石彬

摘要：在國家電網(wǎng)調(diào)度中心提出了智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)框架的基礎(chǔ)上，提出如何在區(qū)域電網(wǎng)運行風險控制下并且符合目前調(diào)度系統(tǒng)實現(xiàn)智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)框架的功能目標，指出可改造PNU使其具有遙信和遙調(diào)功能，具備與SCADA和故障錄波系統(tǒng)的功能，因此完全取代二者，實現(xiàn)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集的統(tǒng)一。在一體化系統(tǒng)中實現(xiàn)上述所有功能，并指出為了實現(xiàn)智能電網(wǎng)應該新開發(fā)電網(wǎng)運行方式預安排、電網(wǎng)運行經(jīng)濟分析、在線斷面極限功率計算、電網(wǎng)供電能力評估等應用功能.

關(guān)鍵詞：區(qū)域電網(wǎng);風險控制;一體化調(diào)度

引言：

智能電網(wǎng)是電力工業(yè)的一場巨大變革，將引起電力工業(yè)在各個領(lǐng)域的革新。作為電網(wǎng)運行的直接生產(chǎn)單位，電力調(diào)度通信中心面臨的變革最為緊迫。為此，國家電網(wǎng)電力調(diào)度通信中心構(gòu)建了《智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)建設(shè)框架》，指導各網(wǎng)省公司建設(shè)智能電網(wǎng)技術(shù)支持系統(tǒng)。本文根據(jù)國調(diào)中心《智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)建設(shè)框架》的目標，結(jié)合目前電力調(diào)度生產(chǎn)基礎(chǔ)上實現(xiàn)智能化，研究了如何在實現(xiàn)智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)的實現(xiàn)問題。

一、電網(wǎng)調(diào)度功能

由于電能的特點決定了電能必須實時平衡，即發(fā)電和用電必須實時平衡，因此作為電網(wǎng)安全穩(wěn)定的直接生產(chǎn)單位，各網(wǎng)省調(diào)必須實時獲得電網(wǎng)的相關(guān)運行數(shù)據(jù)并進行合理的電網(wǎng)運行方式安排和事故處理以確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。傳統(tǒng)SCADA/EMS系統(tǒng)作為電力調(diào)度最核心的系統(tǒng)，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)運行狀況的監(jiān)測和控制。SCADA通過采集各發(fā)電廠（站）、 變電站電氣設(shè)備的電氣量、開關(guān)量以及通過AGC、AVC等對電氣設(shè)備進行控制和調(diào)節(jié)，實現(xiàn)“四遙”功能;故障錄波系統(tǒng)和故障測距定位系統(tǒng)實現(xiàn)對電網(wǎng)事故數(shù)據(jù)的有效保存，電網(wǎng)安全校核系統(tǒng)和母線負荷預測系統(tǒng)實現(xiàn)對發(fā)電計劃的有效安排;廣域測量系統(tǒng)和電網(wǎng)動態(tài)預警系統(tǒng)實現(xiàn)對電網(wǎng)的動態(tài)監(jiān)測和預警;電能量采集系統(tǒng)實現(xiàn)對電量采集。

二、數(shù)據(jù)一體化

實時傳送電網(wǎng)動態(tài)數(shù)據(jù)并進行及時有效的分析是智能電網(wǎng)的最基本要求。由于SCADAEMS系統(tǒng)主要采集電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，不能采集動態(tài)數(shù)據(jù)，因此其不能滿足智能電網(wǎng)的要求。而基于同步相量測量單元設(shè)備PMU的出現(xiàn)較好地解決了此問題。由于PMU能夠采集模擬量和數(shù)字量，因此其具備了SCADA的數(shù)據(jù)采集功能，同時由于PMU在電網(wǎng)發(fā)生擾動時，自動保存每秒9600點或10000點的瞬時數(shù)據(jù)（非向量），因此具備了保護錄波儀的功能，故PMU基本具備了SCADA和故障錄波儀的功能。但PMU完全取代SCADA和故障錄波儀，目前還存在以下三個方面問題：

（一）由于PMU通常接入測量CT（PMU主要是為了保存電網(wǎng)低頻振蕩的數(shù)據(jù)），因此在電網(wǎng)發(fā)生大擾動時，由于電磁式測量CT存在磁飽和，其保存的電網(wǎng)暫態(tài)數(shù)據(jù)精度不高。

（二）對于目前PMU不具備的遙調(diào)和遙控功能，可對其進行改造，實現(xiàn)對遙調(diào)和遙控量的采集。

（三）數(shù)據(jù)傳輸。由于目前PMU上傳WAMS主站的速度為50幀/s，因此當PMU完全取代SCADA系統(tǒng)時，海量動態(tài)數(shù)據(jù)的傳輸將會造成數(shù)據(jù)網(wǎng)的重載或阻塞，同時也會造成主站磁盤存儲的浪費：此外，在電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)運行時，每個PMU子站這樣大規(guī)模的傳輸海量數(shù)據(jù)也是沒有必要的。因此在電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)時，可以適當降低PMU上傳主站的動態(tài)數(shù)據(jù)。

綜上，改造后的PMU完全具備了穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)、動態(tài)數(shù)據(jù)和暫態(tài)數(shù)據(jù)的采集與傳輸，完全可以取代SCADA和故障錄波儀，大幅度降低設(shè)備的投資以及運行維護人員的工作量;因此其比SCADA和故障錄波儀的數(shù)據(jù)更具有有效性。

三、數(shù)據(jù)庫

（一）有關(guān)數(shù)據(jù)庫的介紹

PI數(shù)據(jù)庫和eDNA數(shù)據(jù)庫雖然提供了歷史數(shù)據(jù)的高速緩沖區(qū)，但本質(zhì)上是-種純文件系統(tǒng)的存儲方式。ORACLE商用數(shù)據(jù)庫在存儲、查詢、分布式訪問、管理上均好于純文件系統(tǒng)。另一方面，PI數(shù)據(jù)庫和eDNA數(shù)據(jù)庫主要是面向數(shù)據(jù)的，點與點之間沒有關(guān)系，本身對電網(wǎng)模型和結(jié)構(gòu)的描述的支持很弱，而ORACLE數(shù)據(jù)庫用于描述電網(wǎng)模型等方面的技術(shù)非常成熟。

（二）一體化平臺方案

目前國內(nèi)不少電力公司EMS系統(tǒng)、WAMS系統(tǒng)、動態(tài)預警系統(tǒng)、負荷預測系統(tǒng)和發(fā)電計劃安全校核等系統(tǒng)都是各自獨立的系統(tǒng)，這方面是因為人們對新技術(shù)和新事物的認識和深入了解需要一個過程，另一方面是因為WAMS系統(tǒng)和動態(tài)預警系統(tǒng)為新的系統(tǒng)，可能存在著運行不穩(wěn)定，因此若將WAMS系統(tǒng)和動態(tài)預警系統(tǒng)與EMS系統(tǒng)同一平臺運行，可能會對EMS系統(tǒng)運行的可靠性造成影響。但隨著國內(nèi)WAMS系統(tǒng)和動態(tài)預警系統(tǒng)的成功運行，這些新系統(tǒng)運行已具備了與EMS系統(tǒng)相近的運行可靠性，為與EMS同-平臺提供了基礎(chǔ)。統(tǒng)一的支撐平臺有如下幾個方面的優(yōu)勢：

（1）集成各種量測數(shù)據(jù)，簡化接口設(shè)計：在一體化平臺支撐下，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)統(tǒng)一存儲和管理

PMU采集的數(shù)據(jù)，避免了各系統(tǒng)之間的大量數(shù)據(jù)交互。同時實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，方便各種高級應用功能的順利實施。

（2）實現(xiàn)一體化維護，減輕維護工作量。隨著電網(wǎng)建設(shè)的不斷發(fā)展，可以使模型和圖形的維護在統(tǒng)一平臺上進行，可以方便地實現(xiàn)對歷史、實時和未來電網(wǎng)模型和圖形支持，以滿足不同應用的需求。此外，在一體化平臺支撐下，各系統(tǒng)具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫維護界面、報警定義界面等，極大地提高了維護的方便性。

（3）實現(xiàn)一體化監(jiān)視與操作，方便使用。在一體化平臺支撐下，具有相同風格的人機交互界面，在同一臺人機工作站上實現(xiàn)對各系統(tǒng)的監(jiān)視和操作，在同一幅畫面上可以對電網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)、動態(tài)和暫態(tài)行為進行監(jiān)視，極大地提高了使用的方便性。

（4）共享硬件資源，減少硬件投資。在一體化平臺支撐下，可以最大限度地實現(xiàn)硬件資源共享，如歷史數(shù)據(jù)庫服務器、Web服務器和人機工作站，從，而減少硬件投資。

五、功能一體化設(shè)想

（一）基本功能的一體化

WAMS系統(tǒng)與動態(tài)預警系統(tǒng)的高級應用功能諸如在線狀態(tài)估計、在線靜態(tài)安全分析、在線暫態(tài)功角計算分析（包括功角穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定和頻率穩(wěn)定）、在線動態(tài)穩(wěn)定計算分析以及與之相適應的預防輔助控制策略等都可以在EMS系統(tǒng)上實現(xiàn)，而區(qū)別僅在于在線穩(wěn)定計算同傳統(tǒng)的基于EMS/SCADA進行在線穩(wěn)定計算的區(qū)別就是在于其狀態(tài)估計精度的提高。但隨著改進后的PMU代替SCADA和故障錄波儀時，將EMS、故障錄波系統(tǒng)、WAMS和動態(tài)預警系統(tǒng)可以實現(xiàn)-體化。實現(xiàn)對電網(wǎng)的動態(tài)監(jiān)測、在線低頻振蕩監(jiān)測、在線穩(wěn)定計算分析與預警，而調(diào)度運行中的其它系統(tǒng)可以作為功能應用一體化系統(tǒng)的高級子應用功能，并進一步推廣應用新的高級應用功能。

（二）新應用功能推廣實現(xiàn)智能化

目前國內(nèi)很多在建或已建成的電網(wǎng)動態(tài)監(jiān)測預警與輔助決策系統(tǒng)最主要的功能是為調(diào)度運行人員提供電網(wǎng)實時動態(tài)監(jiān)測信息、預想故障下的系統(tǒng)穩(wěn)定性以及輔助決策。

結(jié)語：

兩大電網(wǎng)公司和五大發(fā)電集團作為支撐國民經(jīng)濟發(fā)展的特大型骨干企業(yè)，必須將企業(yè)的發(fā)展與國家的發(fā)展相結(jié)合，按照國家發(fā)展政策要求及時調(diào)整自己的發(fā)展思路。降低能源消耗、保護環(huán)境是保證國家可持續(xù)發(fā)展的重要條件，大型電力企業(yè)在這方面必須承擔起更多的社會責任。只有國家走上可持續(xù)發(fā)展的道路，企業(yè)才能贏得良好的發(fā)展環(huán)境，才能健康持續(xù)的發(fā)展下去。

參考文獻：

[1]潘宏舒.區(qū)域電網(wǎng)運行風險控制下發(fā)用電一體化調(diào)度方法[J].通訊世界，2019，26（02）：173-174.

[2]王剛，董亦華，王珂，劉俊.計及網(wǎng)絡約束的發(fā)用電一體化綜合優(yōu)化調(diào)度模型[J].電力系統(tǒng)自動化，2017，41（14）：105-111.

[3]曹斌，劉文霞，王睿喆，張建華.考慮電網(wǎng)運行風險的發(fā)用電一體化調(diào)度方法[J].電網(wǎng)技術(shù)，2015，39（09）：2578-2584.