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基于智能电网的电力调度自动化与控制系统实现赵力

发表时间：2020/7/20 来源：《电力设备》2020年第8期作者：赵力

[导读] 摘要：电网系统的稳定运行，是为社会各个领域稳定供应电能的前提条件。

        （国网晋中供电公司山西晋中 030600）
        摘要：电网系统的稳定运行，是为社会各个领域稳定供应电能的前提条件。但是随着社会用电量越来越大，保障系统稳定性与安全性的难度也越大。因此智能电网调度这一理念被提出，需要针对智能电网调度技术展开研究，进而保证社会的供电需求得到满足，达成供电目标。
        关键词：智能电网；电力调度；自动化；控制系统
        引言
        随着计算机和网络技术的发展，电力系统的自动化控制将会实现新的突破。从基础平台和基础数据建立大数据系统，并对其进行分析和统计，使得电力调度更加智能化和系统化。在发电、输变电、配电以及供电等方面实现双向供电，搭建起一套符合现代化建设需求的交互式系统和全局性的网络系统。
        1智能调度的自动化控制结构
        建立电网电力的自动化控制思路是：通过硬件设施的高端维护以及软件系统的安全保证，采用高性能计算机集群技术提供安全、可靠的运算能力和信息处理能力，从而保证一个调度中心能够容纳几十套的应用系统。调度中心是基于一个基础平台同时协调实时监控与预警、调度计划、安全校核和调度管理于一体的电网调度控制系统。电网中自动化系统搭建的目的是，为了能够解决众多复杂的电力调度问题。如实现分布式实时数据库的自动更新、控制实时监控图形的远程绘制等，实现复杂电网的各个层级之间的协调运行，并可实现各个站点的电力网络间的电力调度，以及多种网络下的电力调度预警机制和协调机制。随着计算机核心技术的不断应用和更新，能够形成更强大的电力调度网络实现“横向集成和纵向贯通”，大幅度提升了电力调度的安全性能与经济性能，保证资源的优化配置。
        2智能电网的特征
        2.1 自愈性
        智能电网可以实现在线安全评估以及在线分析，借助强大的预警能力以及预防能力可以进行自动故障诊断，实现对于故障的处理和恢复，而且能够自动检测存在的故障，及时地隔离故障元件，局部网络的异常可以自动恢复，如此也能够保证电力系统运行的稳定性和可靠性。
        2.2兼容性
        现阶段可再生资源得到了电力行业的高度重视，其中在进行接入的时候，需要选择合理的方式来进行落实，如今存在较多类型的电源以及储能设置，这样可以有效地满足人们的各种需求，而且能够给人们提供更加完善的服务。
        2.3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，而且可以掌握电网公司的各种数据信息，正确计算之后把这些内容传递给各个用户。不仅如此，工作人员需要设置合理的用电时间表，确保内部的电力使用可以得到合理的控制。
        2.4安全性
        电网在产生故障的时候，这个系统能够保持对于用户的供电，不会产生大面积的停电情况。在自然灾害以及极端气候条件下可以保证电网的安全运行，如此也可以提升电力信息安全。
        2.5经济性
        如今电力市场运营以及电力交易的进行，能够有效地改善对于资源的配置，而且可以提升能源使用效率，减少对于电能的消耗。不仅如此，也能够降低企业的投资成本以及运行维护成本，给企业带来更多的经济效益。
        3基于智能电网的电力调度自动化与控制系统实现
        3.1合理配置现行电网电压等级
        电压等级的配置要点在于以下几点。

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其一是要做好短路电流的分析，要综合考量不同的变电电压组合，此外要对配电网的电压等级进行简化，合理限制配电网的短路电流，提升配电的整体效率，进而达成配电网自动化的目标。其二是要简化变电的层次，为了保证电能输出的功率，要确保低压配电网的电压等级得到提升。同时应当在电网安全的前提下最大程度降低线损率，进而保证供电质量得到提升。其三是随着智能电网技术的发展与普及，必须对我国电压等级进行重新规划，通过适当的调整使电网效益实现最大化目标。通过联络开关的设置保证电压等级过渡的稳定性，使新老配电网并列运行。
        3.2输变电设备状态在线监测技术
        输变电设备的在线监测技术主要包括以下几点。（1）输电变电设备的状态监测，决定着系统的运行状态出现异常时能否及时被发现，并且及时采取相应的处理措施排除风险。设备运行监测系统包含了传感设备及监测设备。这些基础设备一般安设在变电站的输变电设备上，实时监测站端输变电设备的运行情况。（2）通信协议。智能电网系统一般选取IEC 61850标准为常用通信协议，但未来随着技术的不断发展，协议会随之更新。（3）利用综合状态监测系统做好评价。监测系统作为开放式架构的评估平台，可实现系统与装置的数据共享。调度过程中，运行客户端，利用站端监测单元，能够实时监测电网输变电设备运行状态。
        3.3用户互动模式下的调度一体化
        用户互动技术一般受到经济技术水平的影响，而我国电力市场目前依然处于发展中阶段，因此往往存在电价信息不对称的情况。为此应当以电网发展实际为依据，利用分时电价与用户端需求管理等措施，确保管理水平得到进一步提升。目前我国部分地区的工商业主已正式开始使用分时电价，这样能够错开用电的高峰期。利用这样的方式，能够达成两方面管理目标；一方面能够保证电力资源的科学分配；另一方面能够减少电力费用的整体支出。除此之外，分时电价能够保证用户的用电需求得到针对性满足，用户可以根据自身需求申报用电，将用户变量作为编制工作原始信息的一部分。对于用户互动技术，主要可细分为以下几方面。（1）光伏发电并网技术，系统包括了系统控制器、光伏阵列及逆变器等多个构件。（2）风力发电并网技术，包括异步、同步及双馈式三种模式，风能作为经济能源，加以使用，自然能够体现经济性优势，利用风能带动风轮机转动，将风能转变为动能，驱动设备运行供电，在解决风能不稳定的问题后，这一方式的应用显然能够体现出很大的价值。
        3.4电力用户智能服务
        电力用户的用电需求是多样化的，在智能电网环境中，配电网络的实际配电要根据用户需求规划，才能满足不同用户的不同用电需求。一般来说，电力用户的用电需求与实际建筑规模、建筑性质和运行情况等多方面信息都有着密切关联。例如商务楼宇的用电高峰期一般是在工作日，用电量大且对于稳定性的要求往往很高，住宅小区的用电时长则较为分散，用电量相对较少，并且往往并不会因一时的停电现象而受到严重影响。为此可以借助智能电表去监测掌握电力用户的用电情况，并且将通过智能电表收集的信息上传至上一级配电自动化系统，生成相应的指令，针对性指挥供电。
        3.5数据服务技术
        智能电网运行数据收集与处理，依然面临着一项核心问题，需要针对性解决。因横向的数据交换较为复杂，会导致大量冗余数据的出现，在电网运行时部分冗余的数据会使数据之间的误差更加明显，融合更难，分级调度交换缺乏灵活性。因此可以选择利用SOA数据服务，加之标准接口与注册中心，这样能够解决自动化调度系统出现的诸多问题，达成数据共享的目标，继而将管理落实到电网设备运行的全生命周期。
        结束语
        总的来说，通过对于现阶段发展形势的分析可以看出，智能电网属于电力网络的主要发展趋势，会造成新一轮的电力工业改革。智能电网条件下的调度自动化系统能够实现用电层面的双向互动，而且可以提升电力调度的可靠性以及安全性，使得电力系统保持稳定的运行状态，由于具备良好的发展前景，因此需要得到有关人员的高度重视。
        参考文献：
        [1]陈彤，段梦珂.智能电网技术在电力调度自动化中的发展研究[J].科技风，2019（28）：187.
        [2]万强，仇婧，韩一鸣.智能电网电力调度控制中心自动化关键技术分析[J].工程建设与设计，2019（02）：65-66.
        [3]陈媛媛，王军.电力调度自动化中的智能电网技术研究[J].山东工业技术，2018（23）：153.