智能电网调度运行面临的关键技术研究

【摘 要】 电网调度部门的智能化是智能电网建设的关键因素。本文分析了电网调度的基本功能，智能电网调度技术的基本要求，对电网运行方式在线分析技术、电力系统元件参数在线辨识技术、基于FCL的短路电流控制技术、电网运行方式在线分析技术等解释了智能电网调度运行中的关键技术问题。

【关键词】 智能电网 调度运行 技术分析

二十一世纪，各国为了实现经济的可持续发展，将节约能源、降低损耗和低碳排放作为转变经济发展方式的主要内容，绿色能源和再生能源成为新经济时展的主要目标，同时对现有能源的使用也是能源改革主要方向，最大限度的提高能源的利用率，减少能源的浪费。智能化技术在电力上应用，实现了电网控制的自动化和智能化，提高电力使用的自控能力。

智能电网技术是电力行业发展的一大飞跃，他将提升了电力行业的服务质量。电力调度的智能化操作在电力系统的运行中显得非常的重要，能够满足智能电网的要求，提高智能电网的运行效率。本文在分析了目前电网调度的现状和智能化电网调度岁面临的技术问题。

1 电网调度功能

实现电力系统的安全稳定运行，电力系统调度的发电和用电必须保持平衡。基本功能包括：

（1）调度运行。主要是监测变电站、发电厂或者相关电气设备的运行情况，确保电网频率和电压稳定，并在正常范围内运行。指挥电网设备调度倒闸操作，保证操作指令的正确性，针对运行中出现的问题采取修正措施，控制系统的运行。（2）调度计划。根据电网运行的结果，安排发电机组的开机方式，实现对电网运行方式安排的潮流进行安全校核，满足电网电力平衡和电量平衡。（3）运行方式。通过对电网检修对电网进行分析，为电网的调度机构的决策提供数据分析依据和技术支持，同时也为其他电力部门提供电网运行、规划的信息技术支持。（4）继电保护。负责电网中继电保护及安全自动装置的计算工作，对二次装置进行技术管理，为电网的安全稳定运行提供技术支持。（5）通信自动化。主要负责电网数据采集、传送及显示，为调度机构正确系统操作指令提供相应技术支持，也是确保各种二次设备顺利动作的基础，保证系统的安全稳定运行。

2 智能电网调度技术支持系统建设目标

（1）安全可靠原则。智能电网调度技术支持系统充分考虑系统安全的要求，遵循电力二次系统安全防护的要求，在进一步完善边界防护的基础上，采用国产安全操作系统和国产安全数据库，通过应用证书技术加强信息安全，通过认证实现控制和执行的权限管理。（2）先进实用原则。系统的总体结构、数据库设计、图形界面、中间件、各类应用等模块的设计，系统应充分吸收借鉴国内外相关领域的先进技术和研究成果，采用面向服务的体系架构（SOA）、基于安全分区的体系结构、面向设备的标准模型和统一的可视化界面等国际前沿技术，支持国际和国家先进技术标准，保证系统在国际上处于领先地位。（3）可管理易维护原则。系统应能很方便地对支撑的应用进行配置、管理，以实现灵活的裁剪；应支持工程实施环境的可配置性和服务的参数化使用，方便地支持平台功能的客户化调整；应充分考虑用户的需要，方便系统的工程化实施、运行管理、日常维护、升级改造等。

3 智能电网调度运行关键技术

3.1 电网实时动态监测技术

机组一次调频响应指数指的是电网频率出现偏差时机组为恢复电网频率实际变化积分电量与期望变化积分电量之比。由于EMS/SCADA 系统缺乏时标、具有传输延时以及频率测量的不精确性，故而网省调无法有效获取发电机组当地的频率，因此目前国内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，显然这种机组一次调频控制及考核办法不能准确反映发电机组的一次调频性能。

3.2 电网运行方式在线分析技

在电网调度生产工作流程中，电网运行方式安排的合理与否是保证电网安全稳定运行的前提和基础。WAMS系统或SCADA/EMS系统实现对电网运行方式的在线分析，可以大幅度降低电网运行管理人员的工作量，并显著提高工作效率。无论电网动态监测预警与辅助决策技术还是电网运行方式在线分析技术，它们的共同点都是将电网的稳定分析计算由离线提升至在线，大幅度地减少稳定计算仿真工作量，提高了电网安全稳定性。

3.3 电力系统元件在线参数辨识技术

电力系统元件参数的精确与否对于电力系统计算分析具有重要的影响。电力系统元件的模型与参数包括输电线、发电机、励磁系统、原动机及调速器和负荷。利用电网实时动态监测系统（WAMS）的PMU数据进行参数辨识后，用这些辨识的参数去更新电网动态监测预警与辅助决策系统和电网运行方式在线技术支持系统的计算数据库，可以提高稳定计算的精度。

3.4 基于FCL的短路电流控制技术

利用故障电流限制器（Fault Current Limiter，简称FCL）控制短路电流是最近提出的一种新方法。在系统正常运行时，故障电流限制器呈现零阻抗或低阻抗，而在系统发生故障时，故障电流限制器阻抗迅速增大，因而对电网正常运行方式的运行特性几乎没有影响。目前故障电流限制器控制短路电流目前已在华东电网获得了应用。

3.5 基于广域网的输电线路测距技术

基于广域网的输电线路测距技术可以实现输电线路故障的快速定位，其是基于行波原理，利用一种先进的数学工具———小波变换技术来分析输电线路故障时产生的暂态行波信号，从而确定故障点距离。由于其故障测距基本不受以上各种因素的影响，精度较高。特别是随着电力调度数据网的建成，基于广域网的输电线路测距技术已完全可以在电网中应用。

4 结语

本文针对智能电网调度运行面临的关键技术问题，从电网实时动态监测技术、电网动态监测预警与辅助决策技术、电网运行方式在线分析技术、电力系统元件参数在线辨识技术、基FCL的短路电流控制技术、电网经济运行与优化技术以及基于广域网的输电线路测距技术等七个方面展开了讨论和分析。智能电网调度运行技术的研究和应用还需要在运行实践中进一步探索，同时智能电网调度运行也是随着新技术的开发与应用而逐步发展的。

参考文献：

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