智能电网的安全可控性探究

【摘 要】智能调度技术支持系统是保障电网安全运行的基础，目前该系统已经逐渐发展并趋于成熟，但是当电网处于非正常运行状态时，还需要依靠人工经验进行判断与处理。本文主要研究了智能电网调度技术支持系统的应用情况，以期给相关工作人员提供参考与建议，最终促进智能电网的不断发展。

【关键词】智能；电网；安全可控性

前言

在智能电网中由于能够实时交换信息，使得大量分布式发电，含风能和太阳能等可再生能源发电和分布式储能在电网中可以即插即用，进而还可参与运行优化；使得用户中可平移负荷，可与电网友好合作（犹如虚拟电源），帮助电网实现需求侧管理（如削峰填谷），并在紧急情况下支援电网运行，可以帮助明确如何才能使其最大限度地发挥潜能，从而为国家提供广泛的社会和经济效益。

1 智能电网调度技术支持系统主要技术

智能电网调度技术支持系统的实现，离不开以下关键技术：智能控制决策技术。该技术能够利用稳态分析、故障分析决策和培训模拟系统等来综合分析电网并进行决策或控制，这项技术能够为智能电网调度决策提供技术支撑，能够有效提高电网的安全性及可靠性，为电网规划、电力市场等工作提供建议。

2 智能电网调度技术支持系统的应用特点

随着社会经济和科学技术的迅速发展，目前大多数国家都已经开始研究智能电网安全运行。智能电网调度技术支持系统与传统电网调度自动化系统相比，能够在可靠、通畅的信息交互平台基础上，有机整合系统中运营、生产过程中的相关信息，最终为调度管理人员提供一个较为全面的电网运营状态图，切实保障电网运行的安全性、科学性及合理性。除此之外，智能电网调度技术支持系统能够优化各级电网控制，构建出结构扁平化、功能规模化、系统组态化的柔性体系架构。

3 智能电网调度技术支持系统应用方法

研究智能电网调度技术支持系统一般应用在以下几个方面：实时监视与预警（包含调度中心的感知、评估及决策）、调度计划、调度管理和安全校核。智能电网调度技术支持系统的应用，有助于协调电力系统的经济性及安全性。近年来，信息技术快速发展并应用到智能化技术数据分析中，电网的经济性与安全性成为电网优化的主要目标，智能电网调度技术支持系统能够利用输电元件停运、电网正常状态及约束集合来实现优化。在这个过程中，对智能电网的运行经济性主要是指总成本核算、运营的状况以及各种事故状态下电网负荷负载的程度。除了优化应用之外，基本理论研究是成为量化电力调度自动化及映射关系的一种重要方法，也显示了多层电力系统风险及安全运行的重要途径。

4 智能电网调度技术支持系统应用中的风险防范措施

近年来，我国电网逐渐扩大与互联，这虽然在一定程度上提高了电网运行的稳定性及可靠性，但是也增加了电网事故的复杂程度。因此，必须要采取有效措施来防范运行风险。由于智能电网调度技术支持系统具有自动控制、实时监控、安全校核、稳定分析、模拟培训、运行辅助、智能告警等功能，因此运用该系统能够有效规范运行风险。

4.1 自动控制

利用智能化电网调度技术支持系统的信息调整及调度功能，能够有效实现设备的可调性及电网的闭环调整，AVC自动电压功能及AGC自动发电控制都是保障电网安全运行的重要基础：自动电压控制主要用于无功发电机、无功潮流、电网电压母线及自动控制，能够对评估电网状态、分析相关数据，最终对可调控无功设备进行闭环控制；自动发电控制能够对调度区域发电机组的有功功率、跟踪负荷的变化情况进行控制，从而确保系统频率稳定及联络线功率的正常交换，使备用容量满足智能电网系统的要求，从而进行容量计算、区域控制、频率控制及机组考核等。

4.2 网络分析

智能电网调度技术支持系统中的网络分析与安全分析密切相关，利用该系统能够分析数据结果并评估电网，创造良好的运行条件，确立母线模型，为分析提供科学数据；在分析系统元件故障时，能够明确指出故障可能造成的影响。网络分析由电流计算、状态估计、网络拓扑、静态分析、输电能力等模块构成。以状态估计为例，主要结模拟量冗余、合接线信息、开关量状态及网络参数来进行相角评估，最终得出母线幅值；能够通过检测数据来排除不良数据，状态估计作为即时评估数据的重要内容，能够为其他功能的实现提供相应数据。

4.3 安全校核及辅助决策

在智能电网调度技术支持系统中，安全校核及辅助决策对于电网故障定位有着重要作用。通过可调设备的具体分析，能够作出既能控制代价又能优化调度的科学决策，从而有效避免电网出现实时失稳或越限等异常情况，为用户提供有效策略。从目前智能电网调度技术支持系统来看，SCADA采用的是信息稳态，利用测量单元与系统、广域监视的方式来控制系统，为监测电网及信息预警提供条件，使电力系统升级为智能系统。还能够进行网络安全部署工作，当发生紧急告警时，能够自动削减输电负荷，将故障隐患扼杀在萌芽阶段。

4.4 智能告警与实时监控

在智能电网调度技术支持系统中，智能告警与实时监控主要用于监测辅助信息，例如水情信息、气象信息、电网信息等。该系统能够对电网进行动态、稳态、暂态的监视，能够全面监控电网的运行状况；电网智能告警与实时监控主要包括：综合性智能告警、稳态、扰动识别、动态及在线监视等等。在此过程中，综合性智能告警一般以在线智能告警为主，能准确辨别出事故画面，然后对一次、二次设备运行信息进行综合分析。通过电力系统的智能告警与故障诊断功能，能够以直观形象的方式来对电网运行故障进行准确诊断，以便维修人员处理故障，确保电网的正常运行。

4.5 能源效率、需求响应和负荷控制

为了提高电网利用率，在不具备经济可靠的储能的条件下，需要开发高级配电市场，实现更具弹性的负荷需求特性，但这同时会使电网运行更加复杂和难以预测。为了实现有效的能量管理并达到设备层次上近乎瞬时的平衡，存在如下关键的挑战性问题。

（1）为了实现有效的需求响应（DR）和客户计划，利益相关者将会要求数据的能见度。目前，缺乏充分可信的、大家共同接受的能源效率（EE）、DR和负荷控制（DLC）的评估、测量和证实方法。

（2）必须确保信息的安全可靠。具体来讲，需要保证信息的私密性（对负荷操作的保密）、真实完整性（确保所接收到的负荷操作的信号是正确的）、可用性（确保需要时已准备好）和访问控制等。

（3）电动汽车的充电功率和储能量均很大，充放电时间的安排是否恰当直接关系到电网峰谷差的改善还是加剧电网需要为大量电动汽车的接入提供市场与技术支持。

4.6 信息管理和数据共享

借助于各装置之间的通信，和即将配置的数以十亿计的先进传感器，将会获得巨量数据。而且在一个被称作“智能”的电网中，输电网运行时使用的信息技术会和配电网运行中使用的信息技术一样多。实质上，任何智能电网的命脉都是充分地挖掘数据和信息应用的潜力，而这些应用又反过来使开发新的和改进的运营策略成为可能。

5 结束语

上述所有这些挑战都具有较强的计量科学和技术的根源。需要应对复杂的、多学科的工程挑战。为了加快智能电网的创新，同时需要科学与工程两个方面的进展。因此，如果得到解决，就可能产生深远的影响。为了加速智能电网的发展和收获潜在的（能量的、经济的、环境的和社会的）效益，这些无疑是至关重要的和需要优先研究的课题。

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