我国电网造改造升级中调度智能化技术运用现状

1、我国电网造改造升级中调度智能化技术运用现状    摘要 智能调度是建设坚强智能电网的关键内容，是智能电网的神经中枢，是维系电力生产过程的基础和保障电网运行发展的重要手段。为了更好的适应智能电网发展，着力推进我国智能电网调度“信息化、数字化、自动化、互动化”和“调控一体化系统”建设，在新一轮电网改造升级中，对于我国智能电网以调度的智能化为体现载体，有着重要意义。 关键词 智能调度；智能电网；电力系统 中图分类号TM7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）54-0082-02 电力调度的智能化就是在线路开闭站进行自动化改造，增加远控功能，以

2、后如果某段电缆出现故障，电力集控中心或者调度人员就能够远方控制隔离故障，并将非故障段通过带路的手段送电，以达到减少停电事件，提高供电可靠性的目的，广义上来讲，实现电网智能化以后，故障处理时间可以缩短2/3以上。其实，智能调度是建设坚强智能电网的关键内容，是智能电网的神经中枢，是维系电力生产过程的基础和保障电网运行发展的重要手段。为了更好的适应智能电网发展，着力推进我国智能电网调度“信息化、数字化、自动化、互动化”和“调控一体化系统”建设，在新一轮电网改造升级中，对于我国智能电网以调度的智能化为体现载体，笔者对于相关的几点问题谈谈我的看法。 1 我国智能电网的信息架构和基础设施的现状 智能电网是

3、一个完整的信息架构和基础设施体系，实现对电力客户、电力资产、电力运营的持续监视，利用“随需应变”的信息提高电网公司的管理水平、工作效率、电网可靠性和服务水平。智能电网的构成包括数据采集、数据传输、信息集成、分析优化和信息展现等几个方面。智能电网大大扩展了监视控制与数据采集系统（SupervisoryControl And Data Acquisition，SCADA）的数据采集范围和数量，采集涉及电网运行、设备状态和客户计量在内的多种实时数据。电网公司将这些实时数据和其它管理数据等通过更先进的通信方式进行传输、集成，并进行分析优化，再将经过分析优化处理后的信息以用户定制的门户和仪表盘方式呈现给

4、用户。 从目前相关试点情况来看，在实现智能电网的过程中，技术上相对来说并不是问题，更大程度上应该关注相关机制，以及整体环境对于发展智能电网的支持。目前我国智能电网主要存在如下问题：监管方激励机制裹足不前，这种政策环境因素阻碍了智能电网创造有说服力的商业应用案例；未来立法方向不够明朗，在整个公用事业价值链中，风险和收益很难进行调整和分配；数据隐私、网络安全、可交互性和标准等方面仍面临挑战；目标冲突的情况依然存在；试点项目在客户互动方面也遇到挑战，包括如何与客户有效交流等；一些智能电表项目试图努力说服监管机构和客户，但显然并不容易。 目前，有关智能电表的项目是配电网智能化最重要的试点环节。除了实现

5、自动抄表、计费、收费等功能外，智能电表更高级的功能在于采集更多的电网实时运行数据，从而掌握更加详细的用户负荷情况，加强需求侧管理，优化电网运行。智能电表还不单单是一个电表的概念，还牵扯到在用户这里有非常多新的使用者，比如电动汽车，对于电网来讲，电动汽车是不是有办法作为电网消除新的可再生能源的不稳定性还需要探讨。但是，实现这种高级功能需要电价的定价机制作出改变，即实行更有弹性的定价。仅仅依靠在电网负荷高时发送信息请求用户减少用电负荷是不够的，只有实行分时定价，在电网负荷高时对电力进行更高的定价，用经济成本的驱动力才能更好地实现需求响应。相关研究显示，通过价格杠杆实现的需求响应可以使用电端的负荷下

6、降20%。分时电价又如何制定？必须完成智能电表安装后，在一段试验时间内，对用户电量等信息进行统计。只有经过相当长一段时间的统计后，才有可能基于这些信息进行科学定价。 在机制改变后，人的行为才可能逐渐改变。但是，依然可能有很多对新的机制（如电价机制）不敏感的人。那么，除了采用自动化程度更高的电表对用电端直接进行控制外，更重要的是通过初步引导教育、培训等手段对不敏感用户的消费行为进行改变。而且，人们的用电行为不断发展，基于新模式的定价机制也需要不断改进。 我国智能电网是以特高压电网为主干网架，各级电网协调发展的坚强电网为基础的，利用先进的通信信息和控制技术，构建以信息化、数字化、自动化、互动化为特

7、征的自主创新、国际领先的智能电网。我国智能电网在发电侧将侧重发展清洁能源接入和谐波控制技术，在输配电侧将涵盖智能调度与分析系统、柔性输电系统、大容量储能装置、智能化变电站和配电自动化等多个领域。 特高压的到网电价明显低于中东部经济发达地区煤电上网电价，特高压到网电将与中东部火电形成竞争态势，这有利于充分发挥市场配置作用，降低电力供应成本。在特高压骨干网中，高压直流输电系统（HVDC）等技术起到了非常重要的作用。国家电网公司的向家坝-上海的800kV高压直流项目，在输电容量和传输距离方面都挑战了世界纪录，其6 400万kW输电容量和近2 000km的输电距离在世界上是绝无仅有的。 根据对该线路做

8、出重要支持的ABB公司的资料显示，该线路损耗仅仅只有不到7%。高压直流输电系统可以将从电厂发出的电力从交流转换成直流进行传输，然后再转回交流供用户使用。 而作为智能输电网物理媒介的数字化变电站的推广也是智能电网建设的重要目标。数字化变电站是由智能化一次设备、网络化二次设备在IEC61850通信协议基础上分层构建，能够实现智能设备间信息共享和互操作的现代化变电站。数字化变电站分为过程层、间隔层和站控层，各层内部及各层之间采用高速网络通信。在该方案中，通过智能控制装置实现对一次和二次设备的智能化控制，大大减少了控制电缆，优化了二次回路，简化了设计，真正实现了智能开关功能。 2 智能调度只有在智能电

9、网的软件和硬件保障下实现 我国资源禀赋和经济发展的不平衡造成的电力供需的不平衡，因此智能电网将主要以调度的智能化为体现载体。智能调度技术支持系统主要包括节能发电调度、实时监视和控制、分析预警和辅助决策、优化的调度计划、提升特大电网安全稳定控制水平和电网经济运行水平，以及提升电网管理和决策水平。而实现智能调度也需要打造四个平台，即实时监控和预警平台、调度计划平台、安全校核平台、调度管理平台。 事实上，智能电网有“软”和“硬”两个方面，即电网自身的建设以及信息化建设。他认为，只有“软”、“硬”有机结合、协调发展，才能全面建成智能电网。智能电网首先应该是坚强的电网，能够实现能源资源大范围优化配置，保

10、障安全可靠的电力供应，这是智能电网“硬”的一面。建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网，并实现电网的信息化、数字化、自动化、互动化，在供电安全、可靠和优质的基础上，进一步实现清洁、高效、互动的目标，这是智能电网建设“软”的一面。智能电网的建设对电网运行的调度和分析控制提出了许多更新更高的要求。然而，现有的调度自动化系统面临着许多问题，包括非自动、信息的杂乱、控制过程不安全、集中式控制方法缺乏、事故决策困难等。为适应大电网、特高压以及智能电网的建设运行管理要求，实现调度业务的科学决策、电网运行的高效管理、电网异常及事故的快速响应，必须对智能调度加以分析研究。 其中电网智能调度软件

11、也非常重要。这些软件需要整合调度自动化、保护信息管理等信息系统，在电网正常运行状态下，能实现电网薄弱环节的智能监控，实现电网的预警以及自愈，实现电网控制过程的安全性；在事故情况下，能够从海量数据中抽取最关键的事故信息，有效地控制电网事故的发生、发展，缩短电网恢复正常运行的时间，防止大面积停电事故的发生等重要功能。          据了解，目前我国为适应特高压互联大电网运行的安全和可再生能源快速发展的需求，国内新一代智能电网调度技术支持系统的研发在消息总线、服务总线、实时数据库、可视化人机界面等多项关键技术上已取得

12、突破，对提高我国电网调度智能化水平具有重要意义。通过这个系统，我国电网调度首次实现了基于“三华”（华北、华中、华东）电网统一模型的实时数据采集和展示，信息范围覆盖“三华”电网220kV以上近2700个厂站和东北、西北的主网架，目前实时监测的电网运行信息总量已超过15万个，实现了模型参数的一体化维护和共享、电网稳态监控、多区域多目标自动发电控制、状态估计等功能，能有效支持国调与“三华”网调互备和业务协同。这标志着我国智能电网调度技术支持系统研发取得重大突破。 我国上一代调度技术支持系统中，由于缺少总体设计和统一规范，上下级调度机构相关应用系统之间缺少统一的设备、数据命名和接口标准，难以方便地实现

13、电网模型参数和数据的交换与共享，国、网、省三级调度的在线分析和可视化、智能化水平并不高。而新一代系统的设计开发则强化了一体化、在线化、精细化、实用化、可视化和智能化的思想。在华中试点工程基础平台和基本应用功能的研发与建设中，共制订了18个功能规范和10项技术标准。其中电网模型数据交换、动态消息总线等4项标准申请了国家和国际专利。通过制订电网通用模型命名规范、电网模型描述规范、电网图形描述规范等技术规范，实现电网模型和参数“源端维护、全局共享”。这意味着同一个厂站的模型、参数和画面只需在一处维护，即能实现全系统的共享，避免了以前的大量人工重复录入工作。这也是调度系统运行维护人员期盼已久的“福音”

14、。随着一些基本应用功能开发，比如，通过电网备用容量监视功能，调度人员可以准确判断系统的各种备用状态及分布情况，如果华东电网在世博保电有临时需求，华中网调可以及时调出备用电力，支援华东电网。 3智能调度的推进使智能电网优质高效得到落实 不仅如此，随着我国特高压电网的快速发展，电网结构的不断变化，风能、太阳能等清洁能源的大规模开发利用，对电网调度运行控制的一体化、精细化水平和适应性、灵活性提出了更高要求，为了快速提升电网调度驾驭大电网能力、资源优化配置能力和抵御风险能力，保障电网安全可靠、灵活协调、优质高效、经济环保运行，研发新一代电网调度技术支持系统迫在眉睫。 2008年2月28日，国家电网公司

15、正式启动广域全景分布式一体化电网调度技术支持系统建设框架编制工作。随之就技术路线开始了广泛的征询和研讨。 2008年12月5日，国家电网公司正式成立由中国电科院和国网电科院（以下简称两院）相关技术人员组成的联合开发组，启动了技术支持系统基础平台和电网运行稳态监控、自动发电控制、状态估计等基本应用功能的研发。 2009年3月，国家电网公司启动智能电网建设。国调中心组织开展了调度和发电两个环节的研究。 2009年5月，新一代电网调度技术支持系统正式更名为"智能电网调度技术支持系统"。结合华中新系统的建设搭建了华中测试小系统。 对此，2011年至2015年，是我国智能电网计划的“全面建设阶段”。在新一轮全国电网改造升级中，一体化的智能调度体系，将为坚强智能电网的安全经济运行，各种可再生能源与分布式能源发电的灵活接入提供有力的技术支撑。这一阶段的智能电网投资金额接近2万亿元，必将有效加快智