电网智能调度的关键技术分析

发表时间:2021/1/12   来源:《中国电业》2020年第27期   作者:李劲脉
[导读] 当今,随着电网运行环境不断变化,电网负荷日益增加,电力市场运营对电网运行的影响日益突出
        李劲脉
        新疆天富能源股份有限公司电力调度中心 新疆石河子 832000
        摘要:当今,随着电网运行环境不断变化,电网负荷日益增加,电力市场运营对电网运行的影响日益突出;再加上各类风灾、水灾、冰灾、热浪、地质灾害等对电网的影响,如何提高电网运行稳定性和安全性已经成为了电力企业需要重点解决的问题。为保证电网稳定运行,提出了智能电网调度理念,在智能电网模式下可以实现电网调度运行、设备监控一体化的管理,提高电网运行的管理水平和技术水平。
        关键词:电网;智能调度;关键技术
        引言
        电力系统的稳定运行,对人们正常的生产生活有重要的作用。作为电力系统的重要组成部分,智能电网调度工作的顺利开展,可以为电力系统的稳定安全运行提供有力保障。随着智能电网技术的不断发展,传统的调度方式已经无法满足实际的需求,需要研究智能电网调度运行的关键技术,进而推动智能电网的可持续发展。
        1智能配电网基本特点
        1.1自愈性
        智能电网具有一定的系统性和整体性,调度工作人员不需要对其进行大量、频繁地干预,便能够将智能电网系统中存在的故障元件进行有效隔离,防止其中一个故障元件对其整体性能造成影响,进而出现整体问题。除此之外,如果智能电网中的系统元件或者局部网络发生了异常问题,智能电网系统具有自愈性,可自行进行诊断和分析,检测出问题的源头并消除故障,进而能够保证智能电网能够在短时间内恢复正常状态。智能配电网通过其自愈特性能够保持电网系统长期处于稳定的运行状态下,对于电网的平稳发展具有重要意义。
        1.2优质、高效
        智能电网中引入了先进的信息监控技术,大大提高了设备的使用效率,实现了智能电网的高效、优质运行[1],降低了电网运行维护成本。随着社会发展步伐的不断加快,新技术、新理念层出不穷,用户对电力的需求层面也变得更加广泛,不仅对电能质量有着严格的要求,而且对电能的多样化也有了更高层次的需求。而智能电网正是在这种需求背景下被提出的,通过接入智能电网不仅可以满足人们的多样化需求,实现电网信息的高度集成与共享,而且可以达到电网精细化、规范化和标准化管理的基本要求。
        1.3智能电网存在兼容性
        通常情况下的的智能电网兼容性通常指的是其可以和微电网及分布式电网并网运行,可以很好地衔接风能以及太阳能等自然资源,可以与对应的储能装置以及电源一起应用,这么做可以实现各种类型用户的要求。
        2配电网调度系统存在的问题
        2.1系统灵活性欠佳
        虽然目前智能技术发展迅速,智能电网调度系统开始引进越来越多的技术,使系统功能更加丰富化,但是对系统设计进行分析,实现一体化架构设计仍十分困难,难以完成多级调度和多专业的覆盖,不能满足调度中横向协同以及纵向贯通的要求。从另一个角度分析,因为深受其他因素的影响,调度机构及厂站在系统建设环节,所使用的技术繁多,不具统一性和规范性,多为独立建设,联系松散,设计不具规范化,实现信息数据共享较为困难。这也是调度系统不具灵活性的重要原因。
        2.2电厂和电力用户之间缺乏有效的互动
        由于我国的电力市场发展还处于起步阶段,在很多方面还存在不足之处,各地区所开设的电网公司在服务方面也做得不是很到位,不能为用户提供更加全面的服务。因此,在智能电网应用过程中,需要结合我国的基本国情,对原有的发电体制进行改进,实现电力行业可持续发展。
        3智能电网调度运行关键技术分析
        3.1电网运行方式在线分析技术
        在电网调度运行过程中,对于电网运行方式进行科学合理的设计是确保电网能够安全稳定运行最为基础的内容之一。现阶段的SCADA/EMS系统以及WAMS系统能够有效实现对电网运行方式的在线分析,其前置单元相量测量装置PMU能够以数百Hz的速率采集电流、电压信息,通过计算获得测点的功率、相位、功角等信息,并以每秒几十帧的频率向主站发送。PMU通过全球定位系统(GPS)对时,能够保证全网数据的同步性,时标信息与数据同时存储并发送到主站。因此,WAMS能够使调度人员实时监视到电网的动态过程,能够很大程度上降低电网工作人员的实际工作量,有效提升人员的工作效率,同时也提升了电网安全稳定性。
        3.2电网动态监测预警与辅助决策技术
        电网动态监测预警与辅助决策技术可以对电力系统进行动态监测,还可以在线计算监测数据,以便调度运行人员通过计算结果来开展决策,不断提升调度人员对电网的控制能力以及驾驭能力。电网动态监测预警与辅助决策系统的主要功能有:在线暂态功角稳定紧急控制辅助决策、在线频率稳定预防控制辅助决策、在线低频震荡预防控制辅助决策、在线暂态电压稳定预防控制辅助决策、在线静态电压稳定预防控制辅助决策、在线暂态功角稳定预防控制辅助决策、在线热稳定预防控制辅助决策、在线低频震荡计算分析、在线频率稳定计算分析、在线暂态电压稳定计算分析、暂态功角稳定计算分析、在线热稳定计算、在线静态安全与电压稳定计算分析、在线状态估计、电网实时动态监测。
        3.3运行风险技术的使用
        近些年来,我国能源建设及发展越来越注重新能源的发展、推广和使用,但是对目前应用最为广泛的清洁能源发展现状进行分析,例如常见的水力发电和风力风大,极易受到自然环境的影响,发电的不确定性较大。即使容量较小的DG能够通过微电网并网运转,但是其整体稳定性不佳,容易受到一些不可控因素的影响,导致配电网负荷具有较高的不确定性,也正是因为以上多种因素的共同影响,导致配电网潮流分布具有难以预见性,难以预见性则表示难以对其进行有效控制,自然而然对配电网运行安全性及稳定性产生不利影响,导致其运行中伴随较大的风险,最终可能会导致供电质量的下滑。基于上述问题,通过深入地分析和研究,将DG、微电网、储存能量装置等设施以及新能源电源的随机模型作为基础,制定有效的动态配电网运行风险预警方案,提高配电网智能调度的抗风险性能。
        3.4合理配置现行电网电压等级
        (1)分析各类变电电压组合的短路电流,对配电网短路电流进行限制,简化配电网络中的电压等级,提高配电效率,实现配电网的自动化运行。(2)对变电层次进行进一步的简化,提升低压配电网络的电压等级,提升电能输送功率,在保证电网安全运行的基础上降低线损率,为用户输送更加优质的电能。(3)随着智能电网的日益普及,需要重新对我国的电压等级进行优化调整,实现电网效益的最大化。为了防止电压等级过渡过程中影响电网的可靠性,可以通过装设联络开关的方式,实现新老配电网的并列运行。
        结语
        智能电网的质量以及效率可以通过智能电网调度运行的关键技术来进行保障,能够使得电网更加可靠安全地发展。智能电网调度运行技术在实际应用的时候,要注意对工作人员的专业水平以及职业素养进行提升,并且也要确定科学的筛查和校验计划,对于安全隐患额实施排查也要认真遵循计划来进行,使得智能电网运行的安全可靠获得保障,这样可以有效地促进智能电网调度运行所获得的利润。电力产业是我国非常重要的产业,因此一定要认真对待,不能敷衍了事。


        参考文献
        [1]王洪兵.关于智能电网的调度自动化技术分析[J].工程技术(全文版),2016,(12):140.
        [2]李灵.智能电网调度运行关键技术浅析[J].低碳世界,2019,(35):33-34.
        [3]陈金阳.探讨智能电网调度运行面临的关键技术[J].科技展望,2018,(21):149-150.
        [4]胡原源,肖慈华,商曾.探讨智能电网调度运行面临的关键技术[J].建材与装饰,2017,(34):149-150.李劲脉
新疆天富能源股份有限公司电力调度中心 新疆石河子 832000
        摘要:当今,随着电网运行环境不断变化,电网负荷日益增加,电力市场运营对电网运行的影响日益突出;再加上各类风灾、水灾、冰灾、热浪、地质灾害等对电网的影响,如何提高电网运行稳定性和安全性已经成为了电力企业需要重点解决的问题。为保证电网稳定运行,提出了智能电网调度理念,在智能电网模式下可以实现电网调度运行、设备监控一体化的管理,提高电网运行的管理水平和技术水平。
        关键词:电网;智能调度;关键技术
        引言
        电力系统的稳定运行,对人们正常的生产生活有重要的作用。作为电力系统的重要组成部分,智能电网调度工作的顺利开展,可以为电力系统的稳定安全运行提供有力保障。随着智能电网技术的不断发展,传统的调度方式已经无法满足实际的需求,需要研究智能电网调度运行的关键技术,进而推动智能电网的可持续发展。
        1智能配电网基本特点
        1.1自愈性
        智能电网具有一定的系统性和整体性,调度工作人员不需要对其进行大量、频繁地干预,便能够将智能电网系统中存在的故障元件进行有效隔离,防止其中一个故障元件对其整体性能造成影响,进而出现整体问题。除此之外,如果智能电网中的系统元件或者局部网络发生了异常问题,智能电网系统具有自愈性,可自行进行诊断和分析,检测出问题的源头并消除故障,进而能够保证智能电网能够在短时间内恢复正常状态。智能配电网通过其自愈特性能够保持电网系统长期处于稳定的运行状态下,对于电网的平稳发展具有重要意义。
        1.2优质、高效
        智能电网中引入了先进的信息监控技术,大大提高了设备的使用效率,实现了智能电网的高效、优质运行[1],降低了电网运行维护成本。随着社会发展步伐的不断加快,新技术、新理念层出不穷,用户对电力的需求层面也变得更加广泛,不仅对电能质量有着严格的要求,而且对电能的多样化也有了更高层次的需求。而智能电网正是在这种需求背景下被提出的,通过接入智能电网不仅可以满足人们的多样化需求,实现电网信息的高度集成与共享,而且可以达到电网精细化、规范化和标准化管理的基本要求。
        1.3智能电网存在兼容性
        通常情况下的的智能电网兼容性通常指的是其可以和微电网及分布式电网并网运行,可以很好地衔接风能以及太阳能等自然资源,可以与对应的储能装置以及电源一起应用,这么做可以实现各种类型用户的要求。
        2配电网调度系统存在的问题
        2.1系统灵活性欠佳
        虽然目前智能技术发展迅速,智能电网调度系统开始引进越来越多的技术,使系统功能更加丰富化,但是对系统设计进行分析,实现一体化架构设计仍十分困难,难以完成多级调度和多专业的覆盖,不能满足调度中横向协同以及纵向贯通的要求。从另一个角度分析,因为深受其他因素的影响,调度机构及厂站在系统建设环节,所使用的技术繁多,不具统一性和规范性,多为独立建设,联系松散,设计不具规范化,实现信息数据共享较为困难。这也是调度系统不具灵活性的重要原因。
        2.2电厂和电力用户之间缺乏有效的互动
        由于我国的电力市场发展还处于起步阶段,在很多方面还存在不足之处,各地区所开设的电网公司在服务方面也做得不是很到位,不能为用户提供更加全面的服务。因此,在智能电网应用过程中,需要结合我国的基本国情,对原有的发电体制进行改进,实现电力行业可持续发展。
        3智能电网调度运行关键技术分析
        3.1电网运行方式在线分析技术
        在电网调度运行过程中,对于电网运行方式进行科学合理的设计是确保电网能够安全稳定运行最为基础的内容之一。现阶段的SCADA/EMS系统以及WAMS系统能够有效实现对电网运行方式的在线分析,其前置单元相量测量装置PMU能够以数百Hz的速率采集电流、电压信息,通过计算获得测点的功率、相位、功角等信息,并以每秒几十帧的频率向主站发送。PMU通过全球定位系统(GPS)对时,能够保证全网数据的同步性,时标信息与数据同时存储并发送到主站。因此,WAMS能够使调度人员实时监视到电网的动态过程,能够很大程度上降低电网工作人员的实际工作量,有效提升人员的工作效率,同时也提升了电网安全稳定性。
        3.2电网动态监测预警与辅助决策技术
        电网动态监测预警与辅助决策技术可以对电力系统进行动态监测,还可以在线计算监测数据,以便调度运行人员通过计算结果来开展决策,不断提升调度人员对电网的控制能力以及驾驭能力。电网动态监测预警与辅助决策系统的主要功能有:在线暂态功角稳定紧急控制辅助决策、在线频率稳定预防控制辅助决策、在线低频震荡预防控制辅助决策、在线暂态电压稳定预防控制辅助决策、在线静态电压稳定预防控制辅助决策、在线暂态功角稳定预防控制辅助决策、在线热稳定预防控制辅助决策、在线低频震荡计算分析、在线频率稳定计算分析、在线暂态电压稳定计算分析、暂态功角稳定计算分析、在线热稳定计算、在线静态安全与电压稳定计算分析、在线状态估计、电网实时动态监测。
        3.3运行风险技术的使用
        近些年来,我国能源建设及发展越来越注重新能源的发展、推广和使用,但是对目前应用最为广泛的清洁能源发展现状进行分析,例如常见的水力发电和风力风大,极易受到自然环境的影响,发电的不确定性较大。即使容量较小的DG能够通过微电网并网运转,但是其整体稳定性不佳,容易受到一些不可控因素的影响,导致配电网负荷具有较高的不确定性,也正是因为以上多种因素的共同影响,导致配电网潮流分布具有难以预见性,难以预见性则表示难以对其进行有效控制,自然而然对配电网运行安全性及稳定性产生不利影响,导致其运行中伴随较大的风险,最终可能会导致供电质量的下滑。基于上述问题,通过深入地分析和研究,将DG、微电网、储存能量装置等设施以及新能源电源的随机模型作为基础,制定有效的动态配电网运行风险预警方案,提高配电网智能调度的抗风险性能。
        3.4合理配置现行电网电压等级
        (1)分析各类变电电压组合的短路电流,对配电网短路电流进行限制,简化配电网络中的电压等级,提高配电效率,实现配电网的自动化运行。(2)对变电层次进行进一步的简化,提升低压配电网络的电压等级,提升电能输送功率,在保证电网安全运行的基础上降低线损率,为用户输送更加优质的电能。(3)随着智能电网的日益普及,需要重新对我国的电压等级进行优化调整,实现电网效益的最大化。为了防止电压等级过渡过程中影响电网的可靠性,可以通过装设联络开关的方式,实现新老配电网的并列运行。
        结语
        智能电网的质量以及效率可以通过智能电网调度运行的关键技术来进行保障,能够使得电网更加可靠安全地发展。智能电网调度运行技术在实际应用的时候,要注意对工作人员的专业水平以及职业素养进行提升,并且也要确定科学的筛查和校验计划,对于安全隐患额实施排查也要认真遵循计划来进行,使得智能电网运行的安全可靠获得保障,这样可以有效地促进智能电网调度运行所获得的利润。电力产业是我国非常重要的产业,因此一定要认真对待,不能敷衍了事。
        参考文献
        [1]王洪兵.关于智能电网的调度自动化技术分析[J].工程技术(全文版),2016,(12):140.
        [2]李灵.智能电网调度运行关键技术浅析[J].低碳世界,2019,(35):33-34.
        [3]陈金阳.探讨智能电网调度运行面临的关键技术[J].科技展望,2018,(21):149-150.
        [4]胡原源,肖慈华,商曾.探讨智能电网调度运行面临的关键技术[J].建材与装饰,2017,(34):149-150.
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