电力系统调控一体化系统及技术分析梁华洋

电力系统调控一体化系统及技术分析梁华洋

梁华洋王文学

国网河北省电力有限公司河北石家庄050000

摘要：在改革开放的新时期，我国的国民经济在高速的发展，社会在不断的进步，随着智能电网和新一代电力系统不断发展，电网自动化与信息化水平不断提升，电网调度压力进一步加大。基于调度监控结合的概念提出一种电力系统调控一体化系统解决方案，并对调控一体化关键技术进行总结分析。首先分析电网调控一体化技术水平和系统研究现状，提出建设电网调控一体化系统的现实需求和技术要求；在此基础上，研究提出电力系统调度自动化技术支撑系统，设计系统四层次架构，并从调控和运维两方面研究设计了调控一体化下的管理运行模式；最后，详细了阐述调控一体化的可靠性保障、智能监视、数据处理技术。

关键词：电力系统；调控一体化；电网调度；电网运行管理

引言

当前智能电网、能源互联网技术快速发展，电力系统在电源、输配电、负荷方面呈现新的变化和特点，建设广泛互联、智能互动、灵活柔性、安全可控的新一代电力系统逐渐成为共识。而构建适应新形势下电网发展的调控一体化运行管理模式已成为亟待解决的问题之一。电网调控一体化是指将电网调度与运行监控互补融合，使两个原本相对独立的工种“合二为一”，由调控员在统一场所同时进行。国内外研究人员针对电力系统调控一体化的系统设计、人机交互、系统应用、调度算法等方面进行了大量研究工作。

1电网调控一体化建设现状

电力调控一体化是将现有的电网调度系统和电网运行遥测遥控功能实施整合，致力于构建以电网调控中心为“大脑”的集中性高效化电力系统管理体系。调控一体化建成后，系统调度将会步入新一代电网管理模式，从而促进和加快电力系统朝自动化、智能化、集约化、互联互补方向转变。电网自动化系统建设现状如图1所示。第5代电网调度自动化系统D5000是目前我国电网最为先进、功能最丰富的系统级平台，是面向服务、基于国产软硬件、具有自主知识产权、持续投入研发力量升级改造的智能电网调度控制系统基础平台。在电力系统调度管理方面，调度模式可以分为集中调度和分层调度。我国的调度属于分层（多级）调度控制，“分层控制系统”是指从硬件上或从系统功能应用上进行分层，由分层而来的各子系统相互联系、相互合作，从而达到整个系统的最佳控制效果，并能被统一协调控制。

2调控一体化运行管理设计

2.1系统技术要求

2.1.1开放性

首先，调控一体化支撑系统应满足开放性要求。所谓“开放性”，是指系统的硬件、软件、内核算法等应与主流环境和标准相适应。调控一体化系统的平台设计和软件开发应遵循国际标准和主流趋势；主机设备、通信设备、操作系统、通信协议、数据库平台等应选用通用的或者标准化的产品。在体系结构与运行环境方面，支撑系统应能支持多种硬件平台，功能模块接口满足主流开发标准并统一。系统进一步应提供以下开放式环境：标准数据库的读取访问接口；图形用户编辑、生成工具及访问接口；网络通信协议、标准化API调用接口等。

2.1.2运行维护性

调控一体化技术系统应具有很好的运行维护性，主要包括硬件层、软件层、参数信息3个方面。运行维护性涵盖的关键要点包括：（1）支撑系统的硬件设备质量控制。系统设备应符合当前主流国际和工业标准的通用产品，严格规范供应商渠道，保证市场供应和售后服务，便于维护和升级。（2）图模库一体化技术。支撑系统应整合调控领域模型资料信息，建模图形等信息统一数据库管理，方便系统维护人员绘图、建模、建库，保证图形、模型和数据库的同步性和一致性。

2.2调控一体化系统设计

基于上述系统性技术要求，本文提出一种调度与监控融合的调控一体化系统结构，如图4所示。系统由硬件层、操作系统层、系统平台层和应用层共4个层次构成。硬件层作为调控一体化系统最重要的基础，采用国家指定、安全可靠的网络通信设备和安全防护设备以及数据传感器。操作系统层是面向工作人员最重要的人机交互层面，基于Windows、UNIX等操作系统进行开发，提供科学、合理、高效的工作和信息交互环境。系统平台层为实时信息系统平台，为上一级应用层提供需要的各类服务，类似于电脑主机的进程与总线。

2.3调控一体化管理模式

调控一体化建设过程中，管理模式的设计与实践同样需要重视。在建设高水平的调控一体化硬件系统的同时，迫切需要改变当前电网调控管理模式，真正从系统到人员的运行管理调控一体化。为此，可以设置具备调度与监控同时值班环境的电网调控中心，使监控方能第一时间了解调度要求，调度方也能及时掌握电网关键信息，提高事故处理速度和工作效率，减少信息传递的环节以及传递中的不确定因素。

3调控一体化关键技术分析

3.1系统可靠性保障技术

电网调控一体化将会使用一套技术支持系统涵盖调度与监控业务，正如前述，系统自身安全可靠性对电网运行至关重要。系统可靠性保障技术广义上涉及到了调控一体化系统本身的安全性与可靠性，也包括了涉及电网运行的安全与稳定运行技术。

3.2智能监视技术

智能监视技术包括电网智能监视和状态显示。电网智能监视是指基于调控一体化平台，联合多应用功能和模块，对多源数据和状态信息采取监视和综合性分析，从而完成最终的电网监视及扩展分析功能。目前的技术支持系统已经有多种手段对电网重要数据进行监测，但多是各个应用系统独立完成监视功能，如我国的SCADA系统能对实时数据不变化、跳变、异常波动等进行监测，但是这种多系统分散、“各自为战”模式关联性差、效率低、友好性不足。

3.3数据处理技术

调控一体化系统要求实时传送电网动态数据并进行及时显示和有效的分析，运行过程必然涉及到电网海量数据的采集、预处理、传输、处理、分析、显示等环节。研究实现一体化支持系统的数据相关技术，是实现应用功能的基础，具体如下。（1）数据一体化。电力系统配备有多种数据采集设备和状态监测设备，获取的相关数据信息结构、内容、序列各不相同，需要研究整合调度与监控系统中的数据一体化技术，建立标准化数据模型和结构，实现调控一体化平台中的数据流畅运行。（2）数据平台一体化。针对调度和监控数据建立一体化数据库，研究高效的数据存取管理技术。目前国内SCADA/EMS调度系统常采用ORACLE的关系数据库来存储电网模型数据及历史数据，且SCADA采集的数据量相对较少。但随着调控一体化建设的推进，采用ORACLE的关系数据库来存储电网海量动态数据已不能满足存储及实时读取要求。因此，迫切需要研究采用基于动态数据库技术的更高效、快速的数据存取技术，并且致力于减少数据存储空间需求。

结语

电力系统调控一体化建设在技术支撑系统与组织运行管理两方面仍需开展更加积极地深入相关研究与实践。调控一体化建设对于电网发展和运行是大有裨益的，将会提高系统自动化水平和运行管理水平，提升供电服务质量。但构建调控一体化技术系统是一项庞大复杂的系统性工程，设计技术领域和学科交叉多，并且面临着来自内外多种因素影响系统运行的风险。因此，对于大型或者超大型地区电网的调控一体化改造和建设，必须从方案设计开始进行科学严谨的技术研究和验证。在调控一体化人才方面，同样要重视专业技术人员的培养和培训工作，减少人为因素造成系统运行事故。总之，电网调控一体化建设在将来具有更大发展空间和应用价值，需要坚持探索相关技术，使之成熟。

参考文献：

[1]李婕茜.打造广泛互联、智能互动、灵活柔性、安全可控新一代电力系统[N].国家电网报，2017-06-29（001）．

[3]张文亮，刘壮志，王明俊，等.智能电网的研究进展及发展趋势[J].电网技术，2009，33（13）：1-11．