电力系统调度自动化中智能电网技术研究

国电南瑞科技股份有限公司国际业务分公司 邓 阅

1 引言

当前我国智能电网的运作负荷在不断增加，因此，进一步提高电力系统的高效运行，实现电力系统调度自动化已成为电力行业的一项重大任务。所以，应该大力发展智能电网相关技术,运用科学的方法进行合理规划和调度，以确保智能电网调度运行方式能够为用户提供高效、可持续、稳定的电力供应。

2 智能电网调度技术

2.1 智能电网调度技术概述

智能电网调度技术是通过高科技的传感器、测量以及监测技术，利用智能设备工具和控制方法，在双向高速通信网络和综合电网的基础上，进一步实现高性能、低风险的电网调度运行[1]。智能电网调度技术是目前保障智能电网安全稳定运行的一种先进技术工具，能够有效实现对相关电力设备进行远程控制，对故障的及时反映和及时处理，以及对电能质量的实时监测，从而提高电网的稳定性。智能电网调度自动化结构如图1所示。

图1 智能电网调度自动化结构

2.2 智能电网调度技术的特点和优势

智能电网调度和运行方式可以使电力系统在实际运行过程中更加安全、便捷，同时由于智能化电网调度的控制方式更具抗风险性，所以能够满足多种要求[2]。电网调度技术的智能化发展有效凸显了基于科学技术、新能源技术以及经济水平的自由调度和智能化管理，因此能够为智能电网运行创造出物质基础，进一步改善智能电网调度技术。智能电网调度技术也有优势。此外，智能技术也需要不断汲取经验，不断提升和改善电网调度的运行能力，促进整个电力系统的技术水平提高。智能电网调度技术在拓展性方面也具有非常大的优势，能够按照相关技术人员的方案进行合理化的拓展操作，从而达到人与机器交互的工作状态。

2.3 智能电网调度技术体系结构和原理

一是物理层。该层主要包括电力系统中的电线、电缆、变压器、输配电设施设备等。二是传感器层。该层囊括了架设于电力设备中的各类传感设备，可实现电力设备运行过程中各类型、各形式数据信息的全面收集，并将其汇总至节点设备之中。三是控制层。该层主要包括数据聚合、控制、优化以及决策等过程。控制中心将来自传感器网络层的数据聚合进行相关处理，从而制定出适合的控制策略，以此保障整个电力系统的安全稳定运行。四是网络层。包括接入控制器、网管等元件，是感知层、平台之间实现数据互联互通的中间层，能够为整个电力系统构建具备高效率、高安全性、高可用性的数据传输渠道。五是应用层。该层包括基于智能电网调度技术的设备数据管理系统、业务管理系统等子系统，是实现设备运转数据有效利用、业务运行监测的底层支撑。由于电力系统的复杂性与随机性，使得传感器所收集数据、所运用算法也呈现出多元化的态势。同时，智能电网体系架构也需要进一步满足不同需求的应用，从而能够更好地与客户进行交互，以便于使电力服务更加透明化，这将有助于降低成本。

智能电网调度技术体系架构如图2所示。

图2 智能电网调度技术体系架构

3 智能电网调度技术的实现方式和关键技术

当前，我国电力企业的电力调度运行系统已经取得了较大的发展和技术进步。例如，对电力系统中发电机设备的技术在线监测，在此过程中能够清楚地看到电网实时数据，并根据相关的信息数据，清楚地观察到该设备的实时运行状态。工作人员能够进一步对动态数据进行监控，在利用系统进行定位时，可以有效设定目标，并充分运用这种动态运行模式，防止问题的发生，从而能够有效确保电网运行过程中的效率与安全性，只有这样才能够及时地发现电网运行过程中以及分配时存在的问题。

实时电网监测模式改进了传统计算机操作模式，能够根据历史数据得出每个发电单元的频率及运行模式，使电力工程师能够更加准确地控制电力运行的频率和电力利用效率。通过利用预警系统和辅助系统在运行过程中对电力系统进行监测，这不仅会减轻技术人员的工作量，同时提高了电力系统的智能化程度以及实际利用率。

其中，PID 技术是一种常用的监控温度的控制系统，其主要用于调节温度，通过电力系统中的温度保护器，能够将智能电网中的电力设备温度控制在可控范围内，在经过温度控制器所发出的相关指令后，就能够使控制设备的实际运行状态达到温度调节效果。并且能够根据作业方式的不同设计出对应的体系。PID 技术在运行与构建的过程中，能够同时兼具满足系统运行的不同需要。此外，在存储器的运用下还能够及时地发布有关的信息，高效完成相应的逻辑运算。

目前，我国许多智能电网的实际运行过程中都采用了PID 技术，并且在生产的各个环节与步骤中都有较好的应用，PID 技术的应用是目前一种新型的电力系统控制技术，相较于传统的电力系统控制与调度而言，其更加符合现代化智能电网发展的需要，使得智能电网在实际运行过程中更具适应性和稳定性，能够较强地适应各种环境，排除运行过程中的不良因素的影响，以此来减少相关设备在运行的过程中出现故障。

4 智能电网调度的应用领域和案例分析

4.1 智能电网调度的应用领域

一是借助智能电网调度技术体系中的多元化传感设备，能够实现对电力系统各项参数的精确收集与汇集，从而实现电力设备自身以及所在外部环境各类影响因素的有效感知、预警、检测，实现多个电力系统配电网设备之间的联动式分析，并据此向对应终端发送预警报告，从而切实提升智能配电网设备检测工作的有效性与精准性[3]。

二是结合智能配电调度技术体系中感知层节点设备，能够进一步提升对状态量的收集频率及范围，进而有效实现对电力系统中设备故障精准识别与判断，同时借助相关工具，进一步绘制出相应的电力设备使用的负荷曲线、设备运行状态曲线等数据挖掘技术，能够有效监测和预估电力系统一次设备或二次设备的运行走势，以便运维人员进行故障的排查与解决。

三是通过构建包含电力系统电力设备运行状态、故障案例等数据库，再结合图像识别、视频监控等智能技术手段，能够进一步建立起一个具备多元化智能感知的电力设备状态预警系统。

四是基于智能配电调度技术的电力系统，能够有效改善传统电力设备巡检人员的工作规范化、智能化，强化工作人员巡检效率及成效，从而切实提升电力设备的使用寿命。

4.2 智能电网调度的案例分析

电力行业作为关乎国计民生的支柱型行业，承载着保证国民经济稳步发展、推动产业创新转型的历史使命，保证电力输配环节的安全稳定至关重要。为了使停电事故后将影响降到最低，需要搭建新一代智能电网调度系统。例如，阳信电网所采用的系统为iES700智能电网调度技术支持系统，该系统是集实际与创新于一体的智能电网调度控制系统。该系统基于D5000标准建设，能够有效满足智能电网调度技术建设，从而有效实现了滨州地区电力调度控制系统的模式标准化，能够满足下属县级、地级电力公司安全运行要求，同时也实现了滨州地区电网管辖区域内调控一体化的全方位需求。

4.3 智能电网调度的效益评估

智能电网调度运行安全、可靠、稳定，数据处理迅速，带来了较好的经济效益和社会效益。智能电网调度系统中的AVC 模块能够实时监测电网电压，实现对电网电压进行智能化调整，从而有效减轻电网调度专员的人力劳动强度；此外，当电网出现设备运行故障时，应用该智能调度技术能够尽可能地缩短调度专员故障处理的时间，进一步给人们日常生活生产带来更多的利益。由此可见，该技术的应用不仅具备较高的推广价值，同时也创造了良好的社会效益。

5 智能电网调度技术的发展趋势

5.1 智能电网调度技术的发展现状和趋势

当前我国电力发展与经济发展联系紧密，而电网智能化调度领域的发展高度与智能化技术发展与应用是同步的。我国电力企业不断加强在智能电网调度技术研究的投入力度，并成功构建起智能电网调度技术支持系统，该系统的构建有效推动了我国智能电网建设的发展，并且实现了智能化调度系统的开发，进而完成了调度动作的有效性，同时针对混合输电的问题，成功研发出智能电网综合防御系统。同时，新型三维协调电网EMS 在三维空间的应用，实现电网调度系统的全面控制。

5.2 智能电网调度技术的应用和影响

智能电网调度技术是整个电力系统中最基础的一项技术，包括多个方面的功能，包括电网运行中的数据记录、电网运行状态控制与调节、数据采集以及处理以及图形采集等。智能电网调度技术的应用领域涵盖多个范围，如对电网实时监控、对变电站的集中监控以及设备信息管理、综合智能分析与警告、网络分析功能以及电压自动控制应用。

5.3 智能电网调度技术的发展路径和战略

要想确保智能电网调度技术未来发展态度稳定向好，需要针对电力系统中的各项电力设施设备进行优化，确保基础工作能够顺利开展。规范电网线路接线工作，并结合实际情况对相关设备的参数进行调节，以此来构建智能化电网调度管理系统。还需要与时俱进，不断引进新型技术手段，从而确保电网调度工作能够安全稳定运行。此外，调度人员的专业程度对于整个电力行业来说至关重要。因此，需要对其开展专业知识的培训，按照理论知识培训和实际操作培训两方面进行重点培训。从而使其能够在业务知识熟练掌握的同时，还能够加强实际操作能力。

5.4 智能电网调度技术的未来展望和发展方向

智能电网中的调度技术是一个不断发展与创新的领域。在未来，随着智能化技术的不断发展与新能源技术的应用，智能电网调度技术将逐渐走向完善。具体表现有几点，一是加强数字化技术的应用，进一步实现电网调度的数字化、智能化。二是加强数据共享与信息交换，从而建立起多元化的数据源，全方位实现电网信息实时共享。三是加强新能源技术的应用，进一步提升电网的灵活性与可行性，减少能源消耗和污染。

6 结语

本文基于智能电网调度技术建立了一个状态全面感知、信息高效处理、应用丰富多元的智能电网调度系统，同时针对当前该领域发展现状以及实际应用场景，认为该技术具备较高的应用及推广价值，并以此提出未来发展领域及方向，以期能够为我国电力事业的创新发展提供一定的参考与借鉴。