电网调度技术在智能电网应用中的思考

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摘 要：作为将先进的传感测量技术、分析决策技术、信息通信技术、自动控制技术、能源电力技术以及电网基础设施高度集成而形成的新型现代化电网，智能电网具有坚强、经济、自愈、集成、兼容、优化等特征，已经逐渐成为输变电网络的发展主力。电网调度技术是确保智能电网经济、安全和稳定运行的基础和前提，因此本文笔者就电网调度技术在智能电网的应用进行探析。

关键词：智能电网 电网调度技术 调度运行 实时监测 应用

中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）02（a）-0194-02

进入21世纪后，我国电力及相关行业进行了一系列的探索，对未来电网的发展模式进行了积极的思考，智能电网应运而生。电网调度技术是智能电网的关键环节，它能够对智能电网运行进行合理的管理、调度及控制，确保电力系统处于最优运行中，因此近年来受到人们越来越多的关注和重视。

1 我国智能电网的研究现状

我国对智能电网的研究起步较早，但是前期进展比较缓慢。1999年，清华大学首次提出“数字电力系统”的概念，对下一代电网的特征进行了描述；2005年，国家电网公司实施“SG186”工程，同年中国南方电网公司开展了“数字南方电网规划”研究；2007年，华东电网公司正式启动智能电网可行性研究项目；2008年，国家电网公司提出“全覆盖、全采集、全预付费”的建设目标，旨在为下一代电网的集成通信系统提供强大的信息网络平台；2009年，国家电网正式公布“坚强智能电网”计划，提出将在2020年前建成统一的坚强智能电网。

智能电网的智能主要体现在以下方面：自适应和自愈，实现自动优化调整和故障自我恢复；采用先进的传感测量技术，实现对电网的准确感知；实时分析和决策，实现从数据、信息到智能化决策的提升；可对观测对象进行有效控制。

2 智能电网中电网调度技术的主要功能分析

从电网调度的角度看，智能电网是多层次、多对象和多尺度的复杂统一体，这对电网调度技术的功能提出了更高的要求。

2.1 海量信息的处理

随着智能电网规模的快速扩充和智能电网互联的增强，电网调度需要实现一、二次系统的同步建模、采集与分析，需要对智能电网、市场和电量信息进行综合处理，需要扩展到静态、动态和暂态三位一体的信息处理与分析。

2.2 调度运行的实施

电网调度部门需要对系统中的变电站、发电厂及各种电气设备的运行情况进行监测和调节，确保智能电网的电压、电流、频率和功率等在规定的范围内；需要对要操作的设备进行安全校验，检查操作后是否造成失压、断面过载、设备过载或安稳动作等，通过操作票系统自动核对设备状态并进行程序化操作和控制，确保调度操作指令的正确性；需要对系统中出现的异常情况进行在线安全分析和决策处理，避免发生重大事故，确保系统的平稳运行。

2.3 调度计划的制定

按照智能电网运行及负荷预测的结果，电网调度对发电机组的开机方式进行安排，实现对智能电网运行方式安排的潮流计算进行安全校核，从而满足智能电网的电量平衡和电力平衡。

2.4 综合功能的实现

随着智能电网的推进，电力系统的动态行为更为复杂，此时作为承担电网静态监测、分析和控制功能的电网调度已经不能完全满足智能电网发展和安全运行的要求。例如，在智能电网受到扰动的动态过程中，尤其是发生低频振荡等长周期动态过程时，电网调度通常无法做出反应。此时，需要将电网调度的功能从传统的监视、分析和控制进一步延伸到广域保护和安全协调防御。

3 电网调度技术在智能电网应用中的要点

3.1 实时动态监测技术

将广域网动态测量技术应用于智能电网中，可以在同一时间参考轴下获得大规模的智能电网实时动态信息和稳态信息，此技术具有如下特点：利用全球定位系统为每个数据打上时标，获取同一时间断面上的数据，从而实现智能电网的动态数据监测、记录、电网扰动分析和电网低频振荡告警等；对发电机功角进行直接测量；每隔一段时间（一般是40 ms）向调度主站传送一次智能电网动态数据。

在使用广域网动态测量技术的基础上，还可以实现一些辅助功能，如对电厂进行一次调频考核。传统电网调度由于频率测量不精准、缺乏时标和信息传输的延时性，致使网省调无法有效获取发电机组当地的频率，因此我国一次调频的指标都是相对于某一负荷中心或网省调位置的频率为基准值进行的，显然此种方式不能对发电机组的一次调频性能进行准确反映。而使用广域网动态测量技术，则可以准确获得发电机组当地频率，从而对发电机组的一次调频性能进行准确反映，提高电厂一次调频考核的准确度。

3.2 在线预警和安全防御技术

在线预警和安全防御技术，能够实现智能电网安全稳定的实施预警，能够实现在线智能辅助决策和预防控制，能够对智能电网的多重故障、电厂的同时故障和相继故障等进行处理，能够实现协调控制和防御；能够实现智能电网安全稳定的追加控制，以此弥补区域和就地紧急控制的缺陷。在这方面使用较好的，有江苏电网安全稳定实时预警及协调防御系统、广东广域动态信息监测分析保护控制系统，它们在投入运行后，能够确保特高压输电线路投运及大区电网互联后的电网安全稳定运行，提高战时电网抗打击能力，从而进一步提升构建避免大面积停电的坚强防御体系。

3.3 电网运行方式的智能决策技术

作为确保智能电网平稳运行的基础，电网运行方式的安排至关重要，而电网运行方式的智能决策技术可以在负荷预测的基础上，对智能电网输变电设备的发电计划和检修计划进行合理安排。

在智能电网运行时，人们通常考虑的是N-1故障下的安全稳定性，即智能电网在受到单一扰动后，保护、开关和重合闸正确动作，不采取稳定控制措施，必须确保智能电网的稳定运行，而其他元件不超过规定的事故过负荷能力，不发生联锁跳闸。对于智能电网运行过程中碰到的N-3、N-4等设备检修情况下的安全稳定问题，智能电网调度运行部门的技术人员需要花费大量的时间去进行离线计算，而且离线稳定计算的结果还不能完全满足智能电网实际运行的需要，因此这就需要利用电网运行方式的智能决策技术，对智能电网运行方式进行在线计算，从而大大降低电网调度运行部门技术人员的工作量。

3.4 短路电流控制技术

传统电网的故障电流限制技术，主要是从电网运行方式、电网结构和电气设备性能等方面着手，此种技术虽然可以对故障点的短路电流进行控制，但是也会影响到电网的正常运行，甚至会降低电网运行的稳定性和安全性。例如，改变电网运行方式会降低电网运行的稳定性，使用高阻抗电气设备会增强网损，改变电网结构的成本较高。

利用故障电流限制器来对短路电流进行控制，能够弥补以上缺陷。当智能电网稳定运行时，故障电流限制器呈现低阻抗甚至是零阻抗；当智能电网发生故障时，故障电流限制器的阻抗迅速增加，并且不会对智能电网的运行方式产生影响。

4 结语

随着智能电网的不断推进，电网调度技术也处于不断发展之中，这需要我们的工作人员进行更深层次的研究和探索。在智能电网建设过程中，电网调度技术应重点解决大电网安全稳定性问题，着力研究分布式发电如风力发电和光伏接入和控制技术以及对系统运行的影响，建设节能发电调度技术支持系统、备用调度系统、风电功率预测系统、电网调度智能操作一体化信息平台，从而全面提升科技创新能力、资源优化配置能力和大电网调度驾驭能力。电网调度技术在智能电网中的应用，是确保智能电网经济、安全和稳定运行的必然要求。

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