劉 宇，李鵬儒

（國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司鐵嶺供電公司，遼寧 鐵嶺 112000）

0 引 言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，用電量逐漸增加，逐漸出現(xiàn)了大型電網(wǎng)。大型電網(wǎng)運(yùn)用了各種先進(jìn)技術(shù)，使電網(wǎng)的運(yùn)行更加復(fù)雜，管理與指標(biāo)控制工作的難度增加[1]。在大數(shù)據(jù)時(shí)代下，先進(jìn)技術(shù)與電網(wǎng)周邊的許多產(chǎn)業(yè)相互融合，逐漸形成了一個(gè)統(tǒng)一的整體。通過對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行指標(biāo)的控制、相關(guān)系統(tǒng)的計(jì)算及運(yùn)行情況進(jìn)行判定，并根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)電網(wǎng)的薄弱緩解進(jìn)行了解，以做出相應(yīng)完善。在大數(shù)據(jù)平臺(tái)下，電網(wǎng)運(yùn)行更加自動(dòng)化與智能化，運(yùn)用了許多先進(jìn)科學(xué)技術(shù)如傳感技術(shù)、遠(yuǎn)程遙控技術(shù)等，使電網(wǎng)各個(gè)運(yùn)行指標(biāo)均在控制范圍內(nèi)。電網(wǎng)類型種類繁多，我國(guó)常用的電網(wǎng)類型為分布式電網(wǎng)，在運(yùn)行指標(biāo)控制方面有較為突出的表現(xiàn)[2]。電網(wǎng)的運(yùn)行過程并不是十分隨意，具有相應(yīng)的策略。在電網(wǎng)運(yùn)行前，要制定多種運(yùn)行策略，最后選擇最優(yōu)的方案應(yīng)用于電網(wǎng)運(yùn)行過程。根據(jù)上述分析，在大數(shù)據(jù)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，電網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理能力與存儲(chǔ)能力不斷增加，形成了相對(duì)完整的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行過程中獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一處理，通過獨(dú)有的計(jì)算方式滿足復(fù)雜的電網(wǎng)變化情況，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)監(jiān)控與運(yùn)行指標(biāo)的控制。

1 基于大數(shù)據(jù)平臺(tái)的電網(wǎng)運(yùn)行指標(biāo)控制系統(tǒng)

大數(shù)據(jù)平臺(tái)下，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行指標(biāo)進(jìn)行控制，需要完整的評(píng)價(jià)系統(tǒng)與原則。這類原則可分為不同等級(jí)，大體為五個(gè)部分。每一部分的構(gòu)成都不一樣，如一級(jí)評(píng)價(jià)系統(tǒng)要對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行所使用的資源進(jìn)行合理控制與調(diào)配，將有限的資源整合在一起，達(dá)到最好的評(píng)價(jià)效果。電網(wǎng)運(yùn)行指標(biāo)控制系統(tǒng)的具體組成如表1所示。

由表1可知，五個(gè)不同的評(píng)價(jià)系統(tǒng)分別用不同的字母表示。1級(jí)評(píng)價(jià)系統(tǒng)用字母A表示，2級(jí)評(píng)價(jià)系統(tǒng)由字母B表示，其中2級(jí)評(píng)價(jià)系統(tǒng)中包含4個(gè)指標(biāo)，分別用B1～B4表示。由于3級(jí)評(píng)價(jià)系統(tǒng)中與B2指標(biāo)有許多相似之處，即用C21～C24表示，在4級(jí)評(píng)價(jià)系統(tǒng)中，包含出4個(gè)指標(biāo)進(jìn)行采集，分別以Dη1～Dη4表示，并以此類推。評(píng)價(jià)系統(tǒng)是不斷更新不斷發(fā)展的，為了方便相關(guān)工作人員理解，表示方式是不變的。電網(wǎng)運(yùn)行指標(biāo)控制系統(tǒng)第5級(jí)中有許多采集項(xiàng)目，這些指標(biāo)同樣是需要被控制的一部分，因此也要進(jìn)行標(biāo)記。通常這種數(shù)值用字母H來表示。

表1 電網(wǎng)運(yùn)行應(yīng)用能力指標(biāo)體系表

2 電網(wǎng)運(yùn)行指標(biāo)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

我國(guó)電網(wǎng)通過不斷發(fā)展逐漸更新完善，打破了傳統(tǒng)電網(wǎng)的束縛，滿足不同電力用戶的不同需求。采取分布式電網(wǎng)將電網(wǎng)分成不同模塊，每一個(gè)模塊具有的電功率都是不同的。分布式電網(wǎng)與用戶之間的距離較近[3]，因此必須保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行指標(biāo)進(jìn)行控制，形成相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。常用的電網(wǎng)通?？梢苑譃橐韵聨讉€(gè)部分，即能源存儲(chǔ)部分、電力傳送部分及電力承載部分。大數(shù)據(jù)平臺(tái)的使用，使多個(gè)地區(qū)的電網(wǎng)技術(shù)與數(shù)據(jù)得到共享，使電網(wǎng)的運(yùn)行指標(biāo)得到控制，增加了電網(wǎng)的可用周期，通過大數(shù)據(jù)平臺(tái)掌握最前沿的電網(wǎng)信息與科學(xué)技術(shù)。電網(wǎng)的運(yùn)行指標(biāo)與狀態(tài)通過準(zhǔn)確記錄總結(jié)出一定規(guī)律，為電網(wǎng)運(yùn)行提供理論基礎(chǔ)。大數(shù)據(jù)平臺(tái)背景下，出現(xiàn)了越來越多的科學(xué)技術(shù)，尤其是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行指標(biāo)控制起到了至關(guān)重要的作用?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)電網(wǎng)管理設(shè)置了權(quán)限，相關(guān)工作人員可以通過不同權(quán)限對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行指標(biāo)進(jìn)行控制，并進(jìn)行系統(tǒng)計(jì)算。為使電腦更加智能化，在電網(wǎng)運(yùn)行各項(xiàng)工作進(jìn)行調(diào)配過程中，可以根據(jù)已知指標(biāo)對(duì)未知指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，使電網(wǎng)運(yùn)行更加智能化。大數(shù)據(jù)平臺(tái)中增加了指標(biāo)可視化功能，能夠更加直觀地控制電網(wǎng)運(yùn)行指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，打破傳統(tǒng)的電網(wǎng)控制方式，彌補(bǔ)傳統(tǒng)系統(tǒng)算法的不足。新系統(tǒng)算法的應(yīng)用使電網(wǎng)運(yùn)行指標(biāo)控制一定程度上獲得了提高，增強(qiáng)了執(zhí)行能力。它強(qiáng)大的可視化功能對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行起到了一定的監(jiān)控作用。電網(wǎng)運(yùn)行指標(biāo)控制系統(tǒng)算法具體技術(shù)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 電網(wǎng)運(yùn)行指標(biāo)控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

根據(jù)圖1結(jié)構(gòu)可知，大數(shù)據(jù)平臺(tái)中的系統(tǒng)計(jì)算與指標(biāo)數(shù)據(jù)處理都是整體構(gòu)架的基礎(chǔ)，貫穿電網(wǎng)運(yùn)行的整個(gè)指標(biāo)控制工作，使多項(xiàng)指標(biāo)完成融合作業(yè)，增強(qiáng)了操作人員對(duì)電網(wǎng)的管控力度，可在大數(shù)據(jù)平臺(tái)的基礎(chǔ)上對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理、存儲(chǔ)及分析，使電網(wǎng)運(yùn)行指標(biāo)控制更加規(guī)范化與實(shí)用化。大數(shù)據(jù)平臺(tái)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了資源共享，在電網(wǎng)運(yùn)行管理方面起到了重要作用。為重，故障自動(dòng)報(bào)修及分布式電源運(yùn)行數(shù)據(jù)儲(chǔ)存，都是傳統(tǒng)電網(wǎng)運(yùn)行管理無法達(dá)到的。大數(shù)據(jù)平臺(tái)中的系統(tǒng)算法，包含運(yùn)行指標(biāo)控制系統(tǒng)、運(yùn)行規(guī)劃系統(tǒng)及電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)等。電網(wǎng)運(yùn)行中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)指標(biāo)及參數(shù)，都對(duì)電網(wǎng)中各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀況起到了監(jiān)督作用，使工作人員及時(shí)了解電網(wǎng)設(shè)備存在的缺陷。大數(shù)據(jù)平臺(tái)中蘊(yùn)含的信息量十分廣泛，將許多地區(qū)的電網(wǎng)運(yùn)行指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一分析，使系統(tǒng)算法擁有更多的指標(biāo)數(shù)據(jù)作為運(yùn)行基礎(chǔ)，有效解決了信息資源匱乏的問題，為各地電網(wǎng)運(yùn)行提供了有力支撐。

3 基于大數(shù)據(jù)平臺(tái)的電網(wǎng)運(yùn)行指標(biāo)控制系統(tǒng)算法

大數(shù)據(jù)平臺(tái)的電網(wǎng)運(yùn)行指標(biāo)控制算法中存在許多問題。首先，我國(guó)常用分布式電網(wǎng)中包含了許多設(shè)備，電器設(shè)備之間存在通信問題，相關(guān)工作者必須引起注意。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種協(xié)議不斷涌現(xiàn)，使設(shè)備之間可以采用通信網(wǎng)口對(duì)接的方式進(jìn)行信息傳遞。這種轉(zhuǎn)化協(xié)議的方式能夠加強(qiáng)設(shè)備之間的聯(lián)系。此外，電網(wǎng)運(yùn)行過程中會(huì)使用到多種能源，能源在電網(wǎng)系統(tǒng)中的分布如圖2所示。

圖2 電網(wǎng)能量分布

如今，各個(gè)行業(yè)都在提倡節(jié)能減排，遵循“綠水青山才是金山銀山”的綠色環(huán)保思想。這種情況下，在電網(wǎng)運(yùn)行過程中，節(jié)能就成為了一項(xiàng)重要工作。要加大清潔能源的使用，如使用太陽能或風(fēng)能提供電網(wǎng)運(yùn)行中需要的動(dòng)力支持。具體地，將能量進(jìn)行轉(zhuǎn)換進(jìn)入到電網(wǎng)運(yùn)行過程中實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，算法為：

其中Q表示電網(wǎng)運(yùn)行的輸出能量，Qmax表示輸出的最大能量，Qmin表示輸出的最小輸出能量，W表示儲(chǔ)能系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，h表示調(diào)控?cái)?shù)據(jù)指標(biāo)，a表示指標(biāo)運(yùn)行系數(shù)。

根據(jù)控制方案能夠總結(jié)出電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)各個(gè)設(shè)備的控制系統(tǒng)算法。清潔設(shè)備運(yùn)行時(shí)的算法為：

其中f表示控制電能，e表示輸出能量，r表示最大輸入輸出數(shù)值，λ清潔設(shè)備運(yùn)行時(shí)的參數(shù)。

儲(chǔ)能設(shè)備運(yùn)行時(shí)的算法為：

其中Qmax表示最大儲(chǔ)能電量，I表示儲(chǔ)能運(yùn)行時(shí)的電流，U表示儲(chǔ)能運(yùn)行時(shí)的電壓。

除清潔能源轉(zhuǎn)換外，能源的儲(chǔ)備也是一項(xiàng)重要工作。若要堅(jiān)持環(huán)境保護(hù)原則，需要在電網(wǎng)運(yùn)行過程中率先使用清潔能源。當(dāng)清潔能源不足以維持電網(wǎng)供電時(shí)，再起用電網(wǎng)中的其他能源。這就對(duì)電網(wǎng)的儲(chǔ)電能力提出了更高要求。當(dāng)用電量增大時(shí)，儲(chǔ)電模塊中的電量逐漸減小，達(dá)到一個(gè)最小臨界值。而在電力需求較低時(shí)，觸電模塊中的電量達(dá)到了最高臨界值，這時(shí)儲(chǔ)電模塊對(duì)儲(chǔ)電設(shè)備進(jìn)行充電，達(dá)到循環(huán)作業(yè)的效果。具體運(yùn)行參數(shù)為：

其中U表示電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的電壓，單位為V；I表示電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的電流，單位為A。對(duì)節(jié)能電網(wǎng)進(jìn)行系統(tǒng)計(jì)算，盡量使用清潔能源減少對(duì)儲(chǔ)備能源的使用，避免循環(huán)系統(tǒng)出現(xiàn)問題。

4 結(jié) 論

信息技術(shù)的不斷發(fā)展，使得大數(shù)據(jù)平臺(tái)出現(xiàn)，為各行各業(yè)的發(fā)展提供了有力基礎(chǔ)，尤其是電力行業(yè)，使用相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)指標(biāo)數(shù)據(jù)的資源共享。對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行提供信息支持，各個(gè)系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)合作，更好地監(jiān)控指標(biāo)控制與系統(tǒng)算法，并對(duì)權(quán)限做出一定管理，使電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一規(guī)劃。對(duì)指標(biāo)控制的各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析，在電網(wǎng)運(yùn)行前進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)算法及管理方式的確定。整體算法要以電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行為基礎(chǔ)，結(jié)合先進(jìn)科學(xué)技術(shù)更新系統(tǒng)算法，從而為電力用戶提供更好的用電體驗(yàn)，促進(jìn)我國(guó)電力行業(yè)發(fā)展。