电网已经提出了的技术支持系统框架中，再度提出调度现有的智能国家电网系统实现智能调度技术框架的功能目标。 2 电网调度功能 现如今，我国的能源资源利用的现状是，资源有限甚至很多地区都出现了资源十分紧张的状况。目前，在我国国内，以现有的可再生资源能源以及最新研发获得的绿色能源已经开始逐步地替代化石能源、天然气能源和煤炭能源等不可再生的重要资源。在我国的能源领域建立起一个全新的资源能源使用体系并不断地将此进行完善，并且在发展过程中紧跟时代发展的脚步，以信息技术彻底改造现有的能源利用体系。现如今，智能电网一词虽然已经在全国各地的范围内掀起了一个热浪，但是不可否认的是，世界上对于智能电网并没有给出一个相对来说较为明确的概念。一个国家内部的电网公司应该本着对社会高度负责的历史使命感和责任感，积极地参与国家电网工作，推动电网技术的创新与发展，推动能源开发和利用方式的变革。 电力这种能源本身具备着独特的特点，它的特点在很大程度上决定了电能必须应该要时刻保持着平衡的特性，简单的来说，就是指国家电网部门在发电和用电传输的过程应该处于一种平衡的状态。因此，国家电网作为电网中一项非常安全稳定的一项电力生产单位，国家的各省份各部门应该要做到各个国家电网时时刻刻准备着获得相关区域电网在实际工作运行过程中的真实数据并且根据各区域所提供的不同数据进行合理的电网运行方式安排以及在国家电网运行过程中可能出现的一系列电力事故处理，这样一来，便可以在很大程度上确保各区域国家电网运行过程的安全性和稳定性。 我国的国家电网系统从开始产生发展至今，一直沿用着传统电网中的SCADA/EMS系统，并将该系统作为我国国家电力调度过程当中最为核心的一项
智能电网调度运行面临的关键技术研究
智能电网调度运行面临的关键技术研究 发表时间：2019-08-13T09:21:01.623Z 来源：《中国建筑知识仓库》2019年02期作者：杨国钦 [导读] 作为电力系统中的核心部分，智能电网调度不仅承担着维护电力正常运行的重要职责，更肩负着电力系统安全、稳定运行的重要任务。也正因为如此，确保智能电网调度的顺利进行具有十分重要的现实意义。尤其是时下在智能电网调度运行中，往往面临着安全性与精确性无法保证这个重大难题。所以，笔者基于构建坚强智能电网的背景下，就智能电网的概念、必要性及其意义展开探讨，并提出了智能电网运行过程中的关键技术，以期为进一步提高智能 1智能电网的概念 作为电网发展中最先进的电网形式，智能电网主要是基于原有电网，通过一体化和高速双向通信网络技术，使电网的使用这个过程更倾向于自动化，高效。可以说，智能电网是电力自动控制和监控输电网络的一种电力运行状态，保证了整个电网的运行平稳发挥至关重要的作用。目前，智能电网先进传感技术的发展，精准的测量技术，完善的控制技术和敏感的传感技术是智能电网最重要的技术。为了实现综合电网容量，其最重要的表现方式是进一步提高输变电效率和质量，减少传输过程中可能会导致能量损失，加强电源质量精度的控制，使整个电源在传输过程中更加安全高效。正是由于这个原因，使得智能电网得到了更广泛的应用。 2发展智能电网的必要性与意义 伴随着现代化信息技术的快速发展以及自动化技术水平的不断提高，也就决定了关系着民生之本的电力行业，其今后发展的技术方向自然要向着信息化技术与自动化技术方面不断地靠拢。尤其是随着社会的进步和发展，人们对电能的需求量与日俱增，发电环节又是温室气体排放较大的行业，所以对其进行必要的技术改革就成为社会发展的重中之重，而发展智能电网则成为必要前提。可以说，现如今发展并研究智能电网的重要意义，可以具体体现在以下几点：第一，能够优化资源配置，使得清洁能源得到合理全面的利用；第二，能够提高能源利用效率，节约能源，并有效降低污染气体排放量；第三，能够提高用户对电能质量和用电安全性的需求。 3在智能电网调度运行当中所包含的关键技术 3.1在智能电网调度运行中控制技术的运用 控制技术是确保智能电网调度顺利运行的重要技术之一。然而，在智能电网的实际调度运行过程中，在控制技术的使用与发展上往往存在着一定的不足，主要体现在在电网运行过程中会出现无法全面获取控制点信息以及控制的灵敏性不足，即在进行调控过程中某一控制点出现异常情况，此时将无法进行有效的控制以及无法按照预定的指令进行调整，从而使得问题进一步发展，扩大了影响范围。因此，针对控制技术所存在的这一问题，要想有效给予解决，就必须要随时对智能电网系统进行检查，进而有效的预防隐性问题的进一步扩大而影响到整体的控制质量。同时，还要对其进行技术优化，也就是说在原有的控制技术基础上，针对具体的隐患展开研究，促进控制技术的完善、发展。 3.2电网实时动态监测技术分析 电网实施动态监测技术是随着科技的发展产生的全新技术，主要包括电网实施动态监测系统以及同步相量测量装置两部分。电网实时动态监测系统主要用于控制以及管理同步相量测量装置的工作情况，同时对于动态数据进行收集、管理、存储以及分析决策，并且对动态数据进行转发；而同步相量测量装置主要进行同步相量的测量、记录以及输出。通过电网实时动态监测技术能够对电网的运行状态进行有效监测，同时能够准确分析系统特性，及时有效的获得电力系统在出现故障时的动态特性。另外，能够和EMS系统、电力系统稳定计算模型进行有效的结合，从而形成确保电网安全运行的辅助系统。 3.3对于智能电网调度运行中网络技术的有效分析 网络技术就是支持智能电网调度运行的主要核心技术，所以在提升其调度运行质量和效率的研究工作当中，应对网络技术进行合理的研究与分析。对于这一技术在使用当中存在的问题，就是网络技术发展处于不断改变的形式，使得网络中新技术出现不稳定的问题，这使得在实际的运行当中存在失控或是信息损坏等现象。对于这一问题，应通过进行多次研究试验工作，并在试验当中找出不足之处，从而根据相应问题制定合理的改进策略，真正有效的使其调度运行发展更为安全稳定。 3.4电网调度预警以及辅助技术分析 通过电网调度预警和辅助技术能够对于电网进行实时的监测，同时也能够使得工作人员获得相对准确的信息和电网运行具体状态，确保相关工作人员能够全方位了解电网调度的运行情况，电网调度人员可以依照这些信息进行判断决策，从而确保电网能够更加稳定可靠的运行。同时，将电网调度预警监测和辅助技术应用在相关数据的分析计算方面，利用相应的软件对于数据进行分析计算，对于电压、功率以及频率等指标进行跟踪判定，电网调度系统会按照数据分析所得到的结果判定是否发出预警，同时制定出科学合理的预警方案，通过较为合理的措施降低电网事故发生的概率，确保电网的安全稳定运行，提升电网运行经济效益。 3.5现场总线技术分析 所谓的现场总线技术就是指以互联网作为重要的中介和载体将智能自动化设备和相关仪表控制设备进行连接，从而形成点一线一面为一体的信息网络，确保其形成一体化、数字化的信息网络，最大程度的结合智能电网信息以及计算机通信技术，充分体现出综合性的特征。在具体的应用现场总线技术过程中，相应工作人员要充分分析目标电网的相关数据，从而能够充分了解目标电网的具体运行情况以及信息指数，利用网络将相关的通讯网络信息导出，这样总线在接入变电站之后可以第一时间处理存在的问题以及故障，并且统一不同的调度任务，最终能够实现单纯通过现场仪表来控制和管理电网的目的。 4结语 总而言之，在智能电网越发普及应用的如今，智能电网俨然已经成为了电力系统中的核心部分。所，如何确保智能电网调度的顺利进行也就成为了电力企业所面临的重要课题。尤其是现如今在智能电网调度运行过程中，其技术的先进性已经在实际的使用过程中显现出来。因此，为了进一步确保智能电网的安全稳定运行，就必须更加深入的对智能电网调度运行中所应用的关键技术进行研究，并不断的结合实际需求与科技发展进行改进，也只有如此，才能够确保智能电网调度的顺利进行，满足现代化社会对电能质量的需求。
智能电网调度技术支持系统-“四星拱月”熠熠生辉
四星拱月”熠熠生辉 公司智能电网调度技术支持系统试点建设纪实 杨胜春曹琰汪胜和 2010 年对于奋战在电网调度战线的每一位员工来说，是具有里程碑意义的一年。这一年我国电网调度科技研究与建设应用取得了重大突破。 2010年12月28日，在国家电力调度通信中心多功能会议室大屏幕上，全国电网，“ 华”区域电网，江苏、四川省级电网，北京城区、河北衡水、辽宁沈阳地区电网的广域全景运行信息，实时监控与预警、调度计划、安全校核、调度管理四大类应用的数十项功能，一一展现在国家电网公司副总经理栾军、总信息师吴玉生等领导面前，四类应用犹如四颗明星支撑起了智能调度这轮“新月”。 立志打造“智能神经中枢 坚强智能电网已成为现代能源产业和综合运输体系的重要组成部分。电网调度作为电网运行的指挥中枢，如何能够更好地适应特高压大电网运行和智能电网建设发展需要，保障大电网安全稳定、经济优质运行，成为调度人日夜思考的问题。 面对电网发展相对滞后，一次网架较薄弱的现实，调度人压力巨大。作为我国最高一级电网调度机构——国调中心，于2008 年年初就开始谋划建设新一代调度技术支持系统，立志打造能够适应坚强智能电网运行要求的、具有国际领先水平的电网“智能神经中枢”。 2009 年9 月，公司下达了智能电网试点工程项目计划，明确智能电网调度技术支持系统试点建设的首批9 家单位，拉开了这一系统研发与试点工程建设的序幕。 电网调度领域的“一大步” “这是个人的一小步，却是人类的一大步。”这是美国航天员阿姆斯特朗在踏上月球时所说的一句话。本次研发的智能电网调度技术支持系统，就是电网调度领域向前迈出的一大步，具有划时代的意义。它遵循标准化、一体化、集成化和智能化设计思想，集成传统省级以上调度应用系统功能，全面支撑各级调度业务发展需要，是我国电网调度自动化系统研制和建设史上前所未有的创新性工程。 牛顿说：“如果说我看得比别人更远些，那是因为我站在巨人的肩膀上。”新系统技术复杂、涉及面广，没有现成的技术和经验可供参考，项目管理和协调难度前所未有。从基础研究、规划设计、技术攻关、系统研制、工程建设到运行管理都需要全面创新。依靠电网调度领域的深厚积淀、建设模式的创新和各方资源的高效利用，从2008 年2 月启动系统建设框架研究，到2010 年12 月试点工程全部通过现场验收，用了不到三年时间，调度人就完成了技术支持系统革命性、跨越式的发展，创造了电网调度技术支持系统研发和工程建设的新水 平、新纪录。
电力调度自动化中的智能电网技术研究
电力调度自动化中的智能电网技术研究 隨着经济和科技水平的快速发展，电力行业发展也十分快速。是当前电力事业获得科学快速发展不可缺少的重要产物，由于以往传统的电网规划技术依旧不能满足时代发展需求，所以由于智能电网技术的出现不仅促进配电网在运行过程中的安全性，同时还能加强其可靠性，充分为用户的安全稳定用电奠定良好的保证，自动化的电力调度对于智能电网的发展来说是比较重要的，属于智能电网的核心内容。自动化的电力调度形式能够显著提升电网的安全性和稳定性，而且能够降低电力操作的危险性，因此需要得到人民的高度重视。 标签：智能电网;电力调度;智能;自动化 引言 随着人类社会的进步，电力资源的地位越来越重要。社会想要进步就必须对电力资源进行优化。人类文明的进步，离不开电力资源的发展，中国的经济发展需要更高要求的电力资源供应。随着国内电力行业的不断发展，目前传统的电力供应技术已经满足不了目前的社会发展，必须对传统的电网建设进行改进或注入新的技术。文章分析了电力工程中智能电网技术的应用，以供参考。 1智能电网的概述 如今智能电网主要被定义成一种实际操作的优化管理措施，借助传感器设备来进行发电，输电以及配电的时候能够实现收集整合，通过分析智能电网，可以更好地配置以及管理电力。智能电网在发展的时候，存在较多的优势，而且可以促进智能电网的安全性发展，因此需要得到我们国家电力行业的高度重视，相信在之后会获得更加广阔的发展空间。在电网管理时期，存在的各种功能变得更加完善。其中能够选择设置通信网络体系，来涉及相关的环节。如此在数据管理时期或者是在智能电网空间信息服务等方面都能够有效地进行集成，最主要的就是电网管理工作变得更加完善。现阶段智能电网持续发展和进步，实现了智能实时互动平台，在用户和管理人员之间，管理形式得到了显著的改善，能够给用户提供完善的电力服务。在这个时期，检测电网的时候可以充分地使用分布式电源以及智能电能表，确保分时段电价政策可以顺利地落实，不仅能够平衡用电高峰期的差额，而且能够减少对于资源的浪费。 2智能电网的特征 2.1交互性 如今电力用户对于电力行业来说是比较重要的，电网运行时期，需要充分地联系用户的行为和各种设备，使其能够发挥自己的作用和价值，如此电力运行工作以及环境保护工作也能够更加顺利地进行。通过改善管理功能，可以确保用户保持良好的互动。借助智能电网表，可以掌握电力的使用情况，而且可以掌握电
智能电网调度一体化设计与研究
智能电网调度一体化设计与研究 智能电网调度一体化有着极为重要的实践意义，文章首先分析中国智能电网调度发展的现状，在此基础上，从数据采集一体化、数据平台一体化和功能一体化三个角度阐述智能电网调度一体化的实现方法。 标签：智能电网；调度一体化；SCADA/EMS系统；设计与研究 引言 随着中国社会经济文化的不断发展和变化，节约能源、降低污染以及减少排放，构建和谐的可持续发展的社会机制已经得到越来越广泛的关注，智能电网也随之进入研究者的视野。智能电网也称为电网智能化，有时也被称为“电网2.0”，智能电网以高速双向的集成通信为基础，采用国内外领先的电力工程（Power Engineering，PE）、智能控制技术（Intelligent Control Technology，ICT）、决策支持系统（Decision Support System，DSS）以及信息技术（Information Technology，IT）等新技术和新方法，以实现电网可以安全合理、经济节能的目标。智能电网调度一体化以最新的信息技术和数据技术为基础，采用国内外最先进的智能控制方法，最大限度地提高和增加电网体制中的能源使用效率。 1 中国智能电网调度的现状 要实现智能电网调度的一体化，首先要分析中国电网的发展状况，以实际的发展现状为事实依据，才能提出更为可靠的设计方案。中国电网正处在一个高速发展建设的阶段，其重点主要在电网系统的建设和发电系统等工程建设方面，然而随着中国电网规模的迅速扩张，导致在电网运行和管理上出现了一些问题，这些问题的解决可以借鉴西方发达国家的经验，利用电网的智能化来进行解决。 以现在的视角观察，智能电网是电网系统建设的革命性变革，将会引起电力行业发展方向的转变和发展速度的增大，研究智能电网是一项极具创新的科学研究。智能电网的建设，提高了资源优化配置的能力，增加了安全服务的水平，同时也实现了电网中能源的高效利用，因此研究智能电网的一体化有着重要的实践意义。 2 智能电网调度一体化的相关方案 由于智能电网调度要实现电网系统中的各项资源的合理配置和整合，完成国家电网制定的《坚强智能电网技术标准体系规划》，通过相关研究，智能电网调度一体化可以分解为数据的一体化、平台的一体化和功能的一体化，本部分就三个“一体化”进行详细的阐述。 2.1 数据采集一体化
智能电网调度运行中关键技术探讨
智能电网调度运行中关键技术探讨 发表时间：2017-11-06T18:47:06.553Z 来源：《电力设备》2017年第16期作者：冯少青[导读] 摘要：随着社会的快速发展，对电的需求也越来越大，电能需求的增加使得能源的消耗也在与日剧增，我国能源问题越来越严重，在这种背景下，实现智能电网发展具有紧迫性和重要性。而在智能电网中，电网调度是关键，只有做好电网调度工作，才能有效地实现电能的职能分配，提高电能的利用效率。在电网调度工作中，电网调度技术是智能电网中电网调度工作有效性的保障，加大电网调度技术的 应用可以保证电网的稳定运行。 （国网河北省电力公司石家庄市栾城区供电分公司河北 051430）摘要：随着社会的快速发展，对电的需求也越来越大，电能需求的增加使得能源的消耗也在与日剧增，我国能源问题越来越严重，在这种背景下，实现智能电网发展具有紧迫性和重要性。而在智能电网中，电网调度是关键，只有做好电网调度工作，才能有效地实现电能的职能分配，提高电能的利用效率。在电网调度工作中，电网调度技术是智能电网中电网调度工作有效性的保障，加大电网调度技术的应用可以保证电网的稳定运行。 关键词：智能电网；调度；运行中；关键技术；探讨 1、智能电网的概念 智能电网作为现如今电网发展过程中最为先进的一种电网使用形式，其主要是在原有电网的基础上，通过集成以及高速双向性通信网络技术，使电网在使用的过程中更加趋向于自动化、高效化。因此，可以说智能电网就是一种对电能运行状态进行自动化控制与监视的电力传输网络，其对确保整个电力网络的顺畅运行有着至关重要的作用。目前，在智能电网的发展过程中先进的传感技术、精确的测量技术、完善的控制技术以及敏感的感应技术都是智能电网最为主要的技术，并以此来实现智能电网的全面性能力。而其最为主要的体现方向，就是进一步对电能传输效率和质量进行了提高，减少了在传输过程中可能造成的电能损失，加强了对电能质量精确度的控制，使整个电能在传输过程更加的安全、高效。也正因如此，使得智能电网被更为广泛的应用。 2、智能电网中电网调度的重要性 所谓智能电网就是利用先进的电网控制技术、通信技术等技术来保证电网稳定运行，实现电能智能分配的一种运行系统。在现代社会里，智能电网的发展有着其必然性，智能电网的出现实现了电网资源的整体化分配与分享，能够提高电能的利用率。而电网调度是智能电网中的核心环节，是保证电网安全稳定运行、对外可靠供电、各类电力生产工作有序进行而采用的一种有效的管理手段。随着人们生活水平的提高，各种电器设备的使用也越来越普遍，给电网运行带来了巨大的压力，一旦电网运行出现故障，就会影响到电网的正常运行。而电网调度的职责就是保护电网的安全、稳定运行。通过对电网运行环境进行综合分析，结合电网实际运行参数，如电压、电流、频率、负荷等，综合考虑各项生产工作开展情况，对电网安全、经济运行状态进行判断，对威胁电网系统正常运行的因素进行综合预防，从而确保电网持续安全稳定运行。 3、智能电网调度技术的性能需求 3.1、具有超强的自愈性 智能电网是电网运行调度自动化发展到一定阶段后的必然产物。在智能电网中，通过对各种智能调度技术的运用，就可以实现对电网运行的实时监测和分析，一旦发现当前的运行环节中存在不足，就可以自动生成相应的修正方案，从而消除电网运行中的各种潜在隐患，这就极大地弥补了传统电网运行管理中的不足，为电网系统的安全运行提供了有效保证。 3.2、具有强大的兼容性 智能电网调度技术的另一个性能需求就是必须具有良好的兼容性。考虑到电网调度运行中涉及到大量的业务环节，同时还需要跟各种电力信息系统实现数据交流与共享，所以电网调度技术也必须具有良好的兼容性。 此外，国家现在倡导对各种新能源的开发和利用工作，而这就要求各种依靠新能源发电的单元必须能够和电网实现顺利并网，为了排除因新能源并网而带来的扰动危害，也要求智能电网必须具有强大的兼容性，通过应用各种智能调度运行技术来确保电网系统中的各个部分可以科学的结合在一起。 3.3、具有优化资源的功能 智能电网调度技术可以实现对当前电网运行情况的实时监测，并且可以对监测到的数据进行分析，自动生成电网调度运行优化方案。这一方面可以使电网系统中的各个环节更加协调，使电网的运行效率获得明显提升；另一方面也降低了电网的运行成本，为电网运行质量和效率的不断提升奠定了坚实的基础。 4、智能电网调度运行的关键技术 4.1、控制技术 控制技术是确保智能电网调度顺利运行的重要技术之一。然而目前在智能电网的实际调度运行过程中，我们可以看到在控制技术的使用与发展上往往存在着一定的不足，主要体现在在电网运行过程中会出现无法全面获取控制点信息以及控制的灵敏性不足，即在进行调控过程中某一控制点出现异常情况，此时将无法进行有效的控制以及无法按照预定的指令进行调整，从而使得问题进一步发展，扩大了影响范围。因此，针对控制技术所存在的这一问题，要想有效给予解决，就必须要随时对智能电网系统进行检查，进而有效的预防隐性问题的进一步扩大，而影响到整体的控制质量。同时，还要对其进行技术优化，也就是说在原有的控制技术基础上，针对具体的隐患展开研究，采用该方面较为先进的技术，加以改进，促进控制技术的完善、发展。 4.2、网络技术 对于智能电网调度而言网络技术可谓是其核心技术，因此必须做好对网络技术的研究与优化。尤其是网络技术始终处于不断的发展状态之下，也就导致了网络的每一种新技术都存在着不稳定性问题，所以在实际的调度运行过程中也极易发生失控或者是信息损坏等问题。因此，针对这一现象在智能电网调度过程中，必须采取相对成熟稳定且实际运行成熟的技术，同时针对运行中出现的部分不稳定问题应采取多次研究实验的方法，找出网络技术所存在的不足之处并及时地加以改进，从而保证智能电网调度运行的安全稳定。 4.3、监测技术
电网调度自动化系统实用化要求(试行)
电网调度自动化系统实用化要求(试行) 电网调度自动化系统是保证电网安全、经济运行的重要手段。为充分发挥其效益，使各级电网调度自动化系统尽早实用，并成为生产力，现制定《电网调度自动化系统实用化要求》(以下简称《要求》)。 该《要求》分为以下三个部分： 一、网、省调电网调度自动化系统实用化要求 (一) 基本功能。 1．安全监视： (1)电网主结线及运行工况。 (2)主要联络线电量。 (3)实时发电功率与计划发电功率。 (4)全网、分省或全省，分区的实时用电负荷与计划用电负荷。 (5)重要厂、站及大机组电气运行工况。 (6)异常，事故报警及打印。 (7)事件顺序记录(SOE)。 (8)电力调度运行日报的定时打印。 (9)召唤打印。 2．自动发电控制(AGC)： (1)维持系统频率在规定值。 (2)对于互联系统，维持其联络线净交换功率及交换电量在规定范围内。 (二) 主要考核指标。 1．安全监视： (1)电网中统调发电功率总加完成率基本要求：≥90％ 争取：≥95％ * (2)电网中绕配用电负荷总加完成率基本要求：≥90％ 争取：≥95％ * (3)电网主结线及联络线功率采集完成率基本要求：≥95％ 争取：100％ * (4)主要联络线交换电量采集完成率基本要求：≥95％
争取：100％ * (5)远动系统月平均运行率基本要求：≥95％ 争取：≥99％ * (6)事故时遥信年动作正确率基本要求：≥95％ 争取：≥99％ * (7)计算机月平均运行率基本要求：单机系统≥95％； 双机系统≥99．8％ (8)85％以上的实时监视画面对命令的响应时间不大于3—5秒。 (9)调度日报制表月合格率基本要求：≥93％ 争取：≥96％ * 2．自动发电控制(AGC)： (1)AGC可调容量应占系统总容量的3—5％，或系统最大负荷的8—10％。 (2)AGC装置投入时，对系统装机在300万千瓦以上的电网，维持其系统频率偏差不超过±O.1HZ；300万千瓦以下的电网频率偏差不超过±0.2HZ。 二、地调电网调度自动化系统实用化要求 (一) 基本功能： 1．电网主结线及运行工况。 2．实时用电负荷与计划用电负荷。 3．重要厂、站的电气运行工况。 4．异常、事故报警及打印。 5．事件顺序记录(SOE)。 6．电力调度运行日报的定时打印。 7．召唤打印。 （二) 主要考核指标： 1．地区负荷总加完成率基本要求：≥90％ 争取：≥95％ * 2．事故时遥信年动作正确率基本要求：≥95％ 争取：≥99％ * 3．计算机月平均运行率基本要求：单机系统≥95％； 双机系统≥99.8％
自动化技术在智能电网调度的研究 齐五军
自动化技术在智能电网调度的研究齐五军 摘要：作为一项新兴的电网调度技术，智能电网调度自动化技术因其自身具有 较强的兼容性、交互性以及自愈性，能够集电网各系统功能为一体，加以整合利用，以监控电网调度系统的运行状态，在电网调度系统运行中得到广泛应用，并 发挥越来越重要的作用。本文主要研究了自动化技术在智能电网调度的应用，希 望能为智能电网调度自动化技术的应用管理提供借鉴。 关键词：自动化技术；智能电网调度；应用分析 自动化技术在智能电网调度中的应用，集智能、控制、通信以及自动化等技 术为一体，形成一个完整的电网运营状态图，并运用高级的传感器、现代网络通 信和信息交互平台来采集、监控、分析、诊断各种电网数据信息，为电网运行相 关管理人员决策提供依据，从而实现资源优化配置。因此在智能电网调度中有效 结合自动化技术，对提高整个电网调度系统运行效率具有重要意义。 1、智能电网调度自动化技术的概述 1.1SOA技术 在智能电网调度自动化系统运行的过程中，通过面向服务架构（SOA技术） 对内部运行系统进行封装，让相互调用得以实现，以满足现代化电网调度功能的 运行需要。且运用SOA技术，可依据各个运行服务准确判断出调度员潮流和系统 等值，这样工作人员便可通过连接分支计算机与主控中心，对电网运行状态实施 实时监控，一旦电网运行过程出现故障点便会向监控系统的中心发出指令，方便 工作人员提前维修电路故障，以降低电网故障给电网企业带来的经济损失。 1.2节能发电调度技术 对于节能发电而言，电网管理层逐渐认识到发电节能减排的重要性，并在电 厂脱硫中有效运用实时监测系统和水调自动化系统，但是这些系统在运行过程中，系统间是独立存在的，且系统功能分散，无法满足节能发电调度的需要。这就需 要有效运用节能发电调度技术来接入大量的再生能源，创新发电调度运用模式， 以提升智能电网调度自动化水平[1]。 1.3数据服务技术 数据在智能电网调度自动化中占据重要比重，因为全部的调度决策均取决于 数据分析的准确性，因此在SOA技术，辅以数据服务技术来管理，通过标准接口 和数据注册中心对电网运行数据进行采集，提升电网调度系统数据管理的真实性。此外，运用数据服务技术，将数据通信机制与数据服务有机融合，调整与屏蔽数 据物理储存信息，保证电网调度系统数据服务的实时性，以提升电网运行系统的 安全性和可靠性。 2、自动化技术在智能电网调度中的应用分析 2.1智能变电站 在智能电网调度系统运行的过程中，与以往的运用模式相比，传统的运行模 式均是通过电缆为电网调度提供服务，增加了管理工作压力的同时，无法达到运 行效果。而智能变电站的应用，由智能化一次设备与网络化二次设备组成，在 IEC61850通信规划的基础上，通过数字通讯、传感等技术来监控变电站中全部电 力设备的运行状态，自动生成智能电网处理措施，以确保电网系统运行的安全性 和稳定性[2]。例如某电力企业在110kV输电线路智能变电站一体化监控系统配置 中应用自动化技术，将站控层、间隔层与过程层的各级调度中心、其他主站系统、辅助应用设备以及在线监测设备进行统一接入，建立一个完整的变电站全景数据
智能电网调度运行面临的关键技术
智能电网调度运行面临的关键技术 摘要：通过信息技术的合理运用，对能源利用体系做出优化与升级，可以使“投 入与产出”比例获得相应的提高，节约能源、降低污染的基础上，创造更多的重要价值，这也成为智能电网调度形成出现的主要理念基础。智能电网的出现与发展 所形成的重要影响，对电力网络覆盖的众多行业领域均产生波及影响。因此，务 必重视度对智能电网调度运行面临的关键技术进行深入分析研究，切实推动智能 电网的稳定良好发展。 关键词：智能电网；调度运行；关键技术 1智能电网调度运行中存在的不足之处 第一，缺乏完善的电网测量基础数据。电网测量的数据对于智能电网的运行来说是重要 的基础，但是当前的测量过程中，测量所得数据的准确度往往不足。在传统调度模式下，电 网的运行与维护都需要依靠专业技术人员的现场操作去完成，但是依靠技术人员的手工检验，往往会因人为因素影响数据的精准性，不但无法提升测量的效率，而且会增加成本的耗费。 第二，现有的调度技术系统平台不够完善。智能电网的大力普及，不仅会使电网规模扩大， 而且需要维护的设备也在逐渐增多，原有的技术系统已远远不能满足其发展需求。因此，对 技术系统平台进行优化设计就显得尤为重要。第三，与电力用户无法达成有效的互动。电力 用户是电力机构服务的主要对象，但是我国的电力市场依然处于发展中阶段，诸多方面还存 在不足之处，各地区电网的服务质量参差不齐，管理体系并不统一。只有改进服务质量，才 能够保证电力用户的利益得到保障。需要结合当前基本国情，改进原有的供电服务体系，以 实现可持续发展。 2智能电网调度运行面临的关键技术 随着智能手机、平板电脑等智能电器的诞生，人们的生活与工作逐渐离不开手机电脑， 这更加证实了人们生活在电力社会。经济全球化的到来促进了智能电网的发展，为了保证智 能电网的快速发展，调度技术在智能电网的发展中有着十分重要的作用。智能电网可以通过 先进的计算机技术对智能电网的调度运行进行监督控制，从而保障智能电网运行的稳定性， 提高经济效益。 2.1电网实时动态监测技术 向量测量单元的成功研制为电网的动态提供技术支持。广域网动态测量技术是根据向量 测量单元研发出来的，它在电力系统中获得大量信息的同时，还可以保证信息的稳定性，能 够促进电力系统的正常运行。这个系统也综合了向量测量单位的三个特点：进行发电机功能 的直接测量、通过全球的定位系统将数据进行实时的更新、保证所获得到的数据都在同一个 时间之内，以此来实现电网动态数据的监测功能，提高电网在运行中的稳定性。这种技术在 运行的过程中提高了电力系统中预警以及事故分析调度的能力，对比较复杂的电力系统所面 临的困难，提出了更进一步的方法创新。 2.2电网经济运行与优化技术 对电网运行经济效益的有效提升，不但使管理人员密切关注的重要问题，同样属于电网 未来发展阶段务必需要有效解决的关键性问题。第一，电力系统具有各种类型的设备以及电 元件，为确保经济运行能够符合预期标准，务必对电源性经济运行的具体特点做出充分了解，