试述智能电网技术在电力调度自动化中的发展

试述智能电网技术在电力调度自动化中的发展

洪敏

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【摘要】智能电网可以认识是通过利用数字技术提高电力系统的可靠性、安全性和效率，利用信息技术实现对电力系统运行、维护和规划方案的动态优化，对各类资源和服务进行整合重组高效智能电网建设是我国现代化电网建设的发展愿景。本文首先对智能电网进行了概述，然后分析了智能电网的特征与智能电网技术在电力调度自动化应用优势，最后对智能电网的技术在电力调度自动化中的发展前景进行了探讨。

【关键词】智能电网；电力调度；自动化；智能广域机器人

1.智能电网概述

当前“智能电网”一词在电力系统广泛使用，智能电网涉及的内容广泛，包括在电力线上传输互联网信息技术、“四遥”设备的智能变电所、使用了售电管理软件的区域电网、电力调度自动化技术以及柔性输电技术等都可以列入智能电网范畴。美国电力科学研究院给智能电网下了这样的定义：利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行全面的实时监控，然后把获得的数据通过网络系统进行收集、整合，最后通过对数据的分析、挖掘，实现对整个电力系统运行的优化管理。由此可见，智能电网的基础就是通过数字化信息网络系统将发电、输电、配电、供电以及蓄能与能源终端用户的各种电气设备连接在一起，通过智能化控制实现精确供能、对应供能、互助供能和互补供能。

2.智能电网特征分析

2.1具有很强的自愈能力

电网自愈就是指电力系统不论出现何种事故，电网都能够在短时间内依靠自身系统检测、分析、响应等措施进行解决，预防电网大规模崩溃、保证电力系统安全运行。电网的自愈在设计上应该实时掌控电网运行状态，对故障隐患能够及时察觉并快速诊断与解决，进行自我恢复。电网的自愈能力是保障其安全可靠与优质供电的重要功能，是智能电网技术主要研究方向。智能电网系统的能力很强，能够通过快速与可靠的监控网络，实时收集电网的运行状态，对电网运行的安全性、稳定性、可靠性进行实时综合评估、判断，并在评估判断的基础上，进行自动操作。

2.2具有很强的互动性

电网管理与用户设备和行为进行互动，能够促进管理提升，当前电力用户获取用电信息量有限，与电网管理部门互动性较差，不利于电力系统的稳定运行，而智能电网可以通过借现代通信技术，实现系统运行与批发、零售电力市场的无缝衔接，实现资源优化配置，使电力用户实时知晓电价状况以及计划停电信息，以便合理用电，同时，电力公司通过相关渠道获取用户的详细用电信息，为电力用户提供更多增值服务与选择，大大提升电力系统的安全运行水平。

2.3资产管理优化高

高科技与资产密集型是庞大电网系统的重要特点，电网的安全稳定需要大量的设备做保障。但传统电网设备管理效能低，资源浪费严重，而智能电网通过数字化处理手段能够对设备的信息化管理，实现资产规划、建设、运行维护等全寿命周期环节的优化，提高电力设备利用效率，延长设备正常运行时间，大大提升设备资源利用效率，使电网运行更加经济和高效。

2.4具有很强的兼容性

电网的兼容性是电力能源利用率的重要指标，当前我国太阳能电池板、风力发电以及储能设备等小型发电设备发展迅速，但与大电网不能很好的兼容，造成能源浪费。而智能电网具备双向测量和能量管理系统，能够富裕的电能并入电网，容纳包含集中式发电在内的多种不同类型电源甚至是储能装置，富余电能，同时，能够与小型发电装置一起在用电高峰时向电网输送电能，削峰填谷效果明显。实现与负荷侧（用户）的交互，支持风电、光伏电池等可再生能源实现“无缝隙”式的接入，满足能源和用户多样化的电力市场需求，扩大电力系统运行调节的可选资源范围。

3.智能电网技术在电力调度自动化应用优势

电力调度是为了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。电力调度是电网的枢纽，是电网安全运行的基础。随着电网规模迅速扩张及其结构日益复杂，传统电力电力的弊端也愈加突出，随着自动化系统、信息系统、自动控制等技术在电力系统的开发与利用，智能电网调度自动化不断发展应用，大大提升电网的智能化运行与管控能力。一是在一体化运行控制上能够实现国家电网一体化的整体运行控制；二是安全防御能力能够实现电网未来运行态势的掌握，提高电网安全的主动、全面的防御能力；三是经济优化运行能力能够丰富、上下协调的计划编制手段经济性和安全的一体化优化；四是高效管理能力上能够横向集成、纵向贯通，信息共享、管理灵活高效。

4.智能电网的技术在电力调度自动化中的发展前景

智能调度是智能电网的关键环节，智能电网在智能调度化的应用发展将会打造一个庞大的智能电网系统，三维GIS地理信息、高级智能配网、高级智能输电运行、智能机器人巡视等各个子系统不断发展应用，同时智能调度自动化能够减弱信息壁辛，消除信息孤岛，实现信息互相传输共享，形成完整的电网模型。智能电网的技术在电力调度自动化的应用前景广阔。主要有以下几个发展前景。

4.1智能广域机器人

图1 电力混成自动控制系统构架图

要将整个电力大系统控制得如同一台智能机器人，是异常宏伟的目标。所以，智能广域机器人的概念被提出，其含义就是具有多指标自趋优运行能力的电网，是电网智能的最高形式。其基础是电力混成控制论，就是把所有不能满足要求与不满意的状态都分类地定义为事件，通过控制使得系统回归至无事件运行状态，使系统的电能质量、稳定性和经济性等各项指标优良。电力混成控制系统主要包括决策层、中间层以及受控层，是一个典型的离散调控指令与连续动态系统祸合的和结构上分层的系统。

图中各个组成部分的职能分工细致明确，能够把复杂的多目标趋优控制理念纳入简单的框架之中，能够实现电力系统多目标趋优化的理想。智能广域机器人能够减少工作人员的工作量，实现系统运行指标可视化、事件可视化、控制命令可视化、操作指令可视化以及指令执行情况可视化。保障一次电网各种控制目标的综合指标，减弱了二次保护与自动化系统对一次电网的影响，因此，智能广域机器人是未来智能调度的发展主流。

4.2智能化运行风险评估

建设安全、可靠、经济、环保以及友好接入等特征的电网系统是未来电力企业的发展方向，但在电网建设中，工程风险与金融风险随时存在，认识与定星评估其可能存在的风险，能够预防风险，增强驾驭大电网安全运行的能力。智能电网下的调度自动化系统通过设备故障概率模型与估计方法、设备功能综合模糊评价方法以及设备全寿命周期管理协调优化模型与高级应用算法等各种手段能够进行工程风险评估的金融风险评估，降低企业投资风险。因此，运行风险评估是智能电网下的调度自动化的智能化系统发展的重要趋势。

5.结束语

智能电网的发展必定掀起电力工业界新一轮革命。智能电网下的调度自动化系统能够实现在用电层面能实现双向互动，在配电层面能够动态拓扑，在输电发电层面能够实现自愈与网络控制，在售电管理层面够实现系统集成，发展前景广阔。

参考文献：

[1]陈树勇，宋书芳，李兰欣，等.智能电网技术综述[J].电网技术，2009 33 （8）：1-7.

[2]肖世杰.构建中国智能电网技术思考[J].电力系统自动化，2009 33（9）：1-4.